AC-DC 5W充電器設(shè)計方案

今天給大家分享的是：AC-DC 5W 充電器設(shè)計

一、AC-DC 5W 充電器介紹

該電路為 AC-DC 5W 充電器，輸出電壓為 5V，最大充電電流為 1A。適合用于手機、平板電腦和其他使用 5V 電源的設(shè)備。

充電器

該充電器為恒壓恒流充電器，恒定電壓意味著一旦達(dá)到完全充電狀態(tài)，輸出電壓就保持穩(wěn)定水平。恒定電流意味著電池非常耗電但是在連接到充電器后的幾分鐘內(nèi)汲取高電流，仍可控制最大充電電流。

在這種情況下，電池和充電器都受到保護(hù)，為了避免過流損壞，該設(shè)計使用具有初級側(cè)調(diào)節(jié)功能的離線反激式轉(zhuǎn)換器，通過初級側(cè)調(diào)節(jié)，無需光耦合器和相關(guān)電路，從而減少部件數(shù)量。

下面為該電路原理圖：

AC-DC 5W 充電器原理圖

二、元器件清單

1、控制器

這里使用 UCC28700 控制器，具有以下特點：

空載功耗低于 30 mw

在初級側(cè)調(diào)節(jié)下運行，不需要光耦合器和相關(guān)電路

具有高電壓和電流調(diào)節(jié)精度

可支持高達(dá) 130 kHz 的頻率，因此能夠使用更小的變壓器

以準(zhǔn)諧振方式運行，因此可以獲得高效率

通過頻率抖動方案提高 EMI 合規(guī)性

可以支持寬 VDD 范圍，因此可以使用更小的偏置電容

MOSFET 的鉗位柵極驅(qū)動電壓

過壓、低線、過流保護(hù)

可編程電纜補償

SOT-23封裝

2、其他組件

元器件清單

三、充電器設(shè)計規(guī)格

輸入電壓：100Vac至240Vac

輸入頻率：50/60 Hz

恒定輸出電壓：5V

輸出紋波電壓：小于50mV

恒流：1A

四、工作原理

R1 控制浪涌電流，當(dāng) C1 完全排空且充電器插入交流電源插座時，防止電橋損壞。

BR1 是橋式整流器，負(fù)責(zé) AC-DC 轉(zhuǎn)換。也可以用 1N4007 替換四個二極管

C1 用作直流母線電容。越大越好，可以達(dá)到良好的直流電平。但電容越大，電容的物理尺寸也越大。

D4、C3、R13 和 R15 是 RCD 鉗位網(wǎng)絡(luò)的一部分。它們會鉗位電壓，這樣 MOS管 Q1 就不會損壞。實際測試中，如果Q1 的漏極電壓不超過額定值，可以將RCD鉗位部分去掉，以節(jié)省空間。

R6、R7 和 R8 是為控制器供電所需的自舉電阻。一旦控制器開始發(fā)出脈沖，引腳 4 上的變壓器輔助繞組將向控制器供電。

R10 和R11 設(shè)置恒定電壓，而 R4 和 R5 設(shè)置恒定電流

D1 是 次級整流二極管

C4 是 輸出大容量電容。如果不滿足目標(biāo)紋波，則增加電容。

R1 前可加保險絲，但對于低功耗設(shè)計，IC 保護(hù)就足夠了

AC-DC 5W 充電器介紹

五、仿真結(jié)果

從仿真結(jié)果可以判斷AC-DC 5W 充電器的恒流和恒壓特性非常好。

在低于 1A 直至 1A 的任何負(fù)載下，充電器輸出均在 5V（恒定電壓）的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。當(dāng)負(fù)載增加到略高于1A時，電壓輸出開始下降，電流一直保持（恒流），直到負(fù)載進(jìn)一步增加時輸出關(guān)閉（觸發(fā)保護(hù)電平）。

IV曲線

1、輸出紋波電壓

輸出紋波電壓

輸出紋波電壓

2、輸出電容紋波電流

輸出電容紋波電流

3、MOSFET Q1 電流

MOSFET Q1 電流

4、MOSFET Q1 漏極電壓

MOSFET Q1 漏極電壓

5、240Vac 時的輸入電流

240Vac 時的輸入電流

6、100Vac 時的輸入電流

100Vac 時的輸入電流

審核編輯：湯梓紅