AC-DC 5W充电器设计方案

今天给大家分享的是：AC-DC 5W 充电器设计

一、AC-DC 5W 充电器介绍

该电路为 AC-DC 5W 充电器，输出电压为 5V，最大充电电流为 1A。适合用于手机、平板电脑和其他使用 5V 电源的设备。

充电器

该充电器为恒压恒流充电器，恒定电压意味着一旦达到完全充电状态，输出电压就保持稳定水平。恒定电流意味着电池非常耗电但是在连接到充电器后的几分钟内汲取高电流，仍可控制最大充电电流。

在这种情况下，电池和充电器都受到保护，为了避免过流损坏，该设计使用具有初级侧调节功能的离线反激式转换器，通过初级侧调节，无需光耦合器和相关电路，从而减少部件数量。

下面为该电路原理图：

AC-DC 5W 充电器原理图

二、元器件清单

1、控制器

这里使用 UCC28700 控制器，具有以下特点：

空载功耗低于 30 mw

在初级侧调节下运行，不需要光耦合器和相关电路

具有高电压和电流调节精度

可支持高达 130 kHz 的频率，因此能够使用更小的变压器

以准谐振方式运行，因此可以获得高效率

通过频率抖动方案提高 EMI 合规性

可以支持宽 VDD 范围，因此可以使用更小的偏置电容

MOSFET 的钳位栅极驱动电压

过压、低线、过流保护

可编程电缆补偿

SOT-23封装

2、其他组件

元器件清单

三、充电器设计规格

输入电压：100Vac至240Vac

输入频率：50/60 Hz

恒定输出电压：5V

输出纹波电压：小于50mV

恒流：1A

四、工作原理

R1 控制浪涌电流，当 C1 完全排空且充电器插入交流电源插座时，防止电桥损坏。

BR1 是桥式整流器，负责 AC-DC 转换。也可以用 1N4007 替换四个二极管

C1 用作直流母线电容。越大越好，可以达到良好的直流电平。但电容越大，电容的物理尺寸也越大。

D4、C3、R13 和 R15 是 RCD 钳位网络的一部分。它们会钳位电压，这样 MOS管 Q1 就不会损坏。实际测试中，如果Q1 的漏极电压不超过额定值，可以将RCD钳位部分去掉，以节省空间。

R6、R7 和 R8 是为控制器供电所需的自举电阻。一旦控制器开始发出脉冲，引脚 4 上的变压器辅助绕组将向控制器供电。

R10 和R11 设置恒定电压，而 R4 和 R5 设置恒定电流

D1 是 次级整流二极管

C4 是 输出大容量电容。如果不满足目标纹波，则增加电容。

R1 前可加保险丝，但对于低功耗设计，IC 保护就足够了

AC-DC 5W 充电器介绍

五、仿真结果

从仿真结果可以判断AC-DC 5W 充电器的恒流和恒压特性非常好。

在低于 1A 直至 1A 的任何负载下，充电器输出均在 5V（恒定电压）的调节范围内。当负载增加到略高于1A时，电压输出开始下降，电流一直保持（恒流），直到负载进一步增加时输出关闭（触发保护电平）。

IV曲线

1、输出纹波电压

输出纹波电压

输出纹波电压

2、输出电容纹波电流

输出电容纹波电流

3、MOSFET Q1 电流

MOSFET Q1 电流

4、MOSFET Q1 漏极电压

MOSFET Q1 漏极电压

5、240Vac 时的输入电流

240Vac 时的输入电流

6、100Vac 时的输入电流

100Vac 时的输入电流

审核编辑：汤梓红