快速充電電路圖集錦

能運(yùn)用到充電控制中，使用開關(guān)電源作為充電器的供電設(shè)備。 開關(guān)電源采用脈沖調(diào)制方式 PWM （ Pulse Width Modulation ）和 MOSFET 、 BTS 、 IGBT 等電子器件進(jìn)行設(shè)計(jì)。開關(guān)電源集成化程度較高，具有調(diào)壓、限流、過熱保護(hù)等功能。同線性電源相比其輸入電壓范圍寬體積小、重量輕、效率高。其缺點(diǎn)是有脈沖擾動(dòng)干擾，設(shè)計(jì)電路板時(shí)采用同主控板隔離和添加屏蔽罩等措施，來抑制干擾。

　　恒流恒壓電路是智能充電器的關(guān)鍵部分。恒流恒壓電路由 SR12 單片機(jī)片內(nèi)模擬電路模塊和片外的 MOSFET 開關(guān)管、肖特基二極管、濾波電感、濾波電容等器件組成。模擬電路模塊是 SR12 的特有部件。它由輸入多路開關(guān)、兩組 可程控放大器、片內(nèi)溫度傳感器、電流檢測(cè)電路等組成。可程控放大器總放大倍數(shù)為 1 ～ 256 。放大器的輸入可選擇為兩路模擬輸入腳（ ATD0 、 ATD1 ）、片內(nèi)溫度傳感器、模擬地輸入（ V SSAM ）。 ATD0 和 V SSAM 間可接一個(gè)電流檢測(cè)電阻，用于測(cè)量外部電流，它還連接至電流檢測(cè)電路，可在電流超過指定值時(shí)產(chǎn)生中斷并輸出信號(hào)。

　　基于RFID的手持機(jī)快速充電電路模塊

　　升壓電路的基本原理：常用Boost 升壓電路的原理如文獻(xiàn)所示。該電路實(shí)現(xiàn)升壓的工作過程可以分為兩個(gè)階段：充電過程和放電過程。第一個(gè)階段是充電過程：當(dāng)三極管Q1 導(dǎo)通時(shí)，電感充電，等效電路如圖1（a）所示。電源對(duì)電感充電，二極管防止電容對(duì)地放電。由于輸入是直流電，所以電感上的電流首先以一定的比率線性增加， 這個(gè)比率與電感大小有關(guān)。隨著電感電流增加，電感中儲(chǔ)存了大量能量。

　　第二階段是放電過程：當(dāng)三極管Q1 截止時(shí)，電感放電，等效電路如圖2（b）所示。當(dāng)三極管Q1 由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，由于電感的電流保持特性，流經(jīng)電感的電流不會(huì)在瞬間變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時(shí)的值變?yōu)?。而原來的通路已斷開，于是電感只能通過新電路放電，即電感開始給電容充電，電容兩端電壓升高，此時(shí)電容電壓可達(dá)到高于輸入電壓的值。

　　升壓電路的設(shè)計(jì)：升壓電路采用立锜科技的 RT9266B 高效率DC-DC 升壓芯片，RT9266B 具有功耗低、靜態(tài)電流小、轉(zhuǎn)換效率高、外圍電路簡單等特點(diǎn)。芯片內(nèi)帶有自適應(yīng)的PWM 控制環(huán)、誤差放大器、比較器等，通過外接反饋電路，能夠?qū)⑤敵鲭妷涸O(shè)置為需要的任何幅值，具有很高的電壓精度。電路圖如圖2 所示。

　　從圖2 可知升壓電路通過外接10uH 電感儲(chǔ)能， 利用反饋電阻R1 與R2 控制升壓電路的輸出電壓， 利用RT9266B 內(nèi)部自待的PWM 控制器控制NMOS 管的導(dǎo)通與截止， 來控制升壓電路的輸出電流。由于該芯片內(nèi)部具有自適應(yīng)的PWM 控制器，能夠適應(yīng)較大的負(fù)載變化范圍。用該升壓電路將3.7V 2000mAh 聚合物鋰電池升壓至5V時(shí)，輸出電壓紋波只有40mV，最大輸出電流可達(dá)500mA。

　　TOP5 采用555時(shí)基全自動(dòng)快速充電電路模塊

　　電路原理：全自動(dòng)充電器的電路如下圖所示，充電器主要由RS觸發(fā)器、充電電壓上、下限設(shè)定電路及電源電路組成。RS 觸發(fā)器由555時(shí)基電路A組成，內(nèi)部的兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓由5腳外接的穩(wěn)壓管VS提供，所以電路的復(fù)位電平為VS的穩(wěn)壓值即3V。充電電壓上限值設(shè)定電路由電位器RP2及電阻R3組成；充電電壓下限值設(shè)定電路由電位器RP3及電阻R4組成。電路電源由變壓器T降壓、二極管VD1～VD4橋式整流和電容 C1濾波后供給。

　　充電時(shí)應(yīng)根據(jù)待充電池G的節(jié)數(shù)和電池的種類，調(diào)節(jié)RP3以設(shè)定充電的下限電壓，調(diào)節(jié)RP2設(shè)定充電的上限電壓。這樣，當(dāng)電池G電壓不足時(shí)，RP3滑動(dòng)端即時(shí)基電路2腳電平小于V5/2（這里的V5指時(shí)基電路5腳的電平，即VS的穩(wěn)壓值3V）時(shí)，時(shí)基電路A置位，3腳輸出高電平經(jīng) RP1、VD5向G充電，同時(shí)VL發(fā)光指示。當(dāng)G電量充足時(shí)，RP3的滑動(dòng)端即時(shí)基電路6腳電平大于V5，時(shí)基電路復(fù)位，3腳輸出低電平，充電停止，同時(shí) VL熄滅。調(diào)節(jié)RP1則可調(diào)整電池G的充電電流的大小，應(yīng)根據(jù)所充電電池的性質(zhì)而定，如充普通5號(hào)鎳鎘電池，充電電流一般可調(diào)整在50mA左右。二極管 VD5的作用是防止停止充電后，電池G向時(shí)基電路反灌電流。

　　電路原理：全自動(dòng)鎳鎘電池充電器的電路如下圖所示，充電器主要由電源電路、電壓比較器及指示電路等組成。電路電源由變壓器T降壓、二極管VD1～VD4整流、三端穩(wěn)壓集成塊A1穩(wěn)壓及電容C1、C2濾波后供給，電路通電后可輸出穩(wěn)定的9V直流電壓供充電器使用。電壓比較器由時(shí)基電路A2組成，在它的控制端5腳接有一個(gè)穩(wěn)壓二極管VS（穩(wěn)定電壓5.6V），所以將電路的復(fù)位電平定位在5.6Ｖ。發(fā)光二極管VL為充電指示器。1 節(jié)5號(hào)鎳鎘電池正常工作電壓為1.2V，充電終止電壓為1.4V左右。G為4節(jié)待充的鎳鎘電池，所以充電終止電壓為4×1.4V=5.6V。將電池裝入充電支架后，合上電源開關(guān)S，便可開始充電。由于電容C3兩端電壓不能突變，剛通電時(shí)，A2的2腳為低電平，A2被觸發(fā)置位，3腳輸出高電平，此高電平經(jīng)電位器RP、二極管VD5向電池G充電，改變RP值可以調(diào)節(jié)充電電流的大校此時(shí)A2的7腳被懸空，VL發(fā)光指示電路在充電。隨著充電不斷進(jìn)行，G兩端電壓逐漸升高，當(dāng)升至5.6V時(shí)，A2復(fù)位，3腳輸出低電平，充電自動(dòng)終止，同時(shí)A2內(nèi)部放電管導(dǎo)通，7腳輸出低電平，VL熄滅表示充電結(jié)束。

　　第一個(gè)圖中VD1～VD5選用 IN4001等硅整流二極管。VS選用3V、1/2W穩(wěn)壓二極管。VL選用普通紅色發(fā)光二極管。RP選用2W線繞電位器；RP2、RP3選用普通小型合成碳膜電位器，如WH5型等；R1～R4均選用1/8W碳膜電阻器。C1選用CD11-25V型鋁電解電容。T選用 220V/15V、5VA小型優(yōu)質(zhì)電源變壓器。 4節(jié)5號(hào)鎳鎘電池充電。第二個(gè)圖A1 選擇LM7809型三端穩(wěn)壓集成塊，應(yīng)為其加裝鋁質(zhì)散熱片。VD1～VD5選用IN4001型硅整流二極管。VS選用5.6V、1/2W穩(wěn)壓二極管，如 UZ-5.6B、IN5232型等。VL選用普通紅色發(fā)光二極管。RP選用2W線繞電位器，R1～R4均選用1/8W碳膜電阻器。C1選用 CD11-25V型鋁電解電容，C2、C3為CD11-16V型鋁電解電容。S選用普通1×1電源小開關(guān)。T選用220V/12V、5VA小型優(yōu)質(zhì)電源變壓器。

　　TOP6 兩種智能手機(jī)充電電路模塊

　　第一種電路原理： AC220V電壓經(jīng)D3半波整流、C1濾波后得到約+300V電壓，一路經(jīng)開關(guān)變壓器T初級(jí)繞組L1加到開關(guān)管Q2 c極，另一路經(jīng)啟動(dòng)電阻R3加到Q2 b極，Q2進(jìn)入微導(dǎo)通狀態(tài)，L1中產(chǎn)生上正下負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則L2中產(chǎn)生上負(fù)下正的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。L2中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)經(jīng)R8、C2正反饋至Q2 b極，Q2迅速進(jìn)入飽和狀態(tài)。在Q2飽和期間，由于L1中電流近似線性增加，則L2中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)經(jīng)R8、R6、Q2的b-e結(jié)給C2 充電，隨著C2的充電，Q2 b極電壓逐漸下降，當(dāng)下降至某值時(shí)，Q2退出飽和狀態(tài)，流過L1中的電流減小，L1、L2中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性反轉(zhuǎn)，在R8、C2的正反饋?zhàn)饔孟?，Q2迅速由飽和狀態(tài)退至截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)，+300V 電壓經(jīng)R3、R8、L2、R16對(duì)C2反向充電，C2右端電位逐漸上升，當(dāng)升至一定值時(shí)，在R3的作用下，Q2再次導(dǎo)通，重復(fù)上述過程，如此周而復(fù)始，形成自激振蕩。

　　在Q2導(dǎo)通期間，L3中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性為上負(fù)下正，D7截止；在Q2截止期間，L3中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性為上正下負(fù)，D7導(dǎo)通，向外供電。圖1 中，VD1、Q1等元件組成穩(wěn)壓電壓。若輸出電壓過高，則L2繞組的感應(yīng)電壓也將升高，D1整流、C4濾波所得電壓升高。由于VD1兩端始終保持 5.6V的穩(wěn)壓值，則Q1 b極電壓升高，Q1導(dǎo)通程序加深，即對(duì)Q2 b極電流的分流作用增強(qiáng)，Q2提前截止，輸出電壓下降若輸出電壓降低，其穩(wěn)壓控制過程與上述相反。另外，R6、R4、Q1組成過流保護(hù)電路。若流過Q2的電流過大時(shí)，R6上的壓降增加，Q1導(dǎo)通，Q2截止，以防止Q2過流損壞。

　　第二種 電路原理：220V 交流輸入，一端經(jīng)過一個(gè)4007半波整流，另一端經(jīng)過一個(gè)10歐的電阻后，由10uF電容濾波。這個(gè)10歐的電阻用來做保護(hù)的，如果后面出現(xiàn)故障等導(dǎo)致過流，那么這個(gè)電阻將被燒斷，從而避免引起更大的故障。右邊的4007、4700pF電容、82KΩ電阻，構(gòu)成一個(gè)高壓吸收電路，當(dāng)開關(guān)管 13003關(guān)斷時(shí)，負(fù)責(zé)吸收線圈上的感應(yīng)電壓，從而防止高壓加到開關(guān)管13003上而導(dǎo)致?lián)舸?3003為開關(guān)管（完整的名應(yīng)該是MJE13003），用來控制原邊繞組與電源之間的通、斷。當(dāng)原邊繞組不停的通斷時(shí)，就會(huì)在開關(guān)變壓器中形成變化的磁場，從而在次級(jí)繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。

　　由于圖中沒有標(biāo)明繞組的同名端，所以不能看出是正激式還是反激式。不過，從這個(gè)電路的結(jié)構(gòu)來看，可以推測(cè)出來，這個(gè)電源應(yīng)該是反激式的。左端的 510KΩ為啟動(dòng)電阻，給開關(guān)管提供啟動(dòng)用的基極電流。13003下方的10Ω電阻為電流取樣電阻，電流經(jīng)取樣后變成電壓（其值為10*I），這電壓經(jīng)二極管4148后，加至三極管C945的基極上。當(dāng)取樣電壓大約大于1.4V，即開關(guān)管電流大于0.14A時(shí)，三極管 C945導(dǎo)通，從而將開關(guān)管13003的基極電壓拉低，從而集電極電流減小，這樣就限制了開關(guān)的電流，防止電流過大而燒毀（其實(shí)這是一個(gè)恒流結(jié)構(gòu)，將開關(guān)管的最大電流限制在140mA左右）。

變壓器左下方的繞組（取樣繞組）的感應(yīng)電壓經(jīng)整流二極管4148