随着手机的普及,手机充电器已成为现代家庭中常用的电器之一。虽然手机的品牌和型号众多,各种手机充电器形状和接口不一,但它们的原理和功能基本一样,电路结构大同小异。图1所示为一款市场上较常见的智能型手机旅行充电器,其正面有待充电池接点、电源指示灯和充电指示灯[图1(a)],其背面有可以折叠收回的电源插头[图1(b)]。该手机充电器允许输入交流电压110~240V/50或60Hz,可以对各种手机锂电池进行充电(配以不同的电池固定座和接点),充电过程智能控制并有相应指示。

一、电路工作原理
手机充电器电路原理如图2所示,包括开关电源和充电控制两部分。开关电源摈弃了笨重的电源变压器,减小了充电器的体积和重量,提高了电源效率。充电电路采用脉宽调制控制,可以对电池进行先大电流后涓流的智能快速充电,并由发光二极管予以指示。VD9为电源指示灯,VD10为充电指示灯。

图2左半部分为开关电源电路。整流二极管VD1~VD4将交流220V市电直接整流为310V直流电压,经开关管VT1、脉冲变压器T1、整流二极管VD8等组成的直流变换电路后,输出 +12V直流电压供给后续的充电电路。
图2右半部分为充电控制电路,脉宽调制控制采用PWM专用集成电路MB3759(IC1),指示控制电路由四运放LM324(IC2)构成。充电器接通电源后,电源指示灯VD9点亮,+12V电压通过晶体管VT3对电池进行充电。刚开始充电时,电池两端电压较低,经R13、R29和RP1分压后使IC1的输出脉宽较宽,VT3导通时间较长,对电池的充电电流较大(180~200mA),充电指示灯VD10(双色LED)发红光。随着充电时间的推移,电池两端电压逐步升高,IC1输出脉宽逐步变窄,VT3导通时间逐步缩短,充电电流逐步减小。IC1输出脉宽(U\(_{b}\))与充电电流(I\(_{c}\))的关系如图3所示。当电池电量充到50%时,VD10发橙色光。当电池电量充到75%后,VD10发绿光,进入充电电流小于50mA的涓流充电状态,直至充满。R28是 IC2的取样电阻,另外,如果电池出现短路,R28上过高的取样电压还会使IC1关断,保护VT3不被损坏。

二、常见简单故障的处理
手机充电器故障将导致不能对电池进行有效充电,对于一些常见的简单故障,可通过观察充电器上的指示灯进行判断处理。
1.所有指示灯都不亮。表示开关电源部分不工作,常见的原因为:(1)电源簧片松动,充电器背面可折叠收回的电源插头是依靠簧片与充电器电路连接的,打开充电器外壳,如图4所示将电源簧片重新铆牢即可;(2)保险丝FU烧断,FU是印制在电路板上的,如图5所示,可用多股电线中的一股细铜丝将其连通;(3)R1断路,更换即可。


2.电源指示灯亮而充电指示灯不亮。说明问题出在充电电路,可能是:(1)电池簧片松动,导致电池不能与充电器电路连接,可按图6所示将电池簧片重新铆牢即可;(2)R28断路;(3)C7严重漏电;(4)VT3损坏。
3.充电指示灯闪烁。有两种可能:(1)所充的电池与充电器不配套,由于不少家庭拥有多个品牌型号的手机,请注意别用错充电器;(2)电池接触不良,多半是电池或充电器上接点脏污所致,擦拭干净即可。
4.不能充满电。(1)较常见的原因是电位器RP1动臂接点接触不良,处理的办法是按图4所示将RP1动臂的位置做好记号,滴上一滴酒精,来回旋转动臂数次后回复到原来位置,一般即可解决问题;(2)RP1损坏,换新后,调整RP1,当C7正端为4.2V时,使R13、R29连接端为3.1V即可。
文/门宏