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教你讀懂手機充電器原理

集號吧丨發表時間:2016-11-20丨訪問量:637
[摘要]如果你面臨的是一位不太懂電源的人,你如何快速的跟對方講明白手機充電器原理?下面告訴你們一些“套路”。


如果你面臨的是一位不太懂電源的人,你如何快速的跟對方講明白手機充電器原理?下面告訴你們一些“套路”。


有看過電源設計書籍的可以接著往下;沒有看過的,直接跳到秒懂手機充電器原理章節:


一般的教材開始是這樣的,會從降壓、升壓或者升降壓電路開始講述,這里面的難點是如何理解開關接通后,電感的儲能,以及開關關閉后,電感的放電,需要對電感器的自感原理有一定的基礎。


而且,書本會介紹各種電源的拓撲,世界上80%以上的電源用的都是種拓撲,反激變換器,這種結構是成本低的,目前100W以內的電源基本都是這種拓撲,所以,先搞明白這種拓撲即可,有些工程師做了一輩子電源,可能就是跟它打交道。

隔離式電源都是以變壓器隔離為基本原理,所以你一定要懂變壓器的原理,匝比,相位,自感,互感,磁通密度等等理論必須精通,才可能搞明白整個電壓變換過程。


如下為秒懂手機充電器原理章節:


提醒,此文不是書本教材,我們嘗試用簡單的方法理解手機充電器工作原理。



手機配件



如上是一個簡單的模型,用來簡單的描述手機充電器的工作原理和方式:


桶裝水:用來示意我們的電網,我們龐大的電網,你可以想象成一桶水。


閥門:你可以想象成這是一個充電器,它通過反復的開關來控制流入杯中水的多少。如果沒有這個閥門,你可以想象一下后果。國外習慣把充電器叫Adapter,意思是適配的作用。


水杯:可以想象成我們的手機電池,或者平板電池。水就是電量,通過水管傳送過來。


手機充電器,其實是一個反激式的開關電源,所以我們還是要回到反激的原理進行簡化后理解:

手機充電器一般有幾個概念:

輸出電壓,輸出電流,紋波,CV(恒壓充電),CC(恒流充電),我們嘗試來簡化理解,基于對整體工作原理的理解后,你后續可以再深入的研究器件的工作方式。

Step 1:

如下圖,你可以把反激簡化理解成降壓,不需要細想內部各個器件工作原理,關鍵在step2。


手機配件


 Step2:

 我們可以把手機充電的過程,理解成通過一個閥門往杯中加水的過程,充電器就是一個閥門的作用: 


后,再回到這張示意圖: 


概念理解:輸出電壓: 水杯允許的大儲水高度,電壓的多少是由充電器設計電路決定的。


輸出電流: 水管大小決定了水流量的多少,電流想象成水流,電流大小由充電器電路設計決定的。


輸出紋波: 水入到杯后,激起的波浪大小。


恒流充電(CC):這個是很多人困惑的概念。你可以想象成杯中空水的狀態下,我們用一個固定孔徑的水管,往杯中注水,水流恒定的,即恒流。


恒壓充電:水杯快滿時,設定一個高限制水位,不允許數量超過,通過降低閥門開通的時間和次數,減少水流量,從而達到恒壓充電。 要搞清楚這個概念,還要想象一下杯中的水插入了一根吸管,或多或少的水從杯中吸出,也就是負載的概念,你在加入水的同時,水還在被消耗。


恒壓充電還有種理解,就是恒壓時,水管的水流量是大化的。對應充電器的概念就是,會以充電器大電流輸出。


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