如果你面临的是一位不太懂电源的人,你如何快速的跟对方讲明白手机充电器原理?下面告诉你们一些“套路”。
有看过电源设计书籍的可以接着往下;没有看过的,直接跳到秒懂手机充电器原理章节:
一般的教材开始是这样的,会从降压、升压或者升降压电路开始讲述,这里面的难点是如何理解开关接通后,电感的储能,以及开关关闭后,电感的放电,需要对电感器的自感原理有一定的基础。
而且,书本会介绍各种电源的拓扑,世界上80%以上的电源用的都是种拓扑,反激变换器,这种结构是成本低的,目前100W以内的电源基本都是这种拓扑,所以,先搞明白这种拓扑即可,有些工程师做了一辈子电源,可能就是跟它打交道。
隔离式电源都是以变压器隔离为基本原理,所以你一定要懂变压器的原理,匝比,相位,自感,互感,磁通密度等等理论必须精通,才可能搞明白整个电压变换过程。
如下为秒懂手机充电器原理章节:
提醒,此文不是书本教材,我们尝试用简单的方法理解手机充电器工作原理。
如上是一个简单的模型,用来简单的描述手机充电器的工作原理和方式:
桶装水:用来示意我们的电网,我们庞大的电网,你可以想象成一桶水。
阀门:你可以想象成这是一个充电器,它通过反复的开关来控制流入杯中水的多少。如果没有这个阀门,你可以想象一下后果。国外习惯把充电器叫Adapter,意思是适配的作用。
水杯:可以想象成我们的手机电池,或者平板电池。水就是电量,通过水管传送过来。
手机充电器,其实是一个反激式的开关电源,所以我们还是要回到反激的原理进行简化后理解:
手机充电器一般有几个概念:
输出电压,输出电流,纹波,CV(恒压充电),CC(恒流充电),我们尝试来简化理解,基于对整体工作原理的理解后,你后续可以再深入的研究器件的工作方式。
Step 1:
如下图,你可以把反激简化理解成降压,不需要细想内部各个器件工作原理,关键在step2。
Step2:
我们可以把手机充电的过程,理解成通过一个阀门往杯中加水的过程,充电器就是一个阀门的作用:
后,再回到这张示意图:
概念理解:输出电压: 水杯允许的大储水高度,电压的多少是由充电器设计电路决定的。
输出电流: 水管大小决定了水流量的多少,电流想象成水流,电流大小由充电器电路设计决定的。
输出纹波: 水入到杯后,激起的波浪大小。
恒流充电(CC):这个是很多人困惑的概念。你可以想象成杯中空水的状态下,我们用一个固定孔径的水管,往杯中注水,水流恒定的,即恒流。
恒压充电:水杯快满时,设定一个高限制水位,不允许数量超过,通过降低阀门开通的时间和次数,减少水流量,从而达到恒压充电。 要搞清楚这个概念,还要想象一下杯中的水插入了一根吸管,或多或少的水从杯中吸出,也就是负载的概念,你在加入水的同时,水还在被消耗。
恒压充电还有种理解,就是恒压时,水管的水流量是大化的。对应充电器的概念就是,会以充电器大电流输出。