专利名称：一种手机电池充电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种充电器，特别适用于手机电池的充电器。
背景技术：
经济高度的成长繁荣加深人们互相交流沟通的必要性，手机的使用可说是普遍到几乎人手一机的状态，随着手机的普遍化和全球化，人们对手机电池充电器在各方面的质量上提出了更高的要求，除了须达到高效率、节能方面的性能要求外，并在外观上也须达成轻、薄、短、小的精巧设计。但是，现在的手持机电池充电器的设计，在同时要达成追求电源供应器的高效率与体积小的设计指针，基本上技术是存在有相当多的彼此设计矛盾。
实用新型内容本实用新型目在于提供一种手机电池充电器，可进通过一步降低充电器在轻载或空载时所耗电能，提高手机充电器功效，并且对手机电池的充电过程予以适当的安全保护，延长手机电池与充电器本身的使用寿命，同时减少元器件使用，降低生产成本。
本实用新型是这样实现的，一种手机电池充电器其电路包括高压整流电路、π型滤波器、开关电路、隔离变压器和个低压整流电路，所述充电器开关电路包括一控制模块，控制模块有整流电压输入端、源极端和控制端三个连接端，所述整流电压输入端与π型滤波器一输出端连接、源极端与隔离变压器一输入端连接、控制端通过串联的两个电阻和一个二极管与所述π型滤波器和隔离变压器的公共端连接，有两个电容一端分别连接在与所述控制端直接连接的电阻两侧，另一端与控制模块源极端相连；所述控制模块的整流电压输入端分别连接控制模块内一场效应管的泄极、一个电流限制比较放大器的正极和一电流源，其中所述场效应管的漏极与控制模块源极端相连，栅极与一反向器相连，电流限制比较放大器负极与一电流限制调整模块连接，电流源与一开关连接；所述反向器输入端与一四输入与非门输出端连接，且此与非门输入端分别与一除频电路、一磁滞温度停工模块、一振荡器、一RS触发器、一低频率操作模块连接；一个用于控制所述开关的动作停工/自动启动的放大器，其正极输入端与所述开关及控制模块的控制端连接，输出端与所述除频电路连接；所述RS触发器与震荡器、一或门输出端连接，所述电流限制比较放大器的输出和负载变化边缘模块通过一与门后构成所述或门的一个输入，所述或门另一输入端与一脉冲宽度调变比较放大器和一低频率操作模块连接，脉冲宽度调变比较放大器负极输入端和震荡器连接；震荡器的所需信号由低频率操作模块来提供；有两个场效应管，其公共连接的源极通过一电阻连接所述控制模块控制端、公共连接的栅极与一个分流调整误差放大器的输出端连接，所述放大器负极输入端与两场效应管漏极连接；所述两场效应管的漏极，一个连接所述电流限制调整模块，另一个通过一并联的电流源、电阻与控制模块源极端连接，并通过一电阻与脉冲宽度调变比较放大器正极输入端连接；脉冲宽度调变比较放大器正极输入端和控制模块源极端之间跨接一电容。
所述充电器有一个电压反馈回路，其输入端与充电器电压输出端连接，其输出端通过一光耦合器与开关电路连接。
采用上述结构后，本实用新型在使用过程中电压、电流反馈回路不断检测输出端的电流电压情况，并将信息传送给控制模块调整输出电压，即变压器的整个工作过程处于循环控制状态，保证了充电器输出电压的精密性、稳定性；同理，若充电器处于轻载或空载状态，控制模块调整充电器输出功率，节省电能。同时，对比现有充电器，本实用新型采用的控制模块使充电器电路中所需的元器件减少了很多，降低了成本，以最低的成本，最少的元器件，来达成一般手机电池充电器所需的定电压定电流电路的自动开、短路保护。
图1为本实用新型原理图；图2为本实用新型带有电压反馈回路的原理图；图3为本实用新型控制模块原理图；图4为现有充电器电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述图1为一定电流充电器原理图，其电路包括高压整流电路1、π型滤波器2、开关电路3、隔离变压器4和一个低压整流电路5，充电器开关电路包3括一控制模块31，控制模块有整流电压输入端D、源极端S和控制端C三个连接端，整流电压输入端D与π型滤波器2一输出端连接、源极端S与隔离变压器4一输入端连接、控制端C通过串联的两个电阻R1、R2和一个二极管D1与π型滤波器2和隔离变压器4的公共端连接，有两个电容C1、C2一端分别连接在与控制端C直接连接的电阻R1两侧，另一端与控制模块源极端S相连。
如图3所示，控制模块31整流电压输入端D分别连接控制模块31内一场效应管Q1的泄极、一个电流限制比较放大器OP1的正极和一电流源I1，其中场效应管Q1的漏极与控制模块源极端S相连，栅极与一反向器NOT1相连，电流限制比较放大器OP1负极与一电流限制调整模块311连接，电流源I1与一开关S1连接；反向器NOT1输入端与一四输入与非门NAND1输出端连接，且此与非门输入端分别与一除频电路312、一磁滞温度停工模块313、一振荡器U1、一RS触发器RSFF1及一低频率操作模块315连接；一个用于控制所述开关的动作的停工/自动启动放大器OP2其正极输入端与开关S1及控制模块31的控制端C连接，输出端与除频电路312连接；RS触发器RSFF1与震荡器U1、一或门OR1输出端连接，电流限制比较放大器OP1的输出和负载变化边缘模块314通过一与门AND1后构成或门OR1的一个输入，或门OR1另一输入端与一脉冲宽度调变比较放大器OP4和一低频率操作模块315连接，脉冲宽度调变比较放大器OP4负极输入端和低频率操作模块315与震荡器U1连接，震荡器的所需信号由低频率操作模块315来提供；两个场效应管Q1、Q2公共连接的源极通过一电阻RC连接控制模块控制端、公共连接的栅极与一个分流调整误差放大器OP3的输出端连接，放大器负极输入端与两场效应管漏极连接；两场效应管Q2、Q3的漏极，Q2连接电流限制调整模块311，另一个通过一并联的电流源I2和电阻R6与控制模块31源极端S连接，并通过一电阻R5与脉冲宽度调变比较放大器OP4正极输入端连接；脉冲宽度调变比较放大器正极输入端和控制模块源极端之间跨接一电容C6。
如图1、3所示，当图1所示充电器接上电源，输入电压VIN经由压整流电路1、π型滤波器2后作为一外部电源给控制模块供电，同时通过控制模块整流电压输入端D到控制端C对电容C1充电，直到接线端C电压大概达到与接线端S的相对电压为5.6V时，开关S1动作，切换至控制模块31内部电源，控制模块由内部电源和电容C1供电，此时高压场效晶体管Q1开始动作。当控制端C的Vc大于5.6V时开关S1切到内部电源，若小于4.7V时，则切到使用外部电源。
分流调整器/误差放大器OP3则是用来控制Vc，使Vc维持在5.6V，当Vc低于5.6时则前方的开关打开，此时IFB将下降，则脉冲宽度调变比较器的V+下降，Duty变大，Vout也就增大，Vc上升，IFB上升，则脉冲宽度调变比较器的V+上升，Duty减小，Vout也就减小，Vout减小，Vc下降……如此循环就可以达成稳定的控制了。
电流限制比较放大器OP1当有大负载，即电路中电流过大时，Vc下降，开关On，比较放大器的“-”端电位下降，则比较器高电频输出，此时如果将此信号直接接到R端，则有可能出现R＝1，S＝1的现象，使RS触发器处于禁止状态。电路中，将作为高压开关的场效应管OP1栅极信号加入负载变化边缘电路314内以防止此种情形发生。
磁滞温度停工模块313是用来避免当隔离变压器温度过高时，所产生的磁滞现象影响到电路的正常工作。充电器工作时，控制模块操作于42KHz的高频状态，也就是说高压的直流电压会被切割成高频方波信号，经由隔离变压器二次侧获得预期的电压准位，再经整流滤波电路滤波为一所需的直流输出电压。
如图2所示，本实用新型带有电压反馈回路的电路原理图，增加一个电压反馈回路6，具体的说，所述电压反馈回路输入端为一电压感应的电路，包括两个电阻R4、R5、光耦合器U1的发光二极管和稳压二极管VR1，其中电阻R5与发光二极管串联后与电阻R4并联，再与稳压二极管串联后置于充电器两输出间，R5是一选择性的低阻值电阻，限制光电耦合器发光二极管的输出涟波峰值电流；输出端是一个由电阻R3、电容C3和光耦合器U1构成的电源微分器，串联在控制端C与π型滤波器和隔离变压器的公共端之间的电路上，其中光电耦合器U1集极接至充电器一次侧的地，射极接至与控制模块31控制端连接的二极管D1的阳极，此种接法让光耦合器在电路中呈电平稳的状态，反之若将光传感器置于D1的阴极，它将变成开关，而它的寄生将产生额外的EMI电流。
图2所示充电器工作在定电压状态时，同图1所示充电器工作过程相同。但是，若工作过程中控制模块内的峰值电流低于内部电流的极值，此时电压反馈回路动作，充电器由定电流充电模式转为定电压充电模式。
若发生异常状况，如超载、短路或回授异常等，控制模块会通过内部设定过热停机及电流限制内部回路动作，达到停机保护的安全规定；控制模块若在轻载时，会调整充电器输出功率，而达到待机省电的模式。
比如输出端短路或开回路，要避免大量的外部电流流入控制端C，电容C1会放电到4.7V，在4.7V时自动复始即会作动关闭场效晶体管Q1，并将电路控制于低电流的待命模式。当在自动复始态时，控制模块会周期性的复始电源的供应输出，所以当故障排除时即可恢复正常的电源供应。上述的特性提供一个近似定电压/定电流CC的电源供应输出不须二次侧的电压或电流反馈，输出电压的调整会受电容C2两端电压随输出电压变化度的好坏的影响。
这个电容C2两端电压随输出电压变化的动作会受变压器的泄漏电感值造成的误差值所影响。电阻R2及电容C2会部分地过滤掉泄漏电感的尖端电压，以减少此误差。此电路中用标准的奱压器制作技术提供比线性变压器更佳的输出负载调整，在许多的小电源应用里提供一个理想电源的解决方案，如果需要更严格的负载稳压，透过光学连结结构，使用控制模块仍然可提供固定输出电流的特性。
图4为现有充电器电路原理图，对比图1、2和图4，不难看出，本实用新型使用的元器件相对少了很多。
权利要求1.一种手机电池充电器，其电路包括高压整流电路、π型滤波器、开关电路、隔离变压器和个低压整流电路，其特征在于所述充电器开关电路包括一控制模块，控制模块有整流电压输入端、源极端和控制端三个连接端，所述整流电压输入端与π型滤波器一输出端连接、源极端与隔离变压器一输入端连接、控制端通过串联的两个电阻和一个二极管与所述π型滤波器和隔离变压器的公共端连接，有两个电容一端分别连接在与所述控制端直接连接的电阻两侧，另一端与控制模块源极端相连；所述控制模块的整流电压输入端分别连接控制模块内一场效应管的泄极、一个电流限制比较放大器的正极和一电流源，其中所述场效应管的漏极与控制模块源极端相连，栅极与一反向器相连，电流限制比较放大器负极与一电流限制调整模块连接，电流源与一开关连接；所述反向器输入端与一四输入与非门输出端连接，且此与非门输入端分别与一除频电路、一磁滞温度停工模块、一振荡器、一RS触发器、一低频率操作模块连接；一个用于控制所述开关的动作停工/自动启动的放大器，其正极输入端与所述开关及控制模块的控制端连接，输出端与所述除频电路连接；所述RS触发器与震荡器、一或门输出端连接，所述电流限制比较放大器的输出和负载变化边缘模块通过一与门后构成所述或门的一个输入，所述或门另一输入端与一脉冲宽度调变比较放大器和一低频率操作模块连接，脉冲宽度调变比较放大器负极输入端和震荡器连接，震荡器的所需信号由低频率操作模块来提供；有两个场效应管，其公共连接的源极通过一电阻连接所述控制模块控制端、公共连接的栅极与一个分流调整误差放大器的输出端连接，所述放大器负极输入端与两场效应管漏极连接；所述两场效应管的漏极，一个连接所述电流限制调整模块，另一个通过一并联的电流源、电阻与控制模块源极端连接，并通过一电阻与脉冲宽度调变比较放大器正极输入端连接；脉冲宽度调变比较放大器正极输入端和控制模块源极端之间跨接一电容。
2.权利要求1所述的手机电池充电器，其特征在于有一个电压反馈回路，其输入端与充电器电压输出端连接，其输出端与开关电路连接。
3.权利要求2所述的手机电池充电器，其特征在于所述电压反馈回路输入端为一电压感应的电路，包括一个电阻、光耦合器的发光二极管和一个稳压二极管，所述发光二极管与电阻并联，再与稳压二极管串联后置于充电器两输出间；输出端是由一个电阻、一个电容和一个光耦合器构成的电源微分器，串联在控制模块控制端与π型滤波器和隔离变压器的公共端之间的电路上。
4.权利要求3所述的手机电池充电器，其特征在于所述电压反馈输如端的光耦合器的发光二极管与变压器输出端间串联一电阻。
5.权利要求3或4所述的手机电池充电器，其特征在于所述光电耦合器集极接至π型滤波器和隔离变压器的公共端之间，射极接至与控制模块控制端连接的二极管的阳极。
专利摘要一种手机电池充电器，可进通过一步降低充电器在轻载或空载时所耗电能，提高手机充电器功效，并且对手机电池的充电过程予以适当的安全保护，延长手机电池与充电器本身的使用寿命，同时减少元器件使用，降低生产成本。所述充电器开关电路包括一控制模块，控制模块有整流电压输入端、源极端和控制端三个连接端，所述整流电压输入端与π型滤波器一输出端连接、源极端与隔离变压器一输入端连接、控制端通过串联的两个电阻和一个二极管与所述π型滤波器和隔离变压器的公共端连接，有两个电容一端分别连接在与所述控制端直接连接的电阻两侧，另一端与控制模块源极端相连。
文档编号H02J7/02GK2722488SQ200420007008
公开日2005年8月31日 申请日期2004年3月15日 优先权日2004年3月15日
发明者黄庆崇 申请人:深圳市中资源科技发展有限公司, 大佑科技有限公司