手机电池简易万能充电器的原理与制作

1、制作天地IE音张仕耒万方数据万方数据手机电池简易万能充电器的原理与制作万方数据万方数据图2为该款跑马灯指示型万能充电路原理目前市场上面充斥着形形色色、各式各样的 手机电池万能充电器，这里暂且不讨论这些万能 充电器的充电效果如何，以及是否有损电池寿命 等问题，因为事实上.有相当一部分人在使用这 类万能充电器为手机电池充电。这些充电器虽燃 电路简单、成本低廉，但其内部大都采用了一个 小型的开关电源电路，对于初学者而言，若能亲 自动手组装一个手机万能充.并绘制其电路、剖 析其原理，不失为入门学习开关电源原理的一个 好途径。这里介绍两款廉价、简易的手机电池万 能充电器，该类充电器在市面上随处可见，价钱

2、 从4元到十几元不等，可以联系相关厂家购买电(b)S1廉价的手机万能充电器一、跑马灯指示型万能充电器万方数据(a)S2跑马灯播示型万能充电器原理图35路散件套件，价格也仅为46元，如图1所示。 图.本电路完全根据实物绘制整理。1. 电路组成从原理图中可知.该万能充实质就是一个小 型开关电源电路，整个电路大致可分为以下几个 部分：输入整流滤波电路、开关振荡电路、过压万方数据E制昨天地piy36 2010VOL12万方数据保护电路、次级整流滤波电路、稳压输出电路、 自动识别极性及充电电路、跑马灯充电指示电路 等。2. 电路基本工作原理当充电器插到交流电源上后，220V交流电 压经D1半波整流、C1

3、滤波.得到约300V左右 的玄流电压。由 Q1. T1、R1、R3、R4、R5、 C2等元件组成的开关振荡电路将直流转换为高 频交流，振荡过程如下。通电瞬间，+300V电压通过启动电阻R1为 开关管Q1提供从无到有增大的基极电流Ib，Q1 集电极也随之产生从无到有增大的集电极电流lc， 该电流流经开关变压器T1的1-2绕组，产生上 正下负的自感应电动势，同时在T1的正反馈绕 组3-4中也感应出上正下负的互感电动势，该电 动势经R3、02等反馈到Q1的基极，使IB进一 步增大，这是一个强烈的正反馈过程。Ib t-*lc tT1 （ 1-2、3-4绕组）感应电动势极性-Is T-在这个正反馈的作用

4、下.CH迅速进入饱和 状态，变压器T1储存磁场能此后正反馈绕 组不断的对电容C2充电，极性为上负下正.从 而使Q1基极电压不断下降.最后使Q1退出饱 和状态.T1 1-2绕组的电流呈减小趋势，T1各 绕组的感应电动势全部翻转，此时T1 3-4绕组 的感应电动势极性为上负下正，该电动势反馈到 Q1的基极后.使IB进一步减小，如此循环，进 入另一个强烈正反馈过程，使Q1迅速截止。随 后C2在自身放电及+300V对它的反向充电的作 用下，又使Q1基极电压回升，进入下一轮循环， 从而产生周期性的振荡，使Q1工作在不断的开、 关状态下。在Q1截止期间，T1次级绕组（5-6绕组） 感应电动势的极性为上正下

5、负，此时D3导通， 该电动势对电容C4充电，在C4上得到约10V（带 负载时约7.6V）左右的直流电压，向负载供电。在T1正反馈绕组外还设有由D2、C3、Z1 组成的过压保护电路.当220V电源电压异常升 高导致输出电压也升高时，过压保护电路中的稳 压二极管Z1将反向击穿导通，使开关管停振, 输出端无电压，起到保护作用。Q3的基极在5.1V稳压二极管的作用下，电 压稳定在5V左右.Q3发射极电压约为4.2V。 Q4-Q7组成能自动切换极性的充电回路。被充 电的手机电池接到U1与U2之间时，当电池极 性为如图1所示左负右正的时候，位于对角线上 的Q4与Q6将导通，Q5与Q7截止，充电电流 方向如

6、图1中箭头所示；当电池反接时，则Q5 与Q7导通、Q4与Q6止.充电电流方向与刚 才相反。即无论电池极性如何，该电路均能保证 按正确的极性为电池充电。LED7为电源指示灯，充电器插上220V交 流电时，该灯即发光，在充电过程中熄灭，直至 电池充满后再次发光。LED1-LED6两两串联组成三组跑马灯指示 电路，在跑马灯控制芯片ZXT-604的控制下, 三组发光二极管将轮涼发光，由于这六只发光二 极管在电路板上交叉布局安装，所以在充电过程 中，形成跑马灯（旋转）的充电指示效果。由于在未插上充电电池时，Q2处于微导通 状态，其C极电压仅为约1.2V,此时，只有电源 指示灯LED7处于正偏状态发光，而

7、跑马灯电路 因达不到工作电压不工作，LED1-LED6不发光。 而插上电池后的充电过程中，由于Q3导通增强， 使Q2处于饱和导通状态，其C极电压达到约7.6V 左右.此时电源指示灯LED7因反偏而熄灭，而 跑马灯电路得电工作，LED1LED6轮流发光以 作为充电指示。3. 电路装配中应注意的问题S3装配完成后的电路板36 2010VOL12万方数据Illi 11制作天地憾万方数据装配完成后的电路板如图3所示。该万能充虽 然电路简单、元器件数不多，但是作为初学者的 中职学生们在装配的过程中还是经常会出现各种各 样的问题，主要有以下几个：（1）二极管装错本电路中.D2、D3、D4、D5、Z1五只二

8、极 管外形、颜色相同，体积小，型号字迹不易辩认. 如不提醒，常有学生将这五只二极管装错。这五只 二极管，D2、D3、D4 为同一型号：1N4148, D5 型号为C5V1, Z1型号为C2,后两只为稳压二极管。（2）三极管装错由于本电路采用分立元件，一共有7只三极 管，其中Q2-Q7分别为S8050和S8550各3只, 前者为NPN.后者为PNP. 字之差.学生很容易 看错。而开关管Q1,安装时装错极性也是常见错 误之一，本人甚至发现厂家提供的不同批次套件中 Q1 （ D13001 ）竟然出现两种完全相反的排列！所 以一定要求学生测准确后再安装。（3）其它常见错误电解电容极性装错、色环电阻识别

9、不熟导致装 错、开关变压器安装前未测量确认三组绕组是否断 线、发光二极管不懂判断极性导致装反等。（4）电路板自身错误纠正由于此电路套件采购自小厂，其做工十分一般, 安装时，指导老师应提前纠正一些明显错误:1）电路板上有两处标有“R2”其中标为卧式 安装的R2实际安装中应留空，不装任何元件；标 为立式安装的R2实际应为-D2,且极性应为左 负右正”。2电路板中电容C2下方有一电解电容未标序 号.实际应为C3。3 ）电路板中D3下方有一发光二极管未标序号, 实际应为LED30建议在学生安装完所有元件后，由指导老师检 查确认无误后再通电试机。此外，两电源金属片与 电路板相接触处的铜箔（图4中的L和N

10、两处的六 个小三角）应提醒学生进行镀锡，以防氧化，但不 用将金属电源摟触片焊死在上面。图4万能充印刷电路板实物图万方数据万方数据序号序号暮数序号够LED6蓝色（发光二极管）R8470 QC12.2UF/400V 电解LED7红色（发光二极管）R9470 QC2152規片电容三极曽R1010QC32.2UF/50V 电解Q1D13001 (NPN)R111kQC4220uF/16V 电解Q2S8550 ( PNP )R121kQC52.2UF/50V 电解Q3S8050 ( NPN )R131kQ二极伍Q4S8550 ( PNP)R141kQD11N4007Q5S8550 ( PNPR151kQ

11、D21N4148Q6S8050 ( NPN )R161kQD31N4148Q7S8050 ( NPN )其它D41N4148U1ZXT-604 （彩灯控制芯 片） D5C5V1 (5.1VW 压管)R1680RQ ( 1/4W)T1开关变压器Z1C2 (R2不装（厂凉原板如此）LED1红色（发光二极）R330Q后盖LED2红色（发光二极管）R412RQ电源接触片金属片（2片）LED3缘色（发光二极骨）R53001个LED4繚色（发光二极管）R6120 ( 1/4W)压片用于压住电源樓触片LED5蓝色（发光二极管）R7100Q压片.外売各一粒也存在一些错误（电路板如图4所示）,在指导学生（所有元

12、件的实物如图5所示）374.元件清单万方数据II HUB万方数据万方数据ffi5电路元件实物5. 裝配完成后的检查在学生完成电路的全部组装，并经老师检查无 误后，可通电试机.在不接充电电池的情况下.将 本充电器插入220V插座后，若电源指示灯LED7 发光，则基本表示电路安装成功。当然，此时可装 上一块充电电池进一步测试，若充电过稈中，电源 指示灯熄灭，流水彩灯旋转发光，则整个电胡安装 成功。在保证安全的悄况下，可指导学生测、记 录电路中各关键点电压，测中提醒学生注意“冷 地”、“热地”问题！6. 使用中的常见故障与市面上购买的此类廉价充电器一样，该充电 器在使用中也容易损坏，常见为开关管Q1

13、击穿, 同时也伴随R5、R6开路。可将Q1更换参数稍高 的D13003,能一定程度提高电路可靠性。7. 特别建议因在今年的职业学校技能竞赛中，“电子产品 装配与调试项目不再采用往年让竞赛选手对照已 有原理图便用PROTEL软件进行抄画的模式.而是 采用更加贴近实际的模式，对照实体电路反向绘制 电路原理图，故在安装此电路前，对于高年级的学 生，可以先只给出空电路板.要求学生对照电路板 实物进行“抄板”训练，画出电路原理图，其后再 给出该标准电路图进行对照，让学生逐步掌握“抄 板”的技巧及电路图的规范画法。有条件的最好上 机用PROTEL DXP 2004进行绘制。二、采用充电专用集成电路茜片CT

14、3582的万能充电器这是一款采用充电专用集成电路芯片CT3582 的万能充电器电路，图6是其外观图，图7为电路 原爰图，本电路同样完全根据厂家提供实物绘制整 理，整体原理与上述电路大同小异。主要区别在于 该充电器采用了专用芯片CT3582,可蜡性更高. 充电效果也更佳。图6采用CT3582芯片的万能充电Si该电路元件更少，安装成功率更高，因原理 与上述电路基本相同.不再详细叙述.只简单介绍 CT3582引脚功能：1脚：接被充电电池2脚：接充电指示灯3脚：接充电指示灯4脚？接电源指示灯5脚：模式选择（该脚接Vdd时，充电指示为 2灯或3灯模式，接GND时世七彩灯指示模式）6 脚:GND7脚:接被

15、充电电池8脚；电源正极Vdd该充电器同样具体自动识别极性功能。充电指 示所采用的是一只七彩发光二极管LED2.在充电 过程中，以七彩闪烁方式作充电指示。此外，该电 路在开关管01集电极处设有由R1和C1组成的消 尖峰电路.对开关管能起到一定保护作用。若购买此套件给学生给学生安装，集成电路 CT3582最好使用IC座.若该IC损坏，无法在电 子市场上购得.厂家一般也不提供散件购买。使用 IC座也能方便学生自行检修时进行IC代换。万方数据imirT1R24.7620 102图7采用CT3582的万備充电器电路ETcD11M007樓电池II3F/16V樓电池1D1300172D1 azv02 1N4MU r*-rC71(JEDI万方数据万方数据(上接34页)万方数据万方数据933.供电部分根据换能器的实际需求来确定.欧姆龙U22使用的3V电池供电。寡化部分电路的电压是通 过3V升压到9V后供电工作。3V为外接稳压电 源与机内电池两用。万方数据万方数据二.改进设计万方数据笔者做出了功耗更低的电路如图4所示。将图1中的D2用10pF电容C3替代，通 过改变C1的电容容可以调节节点的升压值, 我使用的1:48的调频中周.电压可以升高到 100V,在制作的过程中需注意选用合适的中频变 压器(中周)，升压过高会使的中周发热，影响频 率