.TH102手機(jī)充電器解決方案設(shè)計(jì)
.與兩款手機(jī)充電器競(jìng)爭(zhēng)方案的比較
解決方案：
.三種充電器均采用單端反激式變換電路
.TH102需外置高阻電阻,、開(kāi)關(guān)功率管
.采用光耦隔離反饋電路

概述
本文涉及TH102手機(jī)充電器解決方案設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)節(jié)，以及與兩款手機(jī)充電器競(jìng)爭(zhēng)方案（POWER INTEGRATIONS INC的TNY264,，ST的PIVer12A）的比較,。

變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
TH102、TNY264,、PIVer12A手機(jī)充電器均采用單端反激式變換電路,；輸入整流濾波電路、輸出整流濾波電路也一致,。手機(jī)充電器電源輸入端串聯(lián)電阻（圖2,，R1；圖3,，R1；圖5,，RF1,；圖7，R1）為保險(xiǎn)電阻,；輸入濾波電路采用CLC濾波電路（圖2,、圖3中C1、L1,、C2,；圖5中C1,、L1、L2,、C2,；圖7中C1、I1,、C2,；其中TNY264的L2加強(qiáng)了高頻濾波），可以滿足EMC檢測(cè),；輸出濾波電路也采用CLC濾波電路,，保證較小的輸出紋波。

圖1,、TH102原理框圖

圖2,、TH102手機(jī)充電器方案一

圖3、TH102手機(jī)充電器解決二

IC工藝
TH102采用雙極工藝,，需外置開(kāi)關(guān)功率管,，但成本較低廉；TNY264和PIVer12A均采用先進(jìn)的700V高壓MOS工藝,，內(nèi)置MOS開(kāi)關(guān)功率管,，但目前成本較高。

啟動(dòng)電路
TH102需外置高阻電阻（圖2,、圖3中R2）,、開(kāi)關(guān)功率管（圖2、圖3中Q1）,，在TH102的控制下完成啟動(dòng),；TNY264和PIVer12A均采用內(nèi)置可控高壓電流源供給啟動(dòng)電流，工藝先進(jìn),。

待機(jī)功耗或零負(fù)載功耗
TH102零負(fù)載功耗包括：高壓?jiǎn)?dòng)電阻（圖2,、圖3中R2）靜態(tài)功耗，約30mW左右,；開(kāi)關(guān)功率管開(kāi)關(guān)損耗,；磁復(fù)位損耗，圖2,、圖3采用RCD電路（圖中R5,、C5、D5）損耗較大,，若采用齊納二極管磁復(fù)位電路能降低損耗,，但成本較高；開(kāi)關(guān)變壓器開(kāi)關(guān)損耗,；TH102工作損耗,；和輸出反饋損耗,；按圖2、圖3方案,，零負(fù)載功耗小于0.3W,，圖中D8在零負(fù)載和小負(fù)載時(shí)將增大開(kāi)關(guān)周期，減小開(kāi)關(guān)功率管開(kāi)關(guān)損耗,。

TNY264零負(fù)載功耗包括：內(nèi)置MOS開(kāi)關(guān)功率管開(kāi)關(guān)損耗,，由于MOS開(kāi)關(guān)功率管開(kāi)關(guān)速度比雙極開(kāi)關(guān)功率管快，因而開(kāi)關(guān)損耗也??；磁復(fù)位損耗，圖5采用齊納二極管磁復(fù)位電路（圖中D5,、VR1,、C3）；開(kāi)關(guān)變壓器開(kāi)關(guān)損耗,；TNY264工作損耗,；和輸出反饋損耗；由于TNY264每個(gè)開(kāi)關(guān)周期均為最大輸出周期,，因而在零負(fù)載和小負(fù)載時(shí)TNY264開(kāi)關(guān)周期將變得很大,，因而MOS開(kāi)關(guān)功率管開(kāi)關(guān)損耗減小，零負(fù)載功耗會(huì)很小,，但如反饋,、變壓器等設(shè)計(jì)不好，紋波將增加,，或采用經(jīng)濟(jì)的RCD電路時(shí)零負(fù)載功耗顯著增加,。

PIVer12A零負(fù)載功耗包括：內(nèi)置MOS開(kāi)關(guān)功率管開(kāi)關(guān)損耗；磁復(fù)位損耗,，圖7采用齊納二極管磁復(fù)位電路,；開(kāi)關(guān)變壓器開(kāi)關(guān)損耗；PIVer12A工作損耗,；和輸出反饋損耗,。

盡管TH102方案待機(jī)功耗不如TNY264和PIVer12A，但小于0.3W和低價(jià)位,，具有更高的性價(jià)比,。

輸出電壓基準(zhǔn)和反饋
TH102采用穩(wěn)壓管、光耦發(fā)光管（圖2中Z1,、U3、RZ）為輸出電壓基準(zhǔn),，RZ基于光耦發(fā)光管壓降為Z1提供基電流,，改變?cè)摶娏鳎雀淖僐Z）可小幅改變Z1穩(wěn)壓值,，因此，若需較高精度輸出電壓可調(diào)校RZ,，調(diào)校RZ可采用成批穩(wěn)壓管分為幾檔,，每檔穩(wěn)壓管對(duì)應(yīng)一個(gè)RZ；或TH102采用TL431（圖3中U2,、R6,、R7、R8,、R9,、R10、C9）電路為輸出電壓基準(zhǔn),，基準(zhǔn)精度較高和無(wú)需調(diào)校,。TH102采用光耦隔離反饋電路（圖2中Z1、U3,、RZ,、C4，圖3中U2,、R6,、R7、R8,、R9,、R10、C9,、C4）,。

TNY264采用穩(wěn)壓管、光耦發(fā)射二極管為輸出電壓基準(zhǔn)和光耦隔離反饋電路,。

PIVer12A采用穩(wěn)壓管,、光耦發(fā)射二極管為輸出電壓基準(zhǔn)和光耦隔離反饋電路。其光耦隔離反饋電路原理與TH102相似,。

變壓器
TH102,、TNY264、PIVer12A變壓器設(shè)計(jì)基本相似,，而且價(jià)格也相當(dāng),，變壓器有主繞組、參考繞組,、和輸出繞組,，繞組之比需考慮退磁電壓、TH102或TNY264或PIVer12A的工作電壓,、輸出電壓,、整流二極管壓降,，退磁電壓設(shè)計(jì)還需顧及整流二極管耐壓；TH102變壓器設(shè)計(jì),，輸出整流二極管1N5819,，EE13磁心，退磁電壓75V,，工作電壓10V,，輸出電壓5.5V，則繞組之比為150：22：12,，主繞組4mH,。
輸出濾波電容和紋波電流
TH102、TNY264,、PIVer12A在輸出電壓和輸出電流相同時(shí),，按參考設(shè)計(jì)其濾波電容的紋波電流基本相同，如輸出5.5V@500mA則紋波電流略小于500mA,，輸出一次濾波電容應(yīng)選擇能耐500mA的低ESR電解電容,。

安全保護(hù)
TH102、TNY264,、PIVer12A均有過(guò)載,、短路等保護(hù)，但圖5和圖7還依然設(shè)有分立元件過(guò)載保護(hù)電路（圖5中U2,、Q1,、R3、R4,、R5,、VR3、其中R5輸出電流檢測(cè),；圖7中T1,、R5、R6,、R7,、R8、C8,，其中R6,、R7、R8輸出電流檢測(cè)）,，原因在于按TNY264,、PIVer12A內(nèi)MOS開(kāi)關(guān)功率管400mA的能力，不是輸出電流遠(yuǎn)大于需要電流就是變壓器有飽和輸出隱患，而且輸出電流越大其輸出紋波電流也越大,，濾波電容將承受更大的紋波電流,，因此需額外設(shè)置電路加以保護(hù)。而TH102通過(guò)IS功率管電流輸入端的電流檢測(cè)電阻（圖2,、圖3中R3）和防過(guò)載防飽和技術(shù)較嚴(yán)格地限制功率管和變壓器電流，雖然隨著輸入電壓和輸出負(fù)載的變化,，最大輸出電流相對(duì)較寬,，但最大輸出紋波電流確比較穩(wěn)定，完全可以保證手機(jī)充電器的安全,；如因手機(jī)要求確需較嚴(yán)格的輸出電流限制,，可以采用圖5和圖7中保護(hù)電路。

圖4,、TNY264原理框圖400mA,132KHz

圖5,、TNY264手機(jī)充電器

圖6、VIPer12A原理框圖400mA,60KHz

圖7,、VIPer12A手機(jī)充電器

應(yīng)用指南：某款充電器部品清單,，輸出5.5V 

 
手機(jī)充電器開(kāi)關(guān)變壓器繞制（5.5V輸出) 
  
注：主繞組電感，4mH±10% ,；飛線1,、飛線2線頭長(zhǎng)15mm，并有5mm浸錫,；
5.5V繞組采用Φ0.40mm三層絕緣線,；需去掉EE13腳：Pin3、Pin6,、Pin7,、Pin9、Pin10,；安規(guī)要求：3700Vac,1mA,。