高效5V USB充电器：550mA输出，2.75瓦特功率

手机充电器的种类繁多，规格各异，长期以来因没有统一标准可循，不仅给广大用户带来许多不便，还造成极大浪费。据原信息产业部统计，每年售出或更换的手机充电器就有一亿多个，耗费十几亿人民币。为此，我国于2007年将手机充电器接口统一为USB接口标准。USB接口的电压为+5V，最大可提供500mA电流。采用该标准后，手机可直接通过计算机的USB接口进行充电。这不仅使手机充电更加便利，还能实现手机与计算机的数据交换。下面介绍一种符合USB接口电压标准的手机充电器，可在不具备计算机的情况下对带USB接口的手机进行恒压/恒流充电。

由LinkSwitch-Ⅱ系列产品LNK613D构成的5V、550mA（2.75W）USB充电器电路如图5-13所示。交流输入电压范围是85～265V，输出为+5V、550mA，最大输出功率为2.75W。它采用一次侧控制方式，省去了二次侧的控制电路和光耦合器。其恒压精度为±5%，恒流精度为±10%。在整个负载范围内的平均电源效率可达74%，空载功耗小于40mW。

图5-13 由LNK613D构成的5V、550mA（2.75W）USB充电器电路

R_F采用冷态电阻为8.2Ω的熔断电阻器，它不仅可代替熔丝管，在充电时还起到限流保护作用。交流输入电压首先经过VD₁～VD₄整流，再经过C₁和C₂滤波，获得直流高压。由C₁、C₂与L构成的π型EMI滤波器，能对串摸干扰进行衰减。R₁为阻尼电阻（可选件）。RCD型钳位保护电路由VD₅、R₂、R₃和C₃组成，用于限制漏感引起的尖峰电压。

输出整流管VD₇采用SS14型1A/40V肖特基二极管，C₇为输出滤波电容。由4.7V稳压管VD_Z和电阻R₈构成假负载，防止空载时输出电压升高。反馈电阻R₅和R₆用于设定最高工作频率与恒压阶段的输出电压。为提高输出电压和输出电流的调节精度，R₅和R₆应采用误差为1%的精密电阻。

该充电器的工作原理是在恒压阶段由开/关控制器进行调节，以跳过开关周期的方式使输出电压保持稳定。在轻载（对手机电池进行涓流充电）时，能降低极限电流以减小高频变压器的磁通密度，进而降低音频噪音和开关损耗。随着负载电流的增大，极限电流也增大，所跳过的开关周期越来越少。当不再跳过任何开关周期时，就意味着达到峰值功率点，LNK613D的开/关控制器就自动切换到恒流模式，且输出电压随负载电流的进一步增加而降低，输出电流则保持恒定，从而实现了恒流输出。(www.xing528.com)

设计要点：

（1）高频变压器采用EE16型磁心，一次绕组用ϕ0.13mm漆包线绕128匝。二次绕组采用规格为22的三层绝缘线绕7匝。偏置绕组用ϕ0.25mm的漆包线绕6匝。屏蔽绕组用ϕ0.29mm的漆包线绕23匝。一次绕组的电感量L_P=2.58mH（允许有±10%的误差），最大漏感量L_P0=130μH。最低谐振频率为500kHz。

（2）LNK613D通过旁路电容C₄获得自供偏压。对LNK613D而言，C₄的容量还决定输出引线压降的补偿值。通常情况下可选C₄=1μF，此时输出电压补偿系数为1.035。对于LinkSwitch-Ⅱ系列中的其他型号，可按表5-1来选择合适的旁路电容，以便实现对输出引线压降的最佳补偿。例如，假定手机充电器的输出引线电阻为300mΩ，输出500mA电流时会形成0.15V的压降，从而使输出电压降低0.15V。标称输出电压为5.0V，实际却变成4.85V，降低了3%。在这种情况下应选择C₄=1μF，输出电压补偿系数为1.035，经过补偿后将输出电压提高到4.85V×1.035=5.02V≈5.0V，与标称输出电压5.0V完全符合。

表5-1 旁路电容与输出电压补偿系数的对应关系