充电器基础知识

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
➢ 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。
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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。
Voltage
➢ 我司用的是第二种方式较多。大部分公司也都是这么做
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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。
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2004.06
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充电的两种模式
➢ 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）
++ 手
电源适配器
机
GND
+ 电池
GND
➢ 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）
有多少．
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电源辐射干扰
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电源传导干扰
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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）
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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
➢ 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。
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➢ 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。
➢ 电压调整率较差，187V比242V低很多。
187V
242V
A
➢ Sagem目前常用的TCX4540型充电器的空载电压比较高，其规格书里达到16V， 而由于充电时的特殊性，在拔插瞬间，这个电压可能会达到16V以上，这对手 机模块是不利的，长期以往会缩短手机的使用寿命
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线性充电器各部分
➢ RCC电路控制电源 ➢ RCC变换器的电路结构： ➢ RCC变换器是Ring Choke Converter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。
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.(见下页) 其中: 增益(dB)=10log10输出功率/输入功率=20log10输出电压/输入电压
c
1.6
operating
overcharge
1.2
window
0.8
Power Supply
0.4
(CLA) Output
0.0
4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 6.6
Voltage
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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了，就有可能会有电池安 全问题：
≥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≥2.0mm
工频变压器的存在和调整管功耗大造成的。
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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
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线性充电器的基本原理
➢ 输出特性曲线如右图
V
➢ 特点：空载电压较高
➢ （我们平时直接用万用表测输出端两端的电压就是空载电压，
➢ 此时充电器不接手机）
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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(energy star)要 求。
➢ 2、在欧洲要达到绿色天使(green angel)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，
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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China Compulsory Certification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。
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电源的EMC问题
➢ (1) EMC介绍 EMC(ELECTRO-MAGNETIC COMPATIBILITY)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-MAGNETIC INTERFERENCE)和 EMC(ELECTRO-MAGNETIC SUSCEPTIBILITY).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.
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EMI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
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➢ 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
某一开关电源的输出波形
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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。
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开关电源基本原理------分立元件组成的开关电源
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实际应用电路：
通过光耦，Cf,V1产生反馈控制信号， Czcd起加速反馈，提高频率的作用
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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
PWM控制芯片：利用反馈 信号控制占空比Dr
T
Vin
clock
Vref
Vo
eraromrp
Ve
pwcmmp
s
r
q
latch
Power Switch
L
D
C
Vo R
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。
➢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。