AC-DC 5W充電器設計方案

今天給大家分享的是：AC-DC 5W 充電器設計

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到完全充電狀態，輸出電壓就保持穩定水平。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，為了避免過流損壞，該設計使用具有初級側調節功能的離線反激式轉換器，通過初級側調節，無需光耦合器和相關電路，從而減少部件數量。

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

在初級側調節下運行，不需要光耦合器和相關電路

具有高電壓和電流調節精度

可支持高達 130 kHz 的頻率，因此能夠使用更小的變壓器

以準諧振方式運行，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 的鉗位柵極驅動電壓

過壓、低線、過流保護

可編程電纜補償

SOT-23封裝

2、其他組件

元器件清單

三、充電器設計規格

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 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，負責 AC-DC 轉換。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 鉗位網絡的一部分。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 設置恒定電壓，而 R4 和 R5 設置恒定電流

D1 是 次級整流二極管

C4 是 輸出大容量電容。如果不滿足目標紋波，則增加電容。

R1 前可加保險絲，但對于低功耗設計，IC 保護就足夠了

AC-DC 5W 充電器介紹

五、仿真結果

從仿真結果可以判斷AC-DC 5W 充電器的恒流和恒壓特性非常好。

在低于 1A 直至 1A 的任何負載下，充電器輸出均在 5V（恒定電壓）的調節范圍內。當負載增加到略高于1A時，電壓輸出開始下降，電流一直保持（恒流），直到負載進一步增加時輸出關閉（觸發保護電平）。

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