小功率手机充电器开关电源工作原理图

发布日期:2023-12-03 19:08:10  所属分类: 电源模块

变压器适用于交流电的升压或者降压,它属于50/60Hz的工频变压器,一般为硅钢片导磁材料,而手机之所以不能直接用这种电源变压器主要是变压器的体积太大,并且它的转换率太低,根本无法满足人们生活使用的便携性和节能需要。

为什么手机充电器要首先将交流电源进行桥式整流再通过高频变压器(注意,高频变压器的铁芯不是普通硅钢片,它是采用高导磁材料的铁氧体),普通硅钢片在这种高频开关电源中几乎没有改变电压的作用。

下图为小功率手机充电器的开关电源实物图

小功率手机充电器开关电源工作<a href=https://www.dgzjw.com/dianlutu/ target=_blank class=infotextkey>原理图</a>

手机充电器就是一种小功率的的开关电源,而它内部结构有AC交流输入整流部分,还要将整流出来的带波纹系数的脉动直流电压进行滤波,形成300V平稳直流电送给由开关芯片的集成电路,包括场效应管,通过高频开关变压器,再次变压为低压直流的DC5V,同时考虑到它它稳定性,还要将其进行取样,通过光电耦合器反馈给一次侧的开关电路芯片,进行稳压控制。莫要看一个小功率手机充电器,它里面的套路还真的不少。

下面以一个电路图来说,小功率手机充电器的开关电源工作原理,见下图所示

小功率手机充电器开关电源工作原理图

简单理解为220V交流电,经过BD1桥式整流,再通过C1、L1、C2组成的π行滤波器,将其整流后直流电压稳定在300V左右。R2、R3两只串联电阻将启动微弱电流送给3脚INV,建立振荡频率,来控制MOS管的导通。另外,一旦建立振荡后初级上的另一个辅助绕组提供控制MOS管的稳定驱动电流继续不断工作。

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工频变压器为什么不能使直流电变压呢?

因为变压器能够改变电压的条件是,一次侧原边施以交流电势产生交变磁通,交变磁通穿过各线圈并产生感应电势,感应电势的大小由式下图确定。

小功率手机充电器开关电源工作原理图

当变压器以直流电通入时,因电流大小和方向均变,硅钢片铁芯中无交变磁通,即磁通恒定,磁通变化率为零,根据电磁感应定律感应电势也为零。这时因缺少反电势,全部直流电压加 在只有很小电阻的绕组内,使电流非常之大,造成近似短路的现象。

小功率手机充电器开关电源工作原理图

而交流电是交替变化的,当初级绕组通入交流电时,硅钢片铁芯内产生的磁通也随着变化,于是一、二次绕组内都会感应出交流电势, 感应电势的大小与绕组匝数的大小成正比。若次级绕组匝数大于初级绕组,就能升高电压;反之,若次级绕组匝数小于初级绕组,就能降低电压。因直流电的大小和方向不随时间变化,所以如恒定直流电通入初级绕组,其铁芯内产生的磁通也是恒定不变的,就不能在次级绕组中感应出电势,所以工频变压器对直流不起变压作用。