08928@52RD_充电器基础知识

充电器基础知识波导研究院2004.06充电器基础知识-------------原理与质量控制波导研究院应凤英2004.06版权所有充电器基础知识波导研究院2004.06充电过程的主体空载电压为4.2V的充电器：充电器直接给电池充电，手机只是提供了一个转接的作用。（或者有的手机还有一个过流保护的fuse）空载电压是4.2V以上的充电器：充电过程中的主体多了一个充电管理芯片（一般被集成在手机的电源管理芯片里）电源适配器手机电池电源适配器电池手机（其中的充电管理）+++++GNDGNDGNDGND充电器基础知识波导研究院2004.06电池的安全设计---方式1电池充电管理芯片和电池保护板同时坏时，也不会有过充安全问题发生0.00.40.81.21.62.02.42.84.04.24.44.64.85.05.25.45.65.86.06.26.46.6VoltageCurrent(amperes)PowerSupply(CLA)OutputCellAproblematicoverchargebatterysafetycircuitprotectionchargeroperatingwindow充电器基础知识波导研究院2004.06电池的安全设计---方式2如果电池充电管理芯片和电池保护板同时坏，有可能会有电池安全问题：我司用的是第二种方式较多。大部分公司也都是这么做0.00.40.81.21.62.02.42.84.04.24.44.64.85.05.25.45.65.86.06.26.46.6VoltageCurrent(A)PowerSupply(CLA)OutputCellBproblematiconoverchargebatterysafetycircuitprotectionchargeroperatingwindow充电器基础知识波导研究院2004.06旅行充电器的分类旅行充电器按其电路方式的不同分为两大类：开关电源与线性电源。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。现在我们的开关电源如果输出性能做到与线性一样，成本只贵四元钱左右线性电源：所谓线性稳压电源，就是其调整管工作在线性放大区。它的稳压部分是一个线性反馈系统，误差放大器和调整管都工作于线性放大状态。线性稳压电源的优点：反应较快，电压稳定度和负载稳定度高，输出纹波电压小。另外，这种电源对调整管的频率特性要求较低，设计调试都比较容易。线性稳压电源的缺点：比较笨重，变换效率低，一般只有35%-60%。这是由于工频变压器的存在和调整管功耗大造成的。充电器基础知识波导研究院2004.06线性充电器的基本原理电路图（S1800充电器）内部结构如右图所示，熔断FUSE包在初级线圈里充电器基础知识波导研究院2004.06线性充电器的基本原理输出特性曲线如右图特点：空载电压较高（我们平时直接用万用表测输出测得的就是空载电压）电压调整率较差，187V比242V低很多。242V187VVA充电器基础知识波导研究院2004.06线性充电器各部分硅钢片用于低频变压器，其种类很多，按其制作工艺不同可分为A：锻烧(黑片)、N：无锻烧(白片)两种.（黑片价格高，质量好，铁损少。温变压器工作时温升可以低10度左右）Fuse：要经过相关认证，加工时要注意加工温度控制，否则fuse可能会老化，在实际使用中会出现误动作情况整流管：用1N4001~1N4007充电器基础知识波导研究院2004.06空载电流的测定的意义。变压器的空载电流是指初级接额定电压，次级完全空载测得的初级电流。这个电流与进线电压的乘积则为空载损耗，也就是指变压器的铁芯损耗。它是铁芯在交流磁场中涡流损耗和磁滞损耗之和。因而，变压器的空载电流越小，表明铁芯的质量越好，且安培匝数设计非常合理。这种情况下，一般认为空载电流相似于铁损耗，空载电流的大小，也就反映铁损的大小。小于10W的变压器空载电流约7~15mA；100W的变压器，空载电流约30~60mA之间，都认为正常。铁损较大的变压器，发热量必然大，如果是因安培匝数设计不合理，其空载电流大增，结果造成温升增大，其寿命也不会长。一般环形变压器的空载电流应低于普通插片式变压器的空载电流。测空载电流与温升可以来判断变压器的好坏。充电器基础知识波导研究院2004.06开关电源所谓开关稳压电源，就是其调整管工作在开关状态。它原理上是利用晶体管作为电子开关，控制直流电源的通断（把直流变换成交流），再经过高频变压器得到相应的交流电压，然后滤波得到直流电压。开关稳压电源的主要优点是：变换效率高，可高达70%-95%。1，功耗小由于开关管功率损耗小，因而不需要采用大散热器。功耗小使得电子设备内温升也低，周围元件也不会因为长期在高温环境下而损坏，这有利于提高整个电子设备的可靠性和稳定性。2，稳定范围宽当开关稳压输入的交流电压在较宽范围内变化时，都能达到很好的稳压效果，输出电压的变化范围在2%以下。而且在输入电压发生变化时，始终能保持稳压电路的高效率，因此，开关电源能适用于电网电压波动比较大的地区。3，体积小，重量轻开关稳压电源可将电网输入的交流电压直接整流，再通过高频变压器获得各种不同交流电压，这样可以免去笨重的工频变压器，从而节省了大量的漆包线和硅钢片，使电源体积缩小，重量减轻。充电器基础知识波导研究院2004.06开关电源的缺点是：电路比较复杂，输出的纹波电压较高（每一个开关周期有一个纹波），瞬态响应较差，存在高频干扰等。因此，开关稳压电源的应用受到一定的限制。某一开关电源的输出波形充电器基础知识波导研究院2004.06开关电源的基本原理采用开关电源的旅行充电器，在电路上可分为高压部分与低压输出部分两大块。高压部分主要是为整机提供电源，低压部分则是根据具体的输出特性要求进行相关的特性调整，并将这种状态反馈给高压部分，使旅行充电器的输出达到使用要求。充电器基础知识波导研究院2004.06开关电源基本原理------分立元件组成的开关电源RCC电路控制电源RCC变换器的电路结构：RCC变换器是RingChokeConverter的简称，广泛应用50W以下的开关电源中，它不需要自励式振荡电路，结构简单，由输入电压和输出电流改变频率。RCC的基本电路如右图所示在VT1导通ton期间变压器T1从输入侧蓄积能量，在下一次截止期间toff变压器T1蓄积的能量释放供给输出负载。Toff结束时，变压器电压Vt1波形自由振荡返回到0V。这电压通过基极绕组加到开关管Vt1的基极，因此，晶体管VT1触发导通，Vt1一导通就进入下一个工作周期。输入电压V1是输入交流电压经整流后的直流电压。充电器基础知识波导研究院2004.06实际应用电路：通过光偶，Cf,V1产生反馈控制信号，Czcd起加速反馈，提高频率的作用充电器基础知识波导研究院2004.06开关电源基本原理------PWM芯片控制的开关电源基本隔离单端反激变换器其变压器T1起隔离和传递储存能量的作用，即在开关管Q开通时Np储存能量，开关管Q关断时Np向Ns释放能量。在输出端要加由电感器Lo和两个Co电容组成一个低通滤波器，变压器初级需有Cr、Rr和Dr组成的RCD漏感尖峰吸收电路。输出回路需要有一个整流二极管D1。PWM控制芯片：利用反馈信号控制占空比DrclocksrqlatcherroramppwmcmpLCRTPowerSwitchoVinVeVoVrefVD充电器基础知识波导研究院2004.06重载（输入电压低，输出电流大）时的PWM控制器输出波形轻载（输入电压高，输出电流小）时的PWM控制器输出波形通过这样的调节，使该变换器有很宽的工作范围，有很好的电压调整率和较好的负载调整率。充电器基础知识波导研究院2004.06电源如何实现先恒流后恒压的控制—线性充电器基础知识波导研究院2004.06电源如何实现先恒流后恒压的控制—开关充电器基础知识波导研究院2004.06旅行充电器待机功耗要求1、电子产品的待机功耗在美国和加拿大要达到能源之星(energystar)要求。2、在欧洲要达到绿色天使(greenangel)的要求。3、象电源适配器这样的小功率产品，待机功耗要小于0.3W，充电器基础知识波导研究院2004.06旅行充电器和3C认证旅行充电器作为一个与手机配套的部件，需要符合信息设备的一些特殊要求。从2003年8月1日起，我国全面推行CCC认证（CCC是ChinaCompulsoryCertification的缩写），即“中国国家强制性产品认证”，确保公共财产安全和人体健康。3C认证主要分为电磁兼容形式实验、安全形式实验两部分。充电器基础知识波导研究院2004.06电源的EMC问题(1)EMC介绍EMC(ELECTRO-MAGNETICCOMPATIBILITY)即电磁兼容性，乃指产品在优良的设计下不干扰别的产品，也能忍受外界电磁干扰的能力，EMC包括EMI(ELECTRO-MAGNETICINTERFERENCE)和EMC(ELECTRO-MAGNETICSUSCEPTIBILITY).EMI即电磁干扰,指含有电子电机零件的仪器,装置整组设备或整套系统因动作而产生的一种电磁波噪声,或装置本身不需要的信号,经由辐射或传导路径影响其它装置,造成其它装置不正常或失真.EMS即电磁耐受性,也就是仪器,装置整组或整套系统本身具有抗拒外面噪声,免除被外界噪声干扰的能力.充电器基础知识波导研究院2004.06EMI主要项目有：1、电源端子传导骚扰电压2、辐射骚扰场强3、骚扰功率4、喀呖声干扰5、谐波电流6、电压闪烁等等充电器基础知识波导研究院2004.06EMI/EMC管制:目前,世界上很多国家或地区对于电子信息产品的EMI/EMS均有严格的管制措施,如美国FCC,欧盟的CE,日本的VCCI及电气用品取缔法,澳洲的SMA,加拿大,韩国等国家或地区均有专司EMI/EMS管制法规条文,对于销往这些国家或地区的产品都须先经过测试合格,方可合法的运送及销售.其中:增益(dB)=10log10输出功率/输入功率=20log10输出电压/输入电压或损失(dB)=10log10输入功率/输出功率=20log10输入电压/输出电压电压(dBμV)=20log10该点以μV计之电压/标准强度(1μV)此电压是在50Ω阻抗上测得:以跨在50Ω阻抗上之负载,1μV均方根电压所产生功率为参考标准.或dBμV=20log10(50Ω阻抗上电压,单位为μV)dBμV表示高出1μV多少个dB,也就是以dB表示高出1μV/50Ω标准强度有多少．充电器基础知识波导研究院2004.06电源辐射干扰充电器基础知识波导研究院2004.06电源传导干扰充电器基础知识波导研究院2004.06电源的安规为什么要制定安规？安规方面，我们手机充电器适用的标准是GB4943，（其对应的国际标准是IEC60950，UL60950）充电器基础知识波导研究院2004.06电源的安规要求---安全距离及其相关安全要求安全距离包括电气间隙（空间距离），爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离1、电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。2、爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。充电器基础知识波导研究院2004.06电源的安规要求---安全距离及其相关安全要求电气间隙：根据测量的工作电压及绝缘等级，即可决定距离通常：一次侧交流部分：保险丝前L—N≥2.5mm，L.N--PE（大地）≥2.5mm，保险丝装置之后可不做要求，但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源。一次侧交流对直流部分≥2.