图文解说万能充电器的电路设计

描述

本文将从六张图从简单到复杂的描述万能充电器的整个电路设计，关于电池极性接反的问题，5V的输入电源将是从220V市电降压整流后送过来，高压隔离反激式降压电路又将发挥什么样的作用，我们一起看下文详解。

先从最简单的开始讲。

（图一 最简单锂电池充电电路）

最简单的锂电池充电电路。输入5V电源，通过一个二极管降低0.7V电压，然后直接给电池充电。

好，那么关于电池极性接反的问题，我们应该怎么解决？来看下面一个神奇的芯片CD3582。

（图二 通过专用芯片识别电池极性）

上面这个图中使用专用芯片cd3582来做电池极性检测，如图，芯片VS+，VS-是电源输入，x1，w 两个引脚检测电池极性，并根据需要调整电压极性，然后给电池充电。有了这个芯片，妈妈再也不用担心我电池接反啦。：），另外x2，y1，y2都是状态指示灯了，没什么好说的。

ok，这样看上去是不错，但是5V的输入电源是从哪里来的那？额，慢慢来，这个电源当然是从220V市电降压整流后送过来的。看下图，有请我们高压隔离反激式降压电路上场。

（图三 反激式降压电路形象比喻）

是不是够形象，说白了降压就是根据自己的需要，从大的能量池里取出自己需要的能量，放在自己的小池子里以供使用。上图从左往右看，220V高压交流电相当于波涛汹涌的海水，被灌进一个大的蓄水池（滤波大电容），进到蓄水池里的水逐渐平静下来。然后被运水工（主变换电路，包括功率三极管，变压器，反馈回路）一点一点的送到用户的小池子里去。进到用户水池的水也逐渐平静下来。什么叫反馈那？ 那个用户说他么水够多了，你可以一边歇着去了，运水工就要停工了，这就叫反馈，用户的反馈。那反激怎么理解那？ 我们继续看图，因为运水工从大水池取水，运输到用户家里，再把水倒进用户的水池需要一个过程，取水和倒水这两个相反的过程不能同时进行，我们把这种情况叫做反激。

好了，再来看个具体的电路。

（图四 精简的反激电路）

C3就是那个大蓄水池，C1是小水池，高压交流电被二极管D2整流后存到C3里面，T2负责监工，送水工过来的时候，打开水龙头（Q1）装水（R2提供一个比较小的启动电流，T1电流逐渐增加，T2跟T1方向相反，T1电流增加的时候，T2感应电压通过R1，C2使Q1加速导通），装满水后，关闭水龙头（因为电容C2也在不断充电，而且充电电流不断减小，当电流小到不足以维持Q1完全导通，电流达到最大值，开始减小，T2感应出反向电压，通过R1，C2拉低Q1基极，加速Q1关闭），送水工把水送到T3，通过D5检查后存到小水池（C1）里面，如此这般，不断的循环这个过程，但是这个监工（T2）很不讲道理，他不管用户还需不需要水，只要送水工过来，他就开闸放水，所以用户家里经常被水淹。但是用户投诉的多了，上级领导对监工（T2）很不满，于是就派了另一个人过去，每一次送水工回来，他都要问一句用户家里水够了没？如果够了，，他就下令停止送水，所以，这时候电路就变成了下面这个样子。

（图五 加入输出电压检测反馈）

图五中红框中就是领导派来的监工二号（微笑脸），当得知用户家里水够用了（输出电压达到5V），他就拿个本子记录一下（C4保存电压状态），后面一段时间停止给用户送水。这里解释一下电路，因为T2，T3线圈匝数相同，方向相同，而且方向都跟T1相反，所以输出端电压被反映到T3端口，这样当T3得到的电压大于5V的时候，D4，D3A导通，将Q1的基极拉低，Q1停止工作，而且这个状态被C4暂时记录下来，并维持一段时间，当C4通过D3A，R2放电一段时间后，Q1基极电位升高，D3A两端的电压不足以维持D3A导通，Q1又开始工作了（送水工又开始开心的送水啦）。

另外，为了防止冒失的送水工运输过程中把水撒到路上，送水车上加了个盖子。这样水就溅不出来了。而且，为了防止给送水车装水的时候装多了，领导给监工T2设置一个标准，当水车装满80%的时候就停止， 电路实现见下图。

（图六 通过RCD吸收电压尖峰，加入电流采样电阻R1，防止功率管过流）

如图六，当Q1断开时，由于线圈T1存在漏磁，能量不能完全转移给T3，剩余一部分被D1，C2，R4组成的吸收电路吸收到，这一方面是为了防止高压（C3两端电压加上漏磁的反激电压）击穿Q1，另一方面是降低EMC干扰（大的尖峰电压高频变化会对外释放出强烈的电磁波，影响到周围的电器工作）。Q2，R1组成功率管电流检测与保护电路，当流过R1的电流到达预设值时，Q2导致，拉低Q1基极，从而时Q1停止工作，防止Q1电流无限制增大，烧毁功率管。