中心議題：
本文詳細介紹了一種開關型手機充電器的工作原理,，對初學者了解具體的開關電源電路及充電控制電路很有意義,。該充電器具有鎳鎘、鎳氫,、鋰離子電池充電轉換開關,，并具有放電功能。在150~250V,、40 mA的交流市電輸入時,，可輸出300±50 mA的直流電流。根據(jù)實物繪出了工作原理圖,，供讀者參考,。
RCC型開關電源與PWM型開關電源的區(qū)別
該充電器采用了RCC型開關電源，即振蕩抑制型變換器,，它與PWM型開關電源有一定的區(qū)別,。
PWM型開關電源由獨立的取樣誤差放大器和直流放大器組成脈寬調(diào)制系統(tǒng)；而RCC型開關電源只是由穩(wěn)壓器組成電平開關,，控制過程為振蕩狀態(tài)和抑制狀態(tài),。
由于PWM型開關電源中的開關管總是周期性的通斷，系統(tǒng)控制只是改變每個周期的脈沖寬度,，而RCC型開關電源的控制過程并非線性連續(xù)變化,，它只有兩個狀態(tài)：當開關電源輸出電壓超過額定值時，脈沖控制器輸出低電平,，開關管截止,；當開關電源輸出電壓低于額定值時，脈沖控制器輸出高電平,，開關管導通,。當負載電流減小時,，濾波電容放電時間延長，輸出電壓不會很快降低,，開關管處于截止狀態(tài),，直到輸出電壓降低到額定值以下，開關管才會再次導通,。開關管的截止時間取決于負載電流的大小,。開關管的導通/截止由電平開關從輸出電壓取樣進行控制。因此這種電源也稱非周期性開關電源,。
開關型手機充電器開關電源電路分析
220V市電經(jīng)VD1~VD4橋式整流后在V2的集電極上形成一個300V左右的直流電壓,。由V2和開關變壓器組成間歇振蕩器。開機后,，300V直流電壓經(jīng)過變壓器初級加到V2的集電極,，同時該電壓還經(jīng)啟動電阻R2為V2的基極提供一個偏置電壓。由于正反饋作用,，V2 Ic迅速上升而飽和,，在V2進入截止期間，開關變壓器次級繞組產(chǎn)生的感應電壓使VD7導通,，向負載輸出一個9V左右的直流電壓,。開關變壓器的反饋繞組產(chǎn)生的感應脈沖經(jīng)VD5整流、C1濾波后產(chǎn)生一個與振蕩脈沖個數(shù)呈正比的直流電壓,。此電壓若超過穩(wěn)壓管VD17的穩(wěn)壓值,，VD17便導通，此負極性整流電壓便加在V2的基極,，使其迅速截止,。V2的截止時間與其輸出電壓呈反比。VD17的導通／截止直接受電網(wǎng)電壓和負載的影響,。電網(wǎng)電壓越低或負載電流越大,，VD17的導通時間越短，V2的導通時間越長,，反之，電網(wǎng)電壓越高或負載電流越小,，VD5的整流電壓越高,，VD17的導通時間越長，V2的導通時間越短,。V1是過流保護管,，R5是V2 Ie的取樣電阻。當V2 Ie過大時,，R5上的電壓降使V1導通,，V2截止,，可有效消除開機瞬間的沖擊電流，同時對VD17的控制功能也是一種補償,。VD17以電壓取樣來控制V2的振蕩時間,，而V1是以電流取樣來控制V2振蕩時間的。
開關型手機充電器充電控制電路分析
如果是為鎳鎘,、鎳氫電池充電,，由于這類電池存在一定的記憶效應，需不定時對其進行放電,。SW1是鎳鎘,、鎳氫、鋰離子電池充電轉換開關,。SW1與精密基準電源SL431為運放LM324 ⑨提供兩個不同的精密基準源,，由SW1切換。在給鎳鎘,、鎳氫電池充電時,，LM324 ⑨腳的基準電壓約0.09V（空載）；在給鋰離子電池充電時,，LM324 ⑨腳的基準電壓約為0.08V（空載）,，這種設計是由這兩種類型電池特有的化學特性決定的。按下SW2,，V5基極瞬間得一低電平而導通,，可充電池上的殘余電壓通過V5的e c極在R17上放電，同時放電指示燈VD14點亮,。在按下SW2后會隨即釋放,，這時可充電池上的殘余電壓通過R16、R13分壓,，C9濾波后為V4的基極提供一個高電平,，V4導通，這相當于短接SW2,。隨著放電時間的延長,，可充電池上的殘余電壓也越來越低，當V4基極上的電壓不能維持其繼續(xù)導通時,，V4截止,，放電終止，充電器隨即轉入充電狀態(tài),。
由于鋰電不存在記憶效應,，當電池低于3V時便不能開機，其殘余電壓經(jīng)電阻R40,、R41分壓后得到2.53V送入運算放大器的同相端③,、⑤,、⑩腳，由于LM324 ⑨腳電壓在負載下始終為2.66V,，因此⑧腳輸出低電平,，V3導通，+9V電壓通過V3 e c極,、VD8向可充電池充電,。IC1 d在電容C6的作用下，{14}腳輸出的是脈沖信號,，由于IC1 ⑧腳為低電平,，因此VD12處于閃爍狀態(tài)，以指示電池正在充電,，對應容量為20％,。隨著充電時間的延長，可充電池上的電壓逐漸上升,。當R40,、R41的分壓值約等于2.58V時，即IC1 ③腳等于2.58V時,，IC1 ②腳經(jīng)電阻分壓后得2.57V,，其①腳輸出高電平（由于在充電時，IC1 ⑨腳電壓始終是2.66V,，V6導通,；反之在空載時，IC1 ⑨腳為0.08V,，V6截止）,，VD10、VD11點亮,，對應指示容量為40％,、60％。當R40,、R41的分壓值上升到2.63V時,，即IC1 ⑤腳等于2.63V，其⑥腳經(jīng)電阻分壓后得2.63V,，⑦腳輸出高電平,，VD9點亮，對應充電容量為80％,。只有IC1 ⑩腳電壓≥2.66V時，⑧腳才輸出高電平,，VD13點亮,，對應充電容量為100％,。即使VD13點亮時，VD12仍處于閃爍狀態(tài),，這表示電池仍未達到完全飽和,。只有IC1 ⑧腳電壓＞6.5V時，VD12才逐漸熄滅,，表示電池完全充至飽和,。
VD16在電路中起過充、過流保護作用,，VD8起反向保護作用,，避免充電器斷電后，電池反向放電,。
鋰離子電池所用的材料
說到這個鋰離子電池（一般我們所稱的鋰電池即鋰離子電池,，如果嚴格意義上來劃分，鋰電池包括鋰離子電池和鋰聚合物電池）呢,，先來簡單的介紹一下,，所謂鋰離子電池就是使用能夠吸藏•脫離鋰離子的碳材料作為負極活性物質的電池，鋰離子符號為 Li-ion ,。大家知道作為電池一般都是由正極,，負極，隔膜,，電解液等基本的元素組成,，那么鋰離子電池所用的這些材料一般是以下一些物質：
正極：鈷酸鋰（LiCoO2）、鎳酸鋰（LiNiO2）錳酸鋰（LiMn2O4）等,；
負極：人造石墨系列,、天然石墨系列、焦炭系列等等,；
隔膜：聚乙烯（PE）,、聚丙稀（PP）等組成的單層或者多層的微多孔薄膜,；
電解液：碳酸丙稀酯（PC）,、碳酸乙烯酯（EC）、二甲基碳酸酯（DMC）,、二乙基碳酸酯（DEC）,、甲基乙基碳酸酯（MEC）等組成的一元、二元或者三元的混合物
市場上所售的鋰離子電池大多是以鈷酸鋰為正極,，石墨系列為負極的電池,。
鋰離子電池的工作機理
鋰離子電池的工作機理是：電池充電時，正極材料中的鋰形成離子溶出，嵌入到負極改性石墨層中,；電池放電時,，鋰離子從石墨層中脫嵌，穿過隔離膜回填到正極鈷氧化鋰的層狀結構中,。隨充放電的進行鋰離子不斷的從正極和負極中嵌入和脫出,，所以也有人稱其為“搖椅電池”鋰離子電池單體的額定電壓為 3.6V,充電限制電壓為 4.2V，放電限制電壓為 2.5V ,。
鋰離子電池的充電過程
鋰離子電池的充電過程分為兩個步驟：先是恒流充電,，其電流恒定，電壓不斷升高,，當電壓充到 4.2V 的時候自動轉換為恒壓充電,，在恒壓充電時電壓恒定，電流是越來越小的直到充電電流小于預先設定值為止,，所以有人用直充對手機電池進行充電的時候明明電量顯示已經(jīng)滿格了,，可是還是顯示正在充電，其實這個時候的電壓已經(jīng)達到了 4.2V 所以電量顯示為滿格,，那時就是在進行恒壓充電過程,，那么有人也許會問，為什么要進行恒壓充電呢,，直接用恒流充到 4.2V 不就行了嗎,，其實很容易解釋，因為每一個電池都有一定的內(nèi)阻,，當用恒流進行充電到 4.2V 的時候,，這個 4.2V 其實并不是電池實際的電壓，而是電池的電壓加上電池內(nèi)阻上消耗的電壓之和,，如果電流很大那么在內(nèi)阻上消耗的電壓也就很大,，所以那是實際電池的電壓可能比 4.2V 小很多，所以要用恒壓充電過程,，把充電的電流慢慢降下來,，這樣電池的實際電壓就很接近 4.2V 。