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充電器電源變換電路的分析和應(yīng)用介紹
  • 發(fā)布時(shí)間:2022-11-26 18:03:06
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充電器電源變換電路的分析和應(yīng)用介紹
分析一個(gè)電源,往往從輸入開始著手。220V交流輸入,一端經(jīng)過一個(gè)4007半波整流,另一端經(jīng)過一個(gè)10歐的電阻后,由10uF電容濾波。這個(gè)10歐的電阻用來做保護(hù)的,如果后面出現(xiàn)故障等導(dǎo)致過流,那么這個(gè)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(gè)高壓吸收電路,當(dāng)開關(guān)管13003關(guān)斷時(shí),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1.5A,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(shí),就會(huì)在開關(guān)變壓器中形成變化的磁場(chǎng),從而在次級(jí)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。
充電器 電源變換電路
不過,從這個(gè)電路的結(jié)構(gòu)來看,可以推測(cè)出來,這個(gè)電源應(yīng)該是反激式的。左端的510KΩ為啟動(dòng)電阻,給開關(guān)管提供啟動(dòng)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1.4V,即開關(guān)管電流大于0.14A時(shí),三極管C945導(dǎo)通,從而將開關(guān)管13003的基極電壓拉低(鉗位),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(shí)這是一個(gè)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(shí),采樣電壓越負(fù)。取樣電壓經(jīng)過6.2V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(shí),那么取樣電壓就越負(fù),當(dāng)負(fù)到一定程度后,6.2V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(shí)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(jí)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(jì)是一個(gè)快速恢復(fù)管,例如肖特基二極管等,因?yàn)殚_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?yàn)轭l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。
各部分剖析:
(1)主繞組和次繞組的關(guān)系:
220V經(jīng)4007整理10UF濾波后,300v經(jīng)變壓器加在13003的C、E極,經(jīng)510k電阻加B,13003導(dǎo)通,達(dá)到一定程度,由于反饋繞組(副繞組作用)使C945導(dǎo)通,迫使13003截止。從而13003處于震蕩狀態(tài)。次級(jí)得到了電壓輸出。
(2)常見故障分析
A. 4007,82Ω,4700PF組成尖峰吸收回路,保護(hù)13003.。510K是啟動(dòng)電阻。10Ω保險(xiǎn)絲的作用。
B. 4148反饋整流。4148嵌位保護(hù)C945。6.2穩(wěn)壓保護(hù)13003和C945。1K和 2700PF提供13003的導(dǎo)通電流。10UF,22UF 是濾波電容。
C. 這個(gè)變壓器不僅僅是電壓等級(jí)的變換,它還起一個(gè)很重要的安全隔離作用,使你不至于和市電不至于產(chǎn)生回路觸電。
(3)判斷是否充滿—負(fù)載電流
檢測(cè)的不是電壓是否充滿,而是檢測(cè)負(fù)載電流,當(dāng)電池充滿之后,負(fù)載電流幾乎為零的,
LED顯示,就是通過負(fù)載電流的變化來控制的
?。?)變壓器那部分工作原理:
這是一個(gè)普通的高頻自激式降壓電路,圖中的晶體管13003是主振蕩用晶體管,電源電流通過80T這一側(cè)給變壓器供電,在12T(接RF93)那個(gè)次級(jí)感應(yīng)出電壓較低的電流,經(jīng)RF93整流和220uF電容濾波后輸出一個(gè)低壓直流(圖中的6V)。另一組12T的線圈則提供給13003工作時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流。另一個(gè)小晶體管C945是用于限流,限流取樣于13003發(fā)射極那個(gè)10Ω的電阻。當(dāng)電流超過設(shè)定值的時(shí)候,C945導(dǎo)通,以減少13003基極的電流。使13003集電極電流保持在一個(gè)比較恒定的值上。這樣就可以粗略的穩(wěn)定輸出電壓了。
這是個(gè)開關(guān)變壓器,一般都是電源用的。圖上的的電路很簡(jiǎn)單,變壓器右邊是整流濾波電路不用說了。左邊有兩個(gè)繞組,一個(gè)80T主繞組,是前級(jí)輸入,下面12T的副繞組是反饋繞組,保證前級(jí)電路正反饋激勵(lì)而震蕩,在電路穩(wěn)定的情況,這個(gè)繞組和后級(jí)繞組電壓一致,估計(jì)是交流6點(diǎn)幾伏,并在4148二極管的左端形成負(fù)的電壓,使6.2V穩(wěn)壓管左端電壓穩(wěn)定在0點(diǎn)幾伏,保證功率管13003基極有合適的偏置電壓,超過0.7V太久會(huì)導(dǎo)致它導(dǎo)通損毀。三極管C945是保護(hù)電路,也是負(fù)反饋,當(dāng)通過13003的電流增大,10歐姆上的電壓超過二極管的的導(dǎo)通電壓,就會(huì)使C945導(dǎo)通,13003基極電壓就會(huì)下降,防止13003過流。上面的510K電阻是啟動(dòng)電阻,二極管等式反向泄壓電路,也是保護(hù)電路。
12T的副繞組的一端可以看成接地,另一端接一路正反饋和一路負(fù)反饋,正好形成自激震蕩,控制開關(guān)管通段,形成變化的磁場(chǎng),在次線圈感應(yīng)出輸出電壓。
(5)13003為開關(guān)管,即MJE13003
NPN型開關(guān)三極管,常用于電子鎮(zhèn)流器,充電器電路。電流1.5A,耐壓700V,類似型號(hào)13001-13007。
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