如今，蘋果手機包裝已經(jīng)不帶充電器了，美其名曰環(huán)保，國內廠家也是跟風跟進，鋰電池充電器也因此火爆了一把。下面我們來介紹幾種手機鋰電池充電器電路原理詳解

5V鋰電池充電器電路詳細

電源單元

電源單元是各個單元的能量供應站，它由變壓器，全橋整流，三端穩(wěn)壓器構成。變壓器把220V交流電變成交流15V，然后通過全橋整流把交流電變成直流電兩個有極性電容作電源的低頻濾波，此處的無極性電容作電源的高頻濾波，而三端穩(wěn)壓器7809把電源電壓穩(wěn)壓輸出一個比較穩(wěn)定的直流電壓。理論分析2端口為2U=9V電壓，1端口為1.22U壓。

電池采樣單元

電池采樣單元在整個電路作為信息的源泉，它承擔著電池剩余量的采樣，回饋給邏輯單元，邏輯單元的決策完全取決于電池采樣單元。5V防止電池放電，起到了保護作用，R7對電池進行采樣電阻，然后采樣電壓與基準電壓進行比較。

邏輯處理單元

邏輯處理單元是電池充電電路的中間站，每個過程都需要經(jīng)過邏輯處理部分電路，它是對電池采樣單元做出邏輯決定，根據(jù)采樣值來決定電池進行的是恒流充還是恒壓充。

邏輯處理單元對電池采樣的電壓與基準電壓比較，來決定電池的充電模式的，基準電壓通過V2管來滿足，因而V2管選擇上要達到恒流恒壓臨界電壓，采用IN5991來滿足；而運放管選用741（單集成運放）來進行比較（采樣電壓與基準電壓）；然后進行比列運算來對電壓差進行放大，R8，R10的和與R9的商即為放大的倍數(shù)，同理，R15，R12的和與R14的商為放大的倍數(shù)，輸出的電壓是否滿足恒流或恒壓模式的電壓。設采樣電壓為3V，而基準電壓為4.3V，則此時輸出電壓為（3-4.3）*110V，為負值，充電模式為恒流充電模式，只有當采樣電壓稍大于基準電壓，便轉入到恒壓模式。

恒流恒壓轉換單元

恒流恒壓單元是電池進行的恒流模式和恒壓模式轉換的中間站，當電池低電壓在4.2V以下V6導通V7截止，電池進行恒流充電；當電池電壓在4.2V時，V7導通，V6截止，電池進行恒壓充電，V4導通，藍燈LED亮；而R4作為三端調整管的調壓電阻。

電池保護電路

鋰電池充電器保護電路是電池充電電路不可或缺的部分，它主要是防范電池過充；該電路主要由鋰電池保護專用集成電路DW01，充、放電控制MOSFET1（內含兩只N溝道MOSFET）等部分組成，單體鋰電池接在B+和B-之間，電池組從+VCC和—VCC輸出電壓。

充電時，充電器輸出電壓接在+VCC和—VCC之間，電流從+VCC到單體電池的B+和B-，再經(jīng)過充電控制MOSFET到—VCC。在充電過程中，當單體電池的電壓超過4.35V時，專用集成電路DW01的OC腳輸出信號使充電控制MOSFET關斷，鋰電池立即停止充電，從而防止鋰電池因過充電而損壞。

放電過程中，當單體電池的電壓降到2.30V時，DW01的OD腳輸出信號使放電控制MOSFET關斷，鋰電池立即停止放電，從而防止鋰電池因過放電而損壞，DW01的CS腳為電流檢測腳，輸出短路時，充放電控制MOSFET的導通壓降劇增，CS腳電壓迅速升高，DW01輸出信號使充放電控制MOSFET迅速關斷，從而實現(xiàn)過電流或短路保護。

整體電路

充電電路是由電源單元，電池采樣單元，邏輯處理單元，恒流恒壓轉換單元，電池過充保護電路構成；電源通過變壓器降壓然后經(jīng)整流管整流把交流變直流，然后經(jīng)LM317三端調整管，保持輸出一個穩(wěn)定的電流，即輸出電流為恒流I=1.25&TImes;（1+R3／R4）+Iq；Iq為三端調整管輸出電流可忽略。

（二）：5V-USB充電器電路

下面是對著實物繪制的電路原理圖：為了簡化電路，達到學習目地，圖中用1歐的電阻F1起到保險絲的作用，用一個二極管D1完成整流作用。接通電源后，C1會有300V左右的直流電壓，通過R2給Q1的基極提供電流，Q1的發(fā)射極有R1電流檢測電阻R1，Q1基極得電后，會經(jīng)過T1的（3、4）產(chǎn)生集電極電流，并同時在T1的（5、6）（1、2）上產(chǎn)生感應電壓，這兩個次級絕緣的圈數(shù)相同的線圈，其中T1（1、2）輸出由D7整流、C5濾波后通過USB座給負載供電；其中T1（5、6）經(jīng)D6整流、C2濾波后通過IC1（實為4.3V穩(wěn)壓管）、Q2組成取樣比較電路，檢測輸出電壓高低；其中T1（5、6）、C3、R4還組成Q1三極管的正反饋電路，讓Q1工作在高頻振蕩，不停的給T1（3、4）開關供電。當負載變輕或者電源電壓變高等任何原因導致輸出電壓升高時，T1（5、6）、IC1取樣比較導致Q2導通，Q1基極電流減小，集電極電流減小，負載能力變小，從而導致輸出電壓降低；當輸出電壓降低后，Q2取樣后又會截止，Q1的負載能力變強，輸出電壓又會升高；這樣起到自動穩(wěn)壓作用。

本電路雖然元件少，但是還設計有過流過載短路保護功能。當負載過載或者短路時，Q1的集電極電流大增，而Q1的發(fā)射極電阻R1會產(chǎn)生較高的壓降，這個過載或者短路產(chǎn)生的高電壓會經(jīng)過R3讓Q2飽和導通，從而讓Q1截止停止輸出防止過載損壞。因此，改變R1的大小，可以改變負載能力，如果要求輸出電流小，例如只需要輸出5V100MA，可以將R1阻值改大。當然，如果需要輸出5V500MA的話，就需要將R1適當改小。注意：R1改小會增加燒壞Q1的可能性，如果需要大電流輸出，建議更換13003、13007中大功率管。

安裝注意事項：

1、正確插入元件，按照從低到高、從小到大的順利安裝，極性要符合規(guī)定。對于手工安裝，元件應分批安裝。如此板先電阻→二極管→三極管→電容→變壓器→USB座1、Q1、Q2千萬不要裝錯，Q1應選用耐壓500V以上具有開關特性的管子，Q2耐壓幾十伏就行了，Q2適合選放大特性好的管子，這兩種管子的管腳排列可能會不同常規(guī)，請以測量為準。

2、IC1、D6請千萬不要裝錯，同樣是玻璃封裝的二極管，一個是4.3V的穩(wěn)壓二極管，一個普通二極管，其中IC1只是PCB板上的符號，二極管只占用兩個PCB元件孔。

3、1N4007、FR107、1N5819請不裝錯，1N4007是低頻二極管，F(xiàn)R107是高頻高壓二極管，1N5819是低電壓高頻肖特基二極管，都是不能裝錯位置的。（代換關系：FR107可以代替1N4007，反之則不行；而1N5819則不能用其它二極管代替，1N5819的導通電壓很低，相當于鍺管的導通電壓，因此，低電壓整流效率很高，如果一定要用其它二極管代替，則出輸出功率下載，發(fā)熱嚴重，效率變低。）記?。篎R104（7）是高頻輸出整流二極管，1N4007才是電源整流二極管。

通電測試線路板：

仔細檢查線路板安裝無誤后，要通電試板時，可以在PCB板直接焊一個220V插頭線，為了安全起見，請大家先在電源串聯(lián)一個10W的白熾燈泡，以防止短路或者接錯，千萬注意安全，還有，元件一不小心就燒壞了，燒壞了需要再買才行。如果安裝無誤，用萬用表可以測得USB1腳和4腳應有5V的電壓輸出，電源指示燈亮，確認電路板裝配無誤。

（三）：手機充電器電路圖

從這個電路的結構來看，可以推測出來，這個電源應該是反激式的。左端的510KΩ為啟動電阻，給開關管提供啟動用的基極電流。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。當取樣電壓大約大于1.4V，即開關管電流大于0.14A時，三極管C945導通，從而將開關管13003的基極電壓拉低，從而集電極電流減小，這樣就限制了開關的電流，防止電流過大而燒毀（其實這是一個恒流結構，將開關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）的感應電壓經(jīng)整流二極管4148整流，22uF電容濾波后形成取樣電壓。為了分析方便，我們取三極管C945發(fā)射極一端為地。那么這取樣電壓就是負的（-4V左右），并且輸出電壓越高時，采樣電壓越負。取樣電壓經(jīng)過6.2V穩(wěn)壓二極管后，加至開關管13003的基極。前面說了，當輸出電壓越高時，那么取樣電壓就越負，當負到一定程度后，6.2V穩(wěn)壓二極管被擊穿，從而將開關13003的基極電位拉低，這將導致開關管斷開或者推遲開關的導通，從而控制了能量輸入到變壓器中，也就控制了輸出電壓的升高，實現(xiàn)了穩(wěn)壓輸出的功能。

而下方的1KΩ電阻跟串聯(lián)的2700pF電容，則是正反饋支路，從取樣繞組中取出感應電壓，加到開關管的基極上，以維持振蕩。右邊的次級繞組就沒有太多好說的了，經(jīng)二極管RF93整流，220uF電容濾波后輸出6V的電壓。沒找到二極管RF93的資料，估計是一個快速回復管，例如肖特基二極管等，因為開關電源的工作頻率較高，所以需要工作頻率的二極管。這里可以用常見的1N5816、1N5817等肖特基二極管代替。

同樣因為頻率高的原因，變壓器也必須使用高頻開關變壓器，鐵心一般為高頻鐵氧體磁芯，具有高的電阻率，以減小渦流。