1.输入转换:配环电源
●电充电器:将220V/110V交流电(AC) 通过变压器或开关电源电路转换为低压直流电(DC) 。例如,手机充电器通常输出5V DC。
●USB充电器:直接利用USB接口的5V DC电源,无需额外转换。
●快充技术:通过动态调整电压和电流(如USB PD、QC协议),实现更高功率(如20V/5A= 100W)的快速充电。
2.电压/电流调节:匹配电池需求
●降压电路:使用DC-DC转换器(如Buck电路)将输入电压降至电池所需电压(如锂电池充电电压通常为4.2V)。
●恒流-恒压(CC-CV) 模式:
.恒流阶段:初期以最大电流快速充电,电池电压逐渐上升。
.恒压阶段:当电压接近电池上限时,自动降低电流,防止过充。
3.电池管理:安全与寿命保障
●电控制芯片:监测电池电压、电流和温度,动态调整输出参数。
●保护机制:
.过充保护:电压达到阈值时停止充电。
.过放保护:防止电池电压过低导致损坏。
.短路保护:检测异常电流时切断电路。
.温度控制:高温时暂停充电,避免热失控。
充电器的本质是能量转换与存储控制系统,其工作原理可分为三个阶段:
1.电能转换(有线充电器) :
●将220V交流电(AC) 通过整流滤波电路转化为直流电(DC) 。
。采用恒流(CC) 或恒压(CV) 模式控制输出:
。恒流充电:初始阶段以大电流快速充电(适用于电量严重不足的电池)。
。恒压充电:电量接近满时转为恒定电压,防止过充(如手机充电器后期涓流充电)。
。示例:电动车充电器通过DC电流反向输入电池,将电能转化为化学能存储。
2.无线充电原理(电磁能传输) :
●电磁感应:初级线圈通交流电→产性交变磁场-次级线圈感应电流(手机无线充电垫)。
●电磁共振:发射/接收线圈调至相同频率,实现中远距离高效输电(电动汽车无线充电)。
●射频识别(RFI) :低功率短距离传输,适用于物联网设备(如智能手表)。
3.能存储媒介(以蓄电池为例) :
●放电时:化学能一电能;
●充电时:电能-化学能(逆向反应)。