【技术】解析常用手机充电器及变压器的工作原理

时间： 2023-08-03 来源：普奥电子官网

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本文中普奥电子将为大家解析常用手机充电器及变压器的工作原理。

这是开关电源的原理：先把频率低的（50Hz）的交流整流为直流，然后用场效应管（相当于轮流开关的开关）把这个直流开关成高频（几十kHz）的交流信号，然后通过变压器变压，再整流成直流。这样的目的是为了减小磁性元件即变压器的尺寸。220交流整流，然后用振荡电路起振（多数是自激的），成为几十千赫兹的高频信号，然后通过隔离的高频小变压器变压为几伏的低压高频，进行滤波、稳压然后输出5-6伏的直流（按手机分）给手机充电。类似于小的开关电源，同比工频变压器（很重的那种铁芯变压器）效率高、重量轻。

现在的手机充电器多采用锂离子电池，说到这个锂离子电池呢，先来简单的介绍一下，所谓锂离子电池就是使用能够吸藏、脱离锂离子的碳材料作为负极活性物质的电池，锂离子符号为Li-ion。电池一般都是由正极，负极，隔膜，电解液等基本的元素组成。

锂离子电池的充电过程分为两个步骤：先是恒流充电，其电流恒定，电压不断升高，当电压充到4.2V的时候自动转换为恒压充电，在恒压充电时电压恒定，电流是越来越小的直到充电电流小于预先设定值为止，所以有人用直充对手机电池进行充电的时候明明电量显示已经满格了，可是还是显示正在充电，其实这个时候的电压已经达到了4.2V所以电量显示为满格，那时就是在进行恒压充电过程。

为什么要进行恒压充电呢，直接用恒流充到4.2V不就行了吗，其实很容易解释，因为每一个电池都有一定的内阻，当用恒流进行充电到4.2V的时候，这个4.2V其实并不是电池实际的电压，而是电池的电压加上电池内阻上消耗的电压之和，如果电流很大那么在内阻上消耗的电压也就很大，所以那是实际电池的电压可能比4.2V小很多，所以要用恒压充电过程，把充电的电流慢慢降下来，这样电池的实际电压就很接近4.2V。

手机充电时，充电器先将220V交流电通过整流电路变成高压直流电，然后再通过开关管变成高频高压脉冲，之后再通过变压器变成低压脉冲，低压的具体数值取决于被充电设备需要的电压。最后，低压脉冲经过整流、稳压电路，变成相应的直流电。也就是说，从220V交流电到5V直流电的过程主要会经过整流电路、变压器、稳压电路等，充电器只是改变了电能的形态而已。

一般情况下，通过人体的直流电电压只有超过36伏才会造成伤害，正常工作时的手机充电器，即使手机外壳漏电，5伏以下的输出电压是不会对人造成伤害的。但是，如果手机用户使用的是劣质充电器，存在变压器线圈材料差、偷工减料、材料绝缘性差等问题，再加上外部使用环境潮湿等不利因素，手机充电很有可能出现安全隐患。

据悉，中国对影响消费者安全的产品实施CCC认证制度。手机充电器虽小，但质量好坏关乎生命财产安全，特别是边充电边使用时。购买手机充电器等电源产品时，还是要认准CCC标识。

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