四、經(jīng)典充電電路設(shè)計(jì)（二）

　　1、 手機(jī)萬能充電器電路圖

　　該充電器具有鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池充電轉(zhuǎn)換開關(guān)，并具有放電功能。在150～250Ｖ、40ｍＡ的交流市電輸入時(shí)，可輸出300±50ｍＡ的直流電流。

　　該充電器采用了RCC型開關(guān)電源，即振蕩抑制型變換器，它與PWM型開關(guān)電源有一定的區(qū)別。PWM型開關(guān)電源由獨(dú)立的取樣誤差放大器和直流放大器組 成脈寬調(diào)制系統(tǒng)；而RCC型開關(guān)電源只是由穩(wěn)壓器組成電平開關(guān)，控制過程為振蕩狀態(tài)和抑制狀態(tài)。由于PWM型開關(guān)電源中的開關(guān)管總是周期性的通斷，系統(tǒng)控 制只是改變每個(gè)周期的脈沖寬度，而RCC型開關(guān)電源的控制過程并非線性連續(xù)變化，它只有兩個(gè)狀態(tài)：當(dāng)開關(guān)電源輸出電壓超過額定值時(shí)，脈沖控制器輸出低電 平，開關(guān)管截止；當(dāng)開關(guān)電源輸出電壓低于額定值時(shí)，脈沖控制器輸出高電平，開關(guān)管導(dǎo)通。當(dāng)負(fù)載電流減小時(shí)，濾波電容放電時(shí)間延長，輸出電壓不會(huì)很快降低， 開關(guān)管處于截止?fàn)顟B(tài)，直到輸出電壓降低到額定值以下，開關(guān)管才會(huì)再次導(dǎo)通。開關(guān)管的截止時(shí)間取決于負(fù)載電流的大小。開關(guān)管的導(dǎo)通／截止由電平開關(guān)從輸出電 壓取樣進(jìn)行控制。因此這種電源也稱非周期性開關(guān)電源。

　　220Ｖ市電經(jīng)VD1～VD4橋式整流后在V2的集電極上形成一個(gè)300Ｖ左右的直流電壓。由 V2和開關(guān)變壓器組成間歇振蕩器。開機(jī)后，300Ｖ直流電壓經(jīng)過變壓器初級(jí)加到V2的集電極，同時(shí)該電壓還經(jīng)啟動(dòng)電阻R2為Ｖ２的基極提供一個(gè)偏置電壓。 由于正反饋?zhàn)饔茫琕2 Ic 迅速上升而飽和，在Ｖ２進(jìn)入截止期間，開關(guān)變壓器次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓使ＶＤ７導(dǎo)通，向負(fù)載輸出一個(gè)９Ｖ左右的直流電壓。開關(guān)變壓器的反饋繞組產(chǎn)生的感 應(yīng)脈沖經(jīng)ＶＤ５整流、Ｃ１濾波后產(chǎn)生一個(gè)與振蕩脈沖個(gè)數(shù)呈正比的直流電壓。此電壓若超過穩(wěn)壓管ＶＤ１７的穩(wěn)壓值，ＶＤ１７便導(dǎo)通，此負(fù)極性整流電壓便加在 Ｖ２的基極，使其迅速截止。Ｖ２的截止時(shí)間與其輸出電壓呈反比。ＶＤ１７的導(dǎo)通／截止直接受電網(wǎng)電壓和負(fù)載的影響。電網(wǎng)電壓越低或負(fù)載電流越大，ＶＤ１７ 的導(dǎo)通時(shí)間越短，Ｖ２的導(dǎo)通時(shí)間越長，反之，電網(wǎng)電壓越高或負(fù)載電流越小，ＶＤ５的整流電壓越高，ＶＤ１７的導(dǎo)通時(shí)間越長，Ｖ２的導(dǎo)通時(shí)間越短。Ｖ１是過 流保護(hù)管，Ｒ５是Ｖ２Ｉｅ的取樣電阻。當(dāng)Ｖ２Ｉｅ過大時(shí)，Ｒ５上的電壓降使Ｖ１導(dǎo)通，Ｖ２截止，可有效消除開機(jī)瞬間的沖擊電流，同時(shí)對ＶＤ１７的控制功能 也是一種補(bǔ)償。ＶＤ１７以電壓取樣來控制Ｖ２的振蕩時(shí)間，而Ｖ１是以電流取樣來控制Ｖ２振蕩時(shí)間的。

　　2、智能型太陽能充電電路

　　本文設(shè)計(jì)中采用16個(gè)光伏電池串聯(lián)，組成電壓約為1218V 的太陽能組件，通過采集較高多的光能，保證日照能夠使鋰電池完全充滿電，具體電路如圖所示。

　　智能型太陽能充電電路設(shè)計(jì)主電路

　　太陽能組件產(chǎn)生的電能，一路經(jīng)過開關(guān)變壓器T1 的122繞組加至開關(guān)管Q1 的集電極（ c） ，另一路經(jīng)過R1 為Q1 提供基極電壓。 當(dāng)基極（ b）的電壓為高電平時(shí)， Q1 開始導(dǎo)通，變壓器T1 的122繞組中產(chǎn)生1正2 負(fù)的電動(dòng)勢，經(jīng)T1 耦合，在T1 的324繞組中產(chǎn)生3正4負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢，此電動(dòng)勢經(jīng)R5 ， C2 疊加到Q1的基極（ b） ，使Q1 迅速飽和導(dǎo)通。 由于變壓器T1 的122間的電流不能突變，在此過程中會(huì)產(chǎn)生1負(fù)2正的電動(dòng)勢。 變壓器T1 的324繞組中感應(yīng)出3負(fù)4正的電動(dòng)勢，通過R5 ， C2 ，使Q1 迅速進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。 經(jīng)R1 對C2 的不斷充電， Q1 又開始導(dǎo)通，進(jìn)入下一輪的開關(guān)振蕩狀態(tài)。 在導(dǎo)通期間， T1 變壓器的副邊繞組526，經(jīng)整流二極管D4 向外輸送能量。

　　穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管D0、三極管Q2 等元件組成。 當(dāng)負(fù)載減輕或太陽能組件輸出電壓升高時(shí)， A 點(diǎn)電壓上升。 當(dāng)該電壓大于511V 時(shí)， D0 擊穿， Q2 因b2e結(jié)正向偏置而迅速導(dǎo)通，使Q1 提前截止，從而使輸出電壓趨于下降；反之，則控制過程相反，從而使變壓器T1 副邊輸出電壓基本穩(wěn)定。 當(dāng)負(fù)載過重時(shí)， Q1 的c2e電流增大， R4 上的壓降也隨之增大。 當(dāng)該電壓大于017V 時(shí)， Q2 導(dǎo)通， Q1 截止，達(dá)到過流保護(hù)的目的。 為避免截止期間變壓器T1 的122 繞組感應(yīng)出的尖峰脈沖擊穿開關(guān)管Q1 ，并聯(lián)了尖峰脈沖吸收電路。

　　——下期《電源工程師設(shè)計(jì)全攻略（四）：交流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)》 精彩搶先看：1、最完整的交流穩(wěn)壓電源應(yīng)用與分類；2、最新穎的電子調(diào)壓器設(shè)計(jì)。

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