今天分享一个带变压器的手机充电器方案,将220伏交流电转换为5伏直流电的普通充电器。

我们都知道充电器需要将AC转换为DC,但这其实并不是那么简单。




首先,将220V的AC转换为DC,然后DC再次转换为AC,最后AC转换为DC。

下面直接列举主要的元件清单:
二极管:1N4007,1N4008
电容: 滤波电容,安规电容
三极管:T-13003或者T-13001,S8050
电阻:不同位置的限流电阻
变压器:初级线圈110:次级线圈11:辅助线圈(初级线圈2)11
光耦:TLP521或者PC817C
其他:LED,保险丝,稳压二极管


整体电路图如下:

220V转5V

火线(L)的交流电经过一个保险电阻或者可恢复保险丝(可防止过载引起的损坏),然后经过一个由4个1N4007二极管组成的整流桥,变为波动的直流电,经过2.2uF/450V的电解电容滤波后,变为较为平滑的直流电。

该电路将交流电转换为直流电。


振荡器电路

往右边继续看,这是一个振荡器电路,可将直流电转换回高频交流电(15至50 kHz)。

振荡电路主要由快速开关二极管和两个三极管配合一级的两个线圈完成。辅助绕组用于运行振荡器电路。
变压器,它具有三个绕在铁芯上的 初级,次级 和辅助绕组(初级线圈2)。用于降低电压。
直流电从2兆欧姆电阻流到T1 T-13001三极管的基极,将其导通,但晶体管未完全导通。由于晶体管的部分导通,从变压器的初级绕组流过的低电流会在辅助绕组中感应出低电压,然后感应电压会为4.7nF的电容器充电,然后电容器的电压会完全导通晶体管。
由于晶体管现在完全处于导通状态,因此允许电流流过其自身,促使S8050是基极产生电流,这使晶体管T2导通,T2一旦导通,T1的基极就相当于接地,这使T1三极管截止。

随着T1截止,流向T2的电流随后被切断。

然后重复一开始的动作,交流电经过整流桥后,电流流到T1的基极,然后循环重复以后的动作。这发生在15至50千赫兹,比整流电路快一千倍。


反馈电路

同时,来自辅助线圈的交流电经过二极管1N4148和电容器转换为直流电,该电流使二极管1N4148导通并为22uF的电容器充电,然后流向光耦合器。

因为此时光耦合器右边没有驱动电压,所以光耦左边的电压截止在光耦左边的集电极。

降压整流电路输出5V

高频交流电经过次级线圈的降压后,经过肖特基二极管1N5819半波整流,然后经过滤波电容(470uF/10V),可将交流电转换为直流电。输出电压经过100R电阻驱动LED,用来指示电路是否处于工作状态。


102nF的安规电容,用于安全目的,连接在初级接地和次级接地之间,以阻止电磁干扰。


模拟电路和自动控制原理告诉我们,电路要想稳定,必须要有反馈电路。

我们需要的是5V的充电器,如果电压大于5伏,该怎么办?

因此,我们需要一个刚体提到的反馈电路。该电路的反馈电路由一个光耦合器 和4.3V稳压二极管组成。
当输出电压达到4.3伏时,齐纳二极管导通,使电流流向光耦合器。因此光耦合器的LED指示灯不亮。LED需要0.7伏的导通电压,所以当电压超过5伏时,这将打开光耦合器的LED,使电流流向晶体管T2的基极,然后晶体管T2导通,从而T1的基极接地然后T1截止,然后T1停止了初级绕组中的电流。

这样一来会导致变压器次级侧的电压下降到5伏以下,从而关闭了齐纳二极管和光耦合器,并使左侧电路继续正常运行。

模拟的输出电压5V5,基本正确


您可能会问,为什么不直接将AC 220V转换为DC 5V?

本次电路仿真波形


这是因为对于50(60)Hz的正常交流电源直接降压,变压器和电容器的尺寸都需要很大才可满足降压的需求,这就不能将它们安装在小型充电器中了。

因此,在充电器中,将50(60)赫兹的频率转换为50千赫兹,这减小了电路中所需的变压器和电容器的尺寸。因此,要更改交流电的频率,我们必须先将其转换为直流电,然后再转换回交流电,才能满足充电器小巧美观的设计需求。

以上是对这次充电器电路方案的分享 ,谢谢~

如果您有任何问题或想进行交流和探讨,欢迎与我联系。
您的关注、您的点赞、您的收藏、您的转发,是对我继续分享的鼓励,谢谢~
举报/反馈

EE说嵌入式开发

155获赞 67粉丝
专注嵌入式软硬件开发知识解析
关注
0
0
收藏
分享