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具過(guò)流保護(hù)的USB充電器電路設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2014-10-06 責(zé)任編輯:sherryyu

導(dǎo)讀】本電路雖然元件少,但是還設(shè)計(jì)有過(guò)流過(guò)載短路保護(hù)功能。當(dāng)負(fù)載過(guò)載或者短路時(shí),Q1的集電極電流大增,而Q1的發(fā)射極電阻R1會(huì)產(chǎn)生較高的壓降,這個(gè)過(guò)載或者短路產(chǎn)生的高電壓會(huì)經(jīng)過(guò)R3讓Q2飽和導(dǎo)通,從而讓Q1截止停止輸出防止過(guò)載損壞。
 
圖中用1歐的電阻F1起到保險(xiǎn)絲的作用,用一個(gè)二極管D1完成整流作用。接通電源后,C1會(huì)有300V左右的直流電壓,通過(guò)R2給Q1的基極提供電流,Q1的發(fā)射極有R1電流檢測(cè)電阻R1,Q1基極得電后,會(huì)經(jīng)過(guò)T1的(3、4)產(chǎn)生集電極電流,并同時(shí)在T1的(5、6)(1、2)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓,這兩個(gè)次級(jí)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(guò)USB座給負(fù)載供電;其中T1(5、6)經(jīng)D6整流、C2濾波后通過(guò)IC1(實(shí)為4.3V穩(wěn)壓管)、Q2組成取樣比較電路,檢測(cè)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(kāi)關(guān)供電。當(dāng)負(fù)載變輕或者電源電壓變高等任何原因?qū)е螺敵鲭妷荷邥r(shí),T1(5、6)、IC1取樣比較導(dǎo)致Q2導(dǎo)通,Q1基極電流減小,集電極電流減小,負(fù)載能力變小,從而導(dǎo)致輸出電壓降低;當(dāng)輸出電壓降低后,Q2取樣后又會(huì)截止,Q1的負(fù)載能力變強(qiáng),輸出電壓又會(huì)升高;這樣起到自動(dòng)穩(wěn)壓作用。
電路
本電路雖然元件少,但是還設(shè)計(jì)有過(guò)流過(guò)載短路保護(hù)功能。當(dāng)負(fù)載過(guò)載或者短路時(shí),Q1的集電極電流大增,而Q1的發(fā)射極電阻R1會(huì)產(chǎn)生較高的壓降,這個(gè)過(guò)載或者短路產(chǎn)生的高電壓會(huì)經(jīng)過(guò)R3讓Q2飽和導(dǎo)通,從而讓Q1截止停止輸出防止過(guò)載損壞。因此,改變R1的大小,可以改變負(fù)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(dāng)然,如果需要輸出5V500MA的話,就需要將R1適當(dāng)改小。注意:R1改小會(huì)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。
 
C4、R5、D5起什么作用呢?T1變壓器是電感元件,Q1工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),當(dāng)Q1截止時(shí),會(huì)在集電極感應(yīng)出很高的電壓,這個(gè)電壓可能高達(dá)1000伏以上,這會(huì)使Q1擊穿損壞,現(xiàn)在有了高速開(kāi)關(guān)管D5,這個(gè)電壓可以給C4充電,吸收這個(gè)高壓,C4充電后可以立即通過(guò)R5放電,這樣Q1不會(huì)因集電極的高電壓擊穿損壞了,因此,這三個(gè)元件如有開(kāi)關(guān)或者損壞,Q1是非常危險(xiǎn)的,分分秒秒都可能會(huì)損壞。
 
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。(代換關(guān)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(dǎo)通電壓很低,相當(dāng)于鍺管的導(dǎo)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(yán)重,效率變低。)
 
記住:FR104(7)是高頻輸出整流二極管,1N4007才是電源整流二極管。
 
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