手機充電器電路原理圖分析

手機充電器電路原理圖分析手機充電器電路原理圖分析手機充電器電路原理圖分析手機充電器電路原理圖分析編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:專門找了幾個例子，讓大家看看。自己也一邊學(xué)習(xí)。

分析一個電源，往往從輸入開始著手。220V交流輸入，一端經(jīng)過一個4007半波整流，另一端經(jīng)過一個10歐的電阻后，由10uF電容濾波。這個10歐的電阻用來做保護的，如果后面出現(xiàn)故障等導(dǎo)致過流，那么這個電阻將被燒斷，從而避免引起更大的故障。右邊的4007、4700pF電容、82KΩ電阻，構(gòu)成一個高壓吸收電路，當(dāng)開關(guān)管13003關(guān)斷時，負(fù)責(zé)吸收線圈上的感應(yīng)電壓，從而防止高壓加到開關(guān)管13003上而導(dǎo)致?lián)舸?3003為開關(guān)管(完整的名應(yīng)該是MJE13003)，耐壓400V，集電極最大電流，最大集電極功耗為14W，用來控制原邊繞組與電源之間的通、斷。當(dāng)原邊繞組不停的通斷時，就會在開關(guān)變壓器中形成變化的磁場，從而在次級繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于圖中沒有標(biāo)明繞組的同名端，所以不能看出是正激式還是反激式。

不過，從這個電路的結(jié)構(gòu)來看，可以推測出來，這個電源應(yīng)該是反激式的。左端的510KΩ為啟動電阻，給開關(guān)管提供啟動用的基極電流。13003下方的10Ω電阻為電流取樣電阻，電流經(jīng)取樣后變成電壓(其值為10*I)，這電壓經(jīng)二極管4148后，加至三極管C945的基極上。當(dāng)取樣電壓大約大于，即開關(guān)管電流大于時，三極管C945導(dǎo)通，從而將開關(guān)管13003的基極電壓拉低，從而集電極電流減小，這樣就限制了開關(guān)的電流，防止電流過大而燒毀(其實這是一個恒流結(jié)構(gòu)，將開關(guān)管的最大電流限制在140mA左右)。

變壓器左下方的繞組(取樣繞組)的感應(yīng)電壓經(jīng)整流二極管4148整流，22uF電容濾波后形成取樣電壓。為了分析方便，我們?nèi)∪龢O管C945發(fā)射極一端為地。那么這取樣電壓就是負(fù)的(-4V左右)，并且輸出電壓越高時，采樣電壓越負(fù)。取樣電壓經(jīng)過穩(wěn)壓二極管后，加至開關(guān)管13003的基極。前面說了，當(dāng)輸出電壓越高時，那么取樣電壓就越負(fù)，當(dāng)負(fù)到一定程度后，穩(wěn)壓二極管被擊穿，從而將開關(guān)13003的基極電位拉低，這將導(dǎo)致開關(guān)管斷開或者推遲開關(guān)的導(dǎo)通，從而控制了能量輸入到變壓器中，也就控制了輸出電壓的升高，實現(xiàn)了穩(wěn)壓輸出的功能。

而下方的1KΩ電阻跟串聯(lián)的2700pF電容，則是正反饋支路，從取樣繞組中取出感應(yīng)電壓，加到開關(guān)管的基極上，以維持振蕩。右邊的次級繞組就沒有太多好說的了，經(jīng)二極管RF93整流，220uF電容濾波后輸出6V的電壓。沒找到二極管RF93的資料，估計是一個快速回復(fù)管，例如肖特基二極管等，因為開關(guān)電源的工作頻率較高，所以需要工作頻率的二極管。這里可以用常見的1N5816、1N5817等肖特基二極管代替。

同樣因為頻率高的原因，變壓器也必須使用高頻開關(guān)變壓器，鐵心一般為高頻鐵氧體磁芯，具有高的電阻率，以減小渦流。

1移動通信手持機鋰電池的安全要求和試驗方法

一般要求

本標(biāo)準(zhǔn)對電池的電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了一些建議，希望生產(chǎn)廠家在電池的設(shè)計環(huán)節(jié)能充分考慮到電池的安全性。

1.1.1絕緣與配線

常見的電池外殼都是非金屬的，但有的電池也采用金屬外殼，后種情況下電池的電極終端與電池的金屬外殼之間的絕緣電阻在500V直流電壓下測量應(yīng)大于5M&O1527;，除非電池的電極終端與電池的金屬外殼有連通。

手機電池并非電池芯的簡單組合，電池芯之外還有保護電路和控制電路，其內(nèi)部配線及絕緣應(yīng)充分滿足預(yù)計的最大電流、電壓和溫度的要求，配線的排布應(yīng)保證端子之間有足夠的間隙和絕緣穿透距離，內(nèi)部連接的整體性能應(yīng)充分滿足可能發(fā)生誤操作時的安全要求。

泄放

泄放的含義即電池或電池芯內(nèi)部的過高壓力在安全閥處釋放以防止其破裂或爆炸。標(biāo)準(zhǔn)要求電池或電池芯在內(nèi)部壓力過高達到一定限值時能以一定的速率將壓力泄放以防止電池的破裂、爆炸和自燃。如果電池的電池芯被封裝在外殼內(nèi)，則該封裝的形式和封裝的方法在正常操作過程中不應(yīng)引起電池過熱，也不應(yīng)約束內(nèi)部壓力的泄放。

溫度/電流管理

電池充電過程中，電池和充電器內(nèi)部的電路都會產(chǎn)生熱量，若散熱不佳導(dǎo)致熱量聚集會影響電池正常的化學(xué)反應(yīng)過程，造成電池的熱失效，因此，電池的設(shè)計應(yīng)能防止電池溫度的異常上升。必要時，電池的充電和放電應(yīng)設(shè)定安全限流，防止電流過大而產(chǎn)生過多熱量。

終端連接

電池外殼應(yīng)清晰地標(biāo)明終端的極性。終端的尺寸大小和形狀應(yīng)能確保承載預(yù)計的最大電流。外部終端表面應(yīng)采用機械性能良好并耐腐蝕的導(dǎo)電材料。終端應(yīng)設(shè)計成最不可能發(fā)生短路的樣式。

電池芯裝配成電池

電池芯與所裝配電池的容量應(yīng)緊密匹配，裝配在同一電池里的電池芯應(yīng)結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)成分相同，并且是同一廠家生產(chǎn)的。不同廠家生產(chǎn)的電池芯在電解液和電極材料等方面均會有所差異，如此規(guī)定的目的是為了保證裝配在同一電池中電池芯的一致性，防止落后電池芯造成整個電池技術(shù)指標(biāo)和安全性能的下降。

正常使用時的安全要求

考慮到試驗的一致性及各電池試驗結(jié)果具有可比性，試驗所用電池芯或電池的生產(chǎn)日期應(yīng)在3個月以內(nèi)，但并不表示電池3個月后安全性能會下降。常態(tài)試驗在20℃±5℃的環(huán)境溫度下進行。

連續(xù)低倍率充電

完全充電的電池芯以額定的低倍率電流A持續(xù)充電28天后，應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

振動

用完全充電的電池芯或電池進行X、Y、Z三個方向的振動試驗，振動源單振幅(雙振幅,頻率變化率1Hz/min,頻率范圍10Hz到55Hz，往返振動90min±5min后，電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

高溫性能

完全充電的電池置于70℃±2℃恒溫箱中，保持7小時，然后取出置于室溫條件下，檢查其外觀，其外殼應(yīng)無變形或其變形不會導(dǎo)致電池內(nèi)部元件暴露出來。

溫度循環(huán)

完全充電的電池或電池芯置于可強制調(diào)溫的恒溫箱中，按下列程序做-20℃到+75℃的溫度循環(huán)：

（1）30min內(nèi)使恒溫箱的溫度升到75℃±2℃，并在此溫度下保持4h；

（2）30min內(nèi)使恒溫箱的溫度降到20℃±5℃，并在此溫度下保持2h；

（3）30min內(nèi)使恒溫箱的溫度降到-20℃±2℃，并在此溫度下保持4h；

（4）30min內(nèi)使恒溫箱的溫度升到20℃±5℃，并在此溫度下保持2h；

（5）再重復(fù)1-4的步驟做4個循環(huán)；

（6）第5次循環(huán)完成后，電池保存2h再作檢查，應(yīng)符合相關(guān)要求。

該試驗可以在一個可強制調(diào)溫的恒溫箱中進行，也可以在3個不同溫度的恒溫箱之間進行。試驗后，電池芯或電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

低壓性能

完全充電的電池芯置于溫度為20℃±5℃的真空干燥箱中，抽真空使氣壓小于后保持6小時后，應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

可能發(fā)生誤操作時的安全要求

外部短路

完全充電的電池或電池芯分別在20℃±5℃和55℃±5℃的環(huán)境中放置2h。然后，用連線短接每個電池芯或電池的正負(fù)極終端并確保全部外部電阻小于100mΩ。短接后，保持24h，到電池芯或電池外殼的溫度下降到電池芯或電池原始溫度+電池芯或電池短路后的最大溫升×20%。試驗后，電池或電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。

自由跌落

完全充電的電池芯或電池以任意方式從1米高處自由跌落到水泥地面3次后，應(yīng)不起火、不爆炸。

機械碰撞

在20℃±5℃環(huán)境中，完全充電的電池承受X、Y、Z三個方向的碰撞。如果電池只有兩個對稱軸，只作兩個方向的碰撞。在最初3ms內(nèi)的平均加速度應(yīng)≥75gn，最高加速度應(yīng)在125gn和175gn之間。碰撞1000次±10次后，電池應(yīng)不起火、不爆炸、不漏液。

熱沖擊

完全充電的電池芯，置于一個烘箱中加熱。烘箱的溫度以（5±2）℃/min的速率上升至130℃±2℃，保持10min，電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。

耐擠壓性能

完全充電的電池芯置于兩平行平板間，施加擠壓力為13kN±1kN，一旦達到最大壓力或壓力突然下降1/3，即可卸壓。對圓形或方形電池芯進行擠壓試驗時，要使電池芯的縱軸與擠壓設(shè)備扁平表面保持平行。方形電池芯要沿其縱軸旋轉(zhuǎn)90°，以便電池芯的寬邊和窄邊都能受到擠壓的作用，外殼為鋁塑復(fù)合膜的電池芯只做寬面的擠壓。試驗后，電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。

沖擊

完全充電的電池芯置于一個扁平表面上，將一個半徑為8mm、質(zhì)量為10kg的棒垂直置于樣品中心的正上方，從600mm高度處落下作用到樣品上。圓柱形或方形電池芯在接受沖擊試驗時，其縱軸要平行于扁平表面，垂直于棒的縱軸。方形電池芯要沿其縱軸旋轉(zhuǎn)90°，以便電池芯的寬邊和窄邊都能受到?jīng)_擊作用。外殼為鋁塑復(fù)合膜的電池芯只做寬面的沖擊試驗。每只樣品只能接受一次沖擊試驗，每次試驗只能使用一只樣品。試驗后，電池芯應(yīng)不起火、不爆炸。

過充性能

完全放電的電池芯，以≥10V的電壓、的電流充電后，應(yīng)不起火、不爆炸。

強制放電性能

完全放電的電池芯承受1C5A電流強制放電90min后，應(yīng)不起火、不爆炸。

外部短路試驗、自由跌落試驗、熱沖擊試驗、耐擠壓性能試驗、沖擊試驗、過充性能試驗、強制放電性能試驗是破壞性試驗，電池或電池芯的外殼均可能發(fā)生變化，漏液很難避免，但尚未影響安全性，因此標(biāo)準(zhǔn)中對這些試驗沒有要求不漏液。

安全標(biāo)識

安全標(biāo)識的作用應(yīng)引起足夠的重視，電池本身應(yīng)具有安全警示，并且附加適當(dāng)?shù)木媛暶?，需檢查確認(rèn)標(biāo)識的一致性。另外，電池的說明書中應(yīng)寫清合適的使用指導(dǎo)和推薦的充電方法等。

2移動通信手持機鋰電池充電器的安全要求和試驗方法

市場上的電池充電器形色各異，有的使用電源線，有的不使用。直接插入式充電器不使用電源線，電源插頭和充電器外殼構(gòu)成一完整部件，其重量靠墻上插座來承載，市場上常見的“坐充”就是這類充電器。使用電源線的充電器，與電源連接的方式又分兩種：可拆卸的和不可拆卸的?？刹鹦兜碾娫窜浘€利用適當(dāng)?shù)碾娖鬟B接器與充電器連接以供電，不可拆卸的電源軟線固定在充電器上或與充電器裝配在一起來供電。

市場中有的產(chǎn)品稱為充電器，但實際上是適配器，我們有必要區(qū)分這兩種功能。適配器主要是把交流市電轉(zhuǎn)換成直流電，根據(jù)電池的規(guī)格提供相應(yīng)的電壓電流，一般采用恒壓恒流方式，能夠隔離主電壓和危險電壓，對市電波動有一定耐受力，需要時可安全關(guān)斷。而充電器的主要功能是把充電電流限制在一個安全水平上，主要采用恒流方式，能檢測充電的完成，根據(jù)某種算法終止充電以延長電池壽命，若發(fā)現(xiàn)電池異?？山K止充電。這兩種功能可分別實現(xiàn)，也可組合在一個物理實體中。GSM手機通常包含充電功能，與手機配套的只需適配器，而CDMA手機往往不包含充電功能，這樣減少了手機設(shè)計的復(fù)雜性和工作狀態(tài)時產(chǎn)生的熱量。理解這些概念有助于更有針對性地使用該標(biāo)準(zhǔn)。

交流輸入電壓

充電器的額定輸入電壓為交流220V，頻率為50Hz，為了保證安全性，充電器應(yīng)能承受市電一定范圍內(nèi)的波動，標(biāo)準(zhǔn)中要求的電壓波動范圍是其額定值的85％～110％，頻率的波動范圍是±2Hz。

電源線組件

（1）電源線組件應(yīng)符合GB2099的要求；

（2）電源線組件的額定值應(yīng)大于充電器電源要求的額定值；

（3）電源軟線的導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于；

（4）電源線組件中的電源軟線應(yīng)符合下列要求：

*如果電源軟線是橡皮絕緣，則應(yīng)是合成橡膠，應(yīng)符合GB5013對通用橡膠護套軟電纜的要求；

*如果電源軟線是聚氯乙烯絕緣的，應(yīng)符合GB5023對輕型聚氯乙烯護套軟線的要求。

隔離變壓器

安全隔離變壓器在構(gòu)造上應(yīng)保證在出現(xiàn)單一絕緣故障和由此引起的其他故障時，不會使安全特低電壓繞組上出現(xiàn)危險電壓。隔離變壓器應(yīng)按照GB4943中附錄C的有關(guān)規(guī)定進行試驗。

說明和標(biāo)牌的要求

一般要求

廠家應(yīng)向用戶提供足夠的資料，以確保用戶在按廠家的規(guī)定使用時，不會引起本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的危險。應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)簡體中文書寫。標(biāo)記應(yīng)是耐久和醒目的，能承受標(biāo)記耐久性試驗。首先用一塊蘸有水的棉布擦拭15s，然后再用一塊蘸有汽油的棉布擦拭15s，標(biāo)牌應(yīng)清晰，不應(yīng)輕易被揭掉，不應(yīng)出現(xiàn)卷邊。

說明書

廠家應(yīng)提供必要的使用說明書，對充電器在操作、維修、運輸或儲存時有可能引起危險的情況提醒用戶特別注意。

結(jié)構(gòu)設(shè)計要求

穩(wěn)定性

直接插在墻壁插座上、靠插腳來承載其重量的充電器，不應(yīng)使墻壁插座承受過大的應(yīng)力?？赏ㄟ^插座應(yīng)力試驗檢驗其是否合格。充電器應(yīng)按正常使用情況，插入到一個已固定好的沒有接地接觸件的插座上，該插座可以圍繞位于插座嚙合面后面8mm的距離處，與管件接觸件中心線相交的水平軸線轉(zhuǎn)動。為保持嚙合面垂直而必須加到插座上的附加力矩不應(yīng)超過。

結(jié)構(gòu)細節(jié)

電池極性接反以及強制充電或放電可能導(dǎo)致危險，所以在設(shè)計上應(yīng)有防止極性接反以及防止強制充放電的措施。將起保護作用的任何元件一次一個地短路或開路，并強迫充放電各2小時，充電器應(yīng)不起火、不爆炸。

防觸及性（電擊及能量危險）

充電器正常使用時應(yīng)具有防觸及性，防止電擊及能量危險。

如果特低電壓電路的外部配線的絕緣是操作人員可觸及的，則該配線應(yīng)：

*不會受到損壞或承受應(yīng)力；

*不需要操作人員接觸。

連接布線

（1）對使用不可拆卸的電源軟線的充電器應(yīng)裝有緊固裝置：

*導(dǎo)線在連接點不承受應(yīng)力；

*導(dǎo)線的外套不受磨損；

*電源軟線應(yīng)能承受拉力試驗，電源軟線應(yīng)承受30N的穩(wěn)定拉力25次，拉力沿最不利的方向施加，每次施加時間為1s，電源軟線應(yīng)不被拉斷；

*電源軟線緊固裝置應(yīng)由絕緣材料制成，或由具有符合附加絕緣要求的絕緣材料的襯套制成。

（2）電源軟線入口開孔處應(yīng)裝有軟線入口護套，或者軟線入口或襯套應(yīng)具有光滑圓形的喇叭口，喇叭口的曲率半徑至少等于所連接最大截面積的軟線外徑的倍。

軟線入口護套應(yīng)：

*設(shè)計成防止軟線在進入充電器入口處過分彎曲；

*用絕緣材料制成；

*采用可靠的方法固定；

*伸出充電器外超過入口開孔的距離至少為該軟線外徑的5倍，或者對扁平軟線，至少為該軟線截面長邊尺寸的5倍。

外殼表面

當(dāng)用戶碰觸到電池外殼時，其溫度不應(yīng)造成用戶的突然反應(yīng)使他受傷，人對溫度的反應(yīng)不僅是度數(shù)的高低，還取決于外殼材料的傳導(dǎo)特性和熱容量，60℃的金屬外殼比70℃的塑料外殼感覺要燙，UL和IEC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對非金屬外殼溫升的規(guī)定不超過50℃，而手機電池的外殼絕大部分是非金屬材料，因此本標(biāo)準(zhǔn)借鑒了該規(guī)定，要求如下：充電器額定工作2小時后，測量其外殼表面溫度變化小于1℃/h即認(rèn)為溫度穩(wěn)定，此時測量其外殼表面溫升應(yīng)小于50℃。

輸出短路保護

充電器應(yīng)有短路的自動保護功能。將充電器輸出短路，充電器應(yīng)能自動保護，故障排除后應(yīng)能自動恢復(fù)工作。

絕緣電阻

在常溫條件下，用絕緣電阻測試儀直流500V電壓，對充電器主回路的一次電路對外殼、二次電路對外殼及一次電路對二次電路進行測試，充電器的絕緣電阻應(yīng)不低于2MΩ。

絕緣強度

用耐壓測試儀對充電器進行絕緣強度試驗，且充電器必須是在進行完絕緣電阻試驗并符合要求后才能進行絕緣強度的試驗。

一次電路對外殼、一次電路對二次電路應(yīng)能承受50Hz、有效值為1500V的交流電壓（漏電流≤10mA），二次電路對外殼應(yīng)能承受50Hz、有效值為500V的交流電壓（漏電流≤10mA），應(yīng)無擊穿與無飛弧現(xiàn)象。試驗電壓應(yīng)從小于一半規(guī)定電壓值處逐步升高，達到規(guī)定電壓值時持續(xù)1min。

異常工作及故障條件下的要求

充電器的設(shè)計應(yīng)能盡可能限制因機械、電氣過載或故障、異常工作或使用不當(dāng)而造成起火或電擊危險。變壓器過載試驗按照GB4943中附錄C1的要求進行?？赡M下列故障條件：

*一次電路中任何元器件的失效；

*二次電路中任何元器件的失效。

材料的可燃性要求

充電器外殼和印制板及元器件所用的材料應(yīng)能使引燃危險和火焰蔓延減小到最低限度，為V－2級或更優(yōu)等級。在進行耐熱及防火試驗時，V-0級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過5s，在燃燒時所釋放的灼熱微?；蛉紵温湮锊粫姑撝抟肌-1級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過25s，在燃燒時所釋放的灼熱微粒或燃燒滴落物不會使脫脂棉引燃。V-2級材料可以燃燒或灼熱，但其持續(xù)時間平均不超過25s，在燃燒時所釋放的灼熱微粒或燃燒滴落物會使脫脂棉引燃。進行本試驗時可能會冒出有毒的煙霧，在適用的情況下，試驗可以在通風(fēng)柜中進行，或者在通風(fēng)良好的房間內(nèi)進行，但是不能出現(xiàn)可能使試驗結(jié)果無效的氣流。

試驗火焰應(yīng)利用本生燈獲得，本生燈燈管內(nèi)徑為±，燈管長度從空氣主進口處向上約為100mm。本生燈要使用熱值約為37MJ/m3的燃氣。應(yīng)調(diào)節(jié)本生燈的火焰，使本生燈處于垂直位置，同時空氣進氣口關(guān)閉時，火焰的總高度約為20mm。火焰頂端應(yīng)與樣品接觸，燒30s，然后移動火焰停燒60s，再在同一部位燒30s。

在試驗期間，當(dāng)試驗火焰第二次撤離后，樣品延續(xù)燃燒不應(yīng)超過1min，且樣品不應(yīng)完全燒盡。

自由跌落試驗

充電器從1m高度處自由跌落到硬木表面3次，其表面應(yīng)無裂痕等損壞。

濕熱試驗

試驗方法按GB/T–2001中“試驗Cb”的要求進行。產(chǎn)品無包裝，試驗嚴(yán)酷等級為：溫度40℃±2℃，相對濕度（93±3）％RH，試驗持續(xù)時間為2d。試驗后應(yīng)符合的要求。

3小結(jié)

本標(biāo)準(zhǔn)在制訂過程中借鑒了國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如IEC62133、IEC61960、UL1642、UL2045等，