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图解经典电路之万能充电器

老规矩,从简到难,逐步完善。

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。

OK,到此为止,貌似整个电路都说明白了。

本文分享自微信公众号 - 隔壁科技宅(gh_92322dc3947c),作者:小白

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原始发表时间:2018-02-15

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