USB充电器设计与制作课件

IC1中光敏三极管电流增大
二、USB充电器电路
3、USB充电器控制电路原理 单端正激式电路
6、D6为L2绕组输出电压整流二极管，C2为滤波电容； 7、当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，T1（3、
4）、DZ1取样比较导致Q2导通，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能
力变小，从而导致输出电压降低； 8、当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压又 会升高；这样起到自动稳压作用。；
二、USB充电器电路
三、开关电源电路
三、开关电源电路
1、发光二极管参数
超高亮: 高亮:
1.7V~1.9V, 设计电流通常选为15mA 1.6V~1.8V，设计电流通常选为12mA 1.4V~1.7V，设计电流通常选为8mA
R VCC VLED VDRV I LED
驱动器件的低电 平输出电压
差模噪声:
差模噪声产生于相线之间。
三、开关电源电路
1、输入电路
抑制电磁脉冲(EMP): 抑制EMP主要是对浪涌保护。浪涌保护主要是防雷保护，就是在极短的 时间内将设备上因感应雷击而产生的大量脉冲能量释放到安全地线上，从
二、USB充电器电路
3、USB充电器控制电路原理 单端正激式电路
9、过流过载保护功能：当负载过载或者短路时，Q1的集电极电流增大，Q1的 发射极电阻R2上产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压经过R4让 Q2饱和导通，从而让Q1截止，停止输出，防止过载损坏； 10、因此，改变R2的大小，可改变负载能力。如果将输出电流减小，可将R2 改大。如果将输出电流改大，可将R2改小； 11、注意：R2改小将增大Q1烧坏的可能性。如果需要大电流输出，建议更换 Q1为13003或者13007中大功率三极管；
二、USB充电器电路
3、USB充电器控制电路原理 单端正激式电路
1、当接通电源后，220V交流通过D2整流，C1滤波，通过电阻R2给Q1提供基极 启动电流，使Q1开始微导通，其集电极电流Ic线性增长，在L2中感应出使Q1基 极为正、发射极为负的正反馈电压，通过C2和R3，送到Q1基极，使Q1迅速饱和；
导通，LD2亮，表示正在充电。随着电池不断地充电，其充电电流逐渐减小， R8上的压降也随之减小，当Q3的e-b结偏压V3e-b小于0．7V时，Q3截止，LD2
熄灭，表示电已充满。
二、USB充电器电路
1、USB充电器参数
输入电压: 输入电压:
100---240V 5V 200mA 。
输入电流范围:
USB充电器设计与制作多媒体课件
广东松山职业技术学院电气工程系
演讲人: 张文辉
〖引入新课〗
电子设备都要求有很稳定的直流电源供电。传统的串联型电源虽然 技术成熟，并且有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性能好、
输出纹波电压小、使用可靠等优点，但通常都需要体积大且笨重的工
频变压器起隔离之用，滤波器的体积和重量也很大。而调整管工作在 线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其功率调整管必须承受较大 的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有45％左右。 由于调整管上的功率消耗较大，需要采用大功率调整管并安装很大的 散热器，这就难以满足电子设备小型节能发展的要求。
IC1中光敏三极管电流增大
二、USB充电器电路
4、USB充电器控制电路原理 单端反激式
6、D6为L2绕组输出电压整流二极管，C2为滤波电容； 7、L2反馈绕组中的感应电压经IC1中的光敏三极管到Q2基极，Q2基极电流增
大，集电极电流增大，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，
从而导致输出电压降低。当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载 能力变强，输出电压升高，这样起到自动稳压作用；
通常在4.2V、5V，快充9V/12V 通常在4.2V、5V，快充9V/12V 2000-5000M划分，温度0至45度，湿度小于等于90%。
CE认证、中国CCC、美国UL
FCC 欧盟
使用地区国家:
二、USB充电器电路
1、USB充电器参数
输入电压:
100-
二、USB充电器电路
1、USB充电器参数
二、USB充电器电路
二、USB充电器电路
3、USB充电器控制电路原理 单端正激式电路(输出控制)
1、当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，电压超过
5.8v时，DZ1击穿，Q2的基极电压升高，Q2导通。Q1的基极电压立即释放，Q1
截止，输出电压越高，截止时间越长，限制了输出电压的升高，负载能力变 小，从而导致输出电压降低；
控制保护电路 1、整流滤波电路 L2,D6,C3组成,给返馈提供电压。 2、过流保护电路 3、续流保护电路
R1,Q2,R4,IC1,组成。 D5或RC。Q1截止，在变压器(1 2)产生感应高电压，为避免截 止期间感应出的尖峰脉冲高压击穿Q1，在(1 2)绕组并联尖峰脉 冲吸收，以保护和改善Q1的开关特性。
路、启动电路、PWM控制器电路、过欠压保护电路组成。
输出回路: 变压器输出、整流滤波电路、过流保护电路、短路保护电路等。 控制回路:
由低压电子元器件组成。
输入回路与输出回路之间采用变压器隔离，可实现高低电压转换， 又可以确保人身安全。
一、USB充电器简介
2、USB充电器参数
输入电压范围: 100---240V，车充12----24 输入电压范围: 输入电流范围: 使用环境场合: 安规认证:
普亮:
限流电阻的计算:
工作电流
超高亮LED,5V工作，工作电流为8mA，导通压降为1.7V,求限流电阻值
单色、双 色、三色:
5 1.7 0.3 375 () 3 8 10 红+蓝显紫色光，红+绿显橙色光,红+绿+蓝显白色光 R
三、开关电源电路
1、输入电路
抑制电磁干扰(EMI): 电磁干扰(EMI)又叫噪声干扰，要抑制EMI关键是噪声滤波器的设计。
二、USB充电器电路
4、USB充电器控制电路原理 单端反激式
8、过流过载保护功能：当负载过载或者短路时，Q1的集电极电流增大，Q1的 发射极电阻R2上产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压经过R4让 Q2饱和导通，从而让Q1截止，停止输出，防止过载损坏； 9、因此，改变R2的大小，可改变负载能力。如果将输出电流减小，可将R2 改大。如果将输出电流改大，可将R2改小； 10、注意：R2改小将增大Q1烧坏的可能性。如果需要大电流输出，建议更换 Q1为13003或者13007中大功率三极管；
GND
电池
GND
空载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） +
GND
电源适配器
+ 手 机 电池 （充电管理） GND
一、USB充电器简介
3、USB充电器基本框图
输入回路: EMI电磁干扰滤波器、整流滤波电路、变压器输入、功率变换电
2、同时，感应电动势给C3充电，随着C3电压升高，Q1基极电位逐渐下降，
Ic开始减小，L2感应出使Q1基极为负，发射极为正的电压，使Q1迅速截止， 完成一个振荡周期，在Q1截止期间，在L3绕组感应出一个5V左右的交流电压；
二、USB充电器电路
4、USB充电器控制电路原理 单端反激式
3、C3逐渐放电，Q1基极电压逐渐升高，从而开始第二个周期，不断循环； 4、L3输出电压经D6整流、C4滤波后通过USB座给负载供电。LED1和R5组成输 出指示电路； 5、Z1、IC1、Q2等组成取样比较电路，检查输出电压的高低。当负载变轻或 电源电压升高等原因导致输出电压升高时，Z1击穿，IC1发光二级管电流增大，
深圳市金佳佰业有限公司
一、USB充电器简介
2、USB充电器参数
输入电压范围: 100---240V，车充12----24 输入电压范围: 输入电流范围: 使用环境场合: 安规认证:
通常在4.2V、5V，快充9V/12V 通常在4.2V、5V，快充9V/12V 2000-5000M划分，温度0至45度，湿度小于等于90%。
1 、功耗小 2、稳定范围宽 3 、体积小，重量轻 。 缺点：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。。
空载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。
+ +
+ 手 机
电源适配器
采用噪声滤波器能有效地抑制电网中的噪声进入设备，也可以抑制设备产生的噪 声污染电网。
共模噪声: 共模噪声产生于相线与大地之间。抑制外部的EMI信号传入，又可
以衰减线路自身工作时产生的EMI信号，能有效地降低EMI干扰强度。 一方面要滤除信号线上共模电磁干扰， 另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响其他电子设备的正常工作。 当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁 场而相互抵消，当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生 同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰 减共模电流。达到滤波的目的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、USB充电器电路
2、USB充电器电路原理图 单端正激式电路
输入电路
1、整流滤波电路
2、启动电路
半波整流滤波: D1,C1组成。电压U=300V。 R2: 给Q1提供微导通电流。电压U=0.070V。 R3,C2 组成正反馈电路: 给Q1提供饱和与截止电流。 T1的L1,Q1,R1 组成。
3、PWM控制器
解决方法就是采用开关电源方法。开关电源重量轻、体积小、功耗小，