一款手机充电器电源变换电路的分析及应用

分析一个电源，往往从输入开始着手。220V交流输入，一端经过一个4007半波整流，另一端经过一个10欧的电阻后，由10uF电容滤波。这个10欧的电阻用来做保护的，如果后面出现故障等导致过流，那么这个电阻将被烧断，从而避免引起更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻，构成一个高压吸收电路，当开关管13003关断时，负责吸收线圈上的感应电压，从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管(完整的名应该是MJE13003)，耐压400V，集电极最大电流1.5A，最大集电极功耗为14W，用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时，就会在开关变压器中形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压。由于图中没有标明绕组的同名端，所以不能看出是正激式还是反激式。

 

不过，从这个电路的结构来看，可以推测出来，这个电源应该是反激式的。左端的510KΩ为启动电阻，给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻，电流经取样后变成电压(其值为10*I)，这电压经二极管4148后，加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V，即开关管电流大于0.14A时，三极管C945导通，从而将开关管13003的基极电压拉低(钳位)，从而集电极电流减小，这样就限制了开关的电流，防止电 流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构，将开关管的最大电流限制在140mA左右)。

变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流，22uF电容滤波后形成取样电压。为了分析方便，我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右)，并且输出电压越高时，采样电压越负。取样电压经过6.2V稳压二极管后，加至开关管13003的基极。前面说了，当输出电压越高时，那么取样电压就越负，当负到一定程度后，6.2V稳压二极管被击穿，从而将开关13003的基极电位拉低，这将导致开关管断开或者推迟开关的导通，从而控制了能量输入到变压器中，也就控制了输出电压的升高，实现了稳压输出的功能。

而下方的1KΩ电阻跟串联的2700pF电容，则是正反馈支路，从取样绕组中取出感应电压，加到开关管的基极上，以维持振荡。右边的次级绕组就没有太多好说的了，经二极管RF93整流，220uF电容滤波后输出6V的电压。没找到二极管RF93的资料，估计是一个快速恢复管，例如肖特基二极管等，因为开关电源的工作频率较高，所以需要工作频率的二极管。这里可以用常见的1N5816、1N5817等肖特基二极管代替。

同样因为频率高的原因，变压器也必须使用高频开关变压器，铁心一般为高频铁氧体磁芯，具有高的电阻率，以减小涡流。

各部分剖析：

(1)主绕组和次绕组的关系：

220V经4007整理10UF滤波后，300v经变压器加在13003的C、E极，经510k电阻加B，13003导通，达到一定程度，由于反馈绕组(副绕组作用)使C945导通，迫使13003截止。从而13003处于震荡状态。次级得到了电压输出。

(2)常见故障分析

A. 4007，82Ω，4700PF组成尖峰吸收回路，保护13003.。510K是启动电阻。10Ω保险丝的作用。

B. 4148反馈整流。4148嵌位保护C945。6.2稳压保护13003和C945。1K和 2700PF提供13003的导通电流。10UF，22UF 是滤波电容。

C. 这个变压器不仅仅是电压等级的变换，它还起一个很重要的安全隔离作用，使你不至于和市电不至于产生回路触电。

(3)判断是否充满—负载电流

检测的不是电压是否充满，而是检测负载电流，当电池充满之后，负载电流几乎为零的，

LED显示，就是通过负载电流的变化来控制的

(4)变压器那部分工作原理：

这是一个普通的高频自激式降压电路，图中的晶体管13003是主振荡用晶体管，电源电流通过80T这一侧给变压器供电，在12T(接RF93)那个次级感应出电压较低的电流，经RF93整流和220uF电容滤波后输出一个低压直流(图中的6V)。另一组12T的线圈则提供给13003工作时的驱动电流。另一个小晶体管C945是用于限流，限流取样于13003发射极那个10Ω的电阻。当电流超过设定值的时候，C945导通，以减少13003基极的电流。使13003集电极电流保持在一个比较恒定的值上。这样就可以粗略的稳定输出电压了。

这是个开关变压器，一般都是电源用的。图上的的电路很简单，变压器右边是整流滤波电路不用说了。左边有两个绕组，一个80T主绕组，是前级输入，下面12T的副绕组是反馈绕组，保证前级电路正反馈激励而震荡，在电路稳定的情况，这个绕组和后级绕组电压一致，估计是交流6点几伏，并在4148二极管的左端形成负的电压，使6.2V稳压管左端电压稳定在0点几伏，保证功率管13003基极有合适的偏置电压，超过0.7V太久会导致它导通损毁。三极管C945是保护电路，也是负反馈，当通过13003的电流增大，10欧姆上的电压超过二极管的的导通电压，就会使C945导通，13003基极电压就会下降，防止13003过流。上面的510K电阻是启动电阻，二极管等式反向泄压电路，也是保护电路。

12T的副绕组的一端可以看成接地，另一端接一路正反馈和一路负反馈，正好形成自激震荡，控制开关管通段，形成变化的磁场，在次线圈感应出输出电压。

(5)13003为开关管，即MJE13003

NPN型开关三极管，常用于电子镇流器，充电器电路。电流1.5A,耐压700V，类似型号13001-13007。