中心議題：

• TH102手機充電器解決方案設計
• 與兩款手機充電器競爭方案的比較

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、開關功率管
• 采用光耦隔離反饋電路

概述
本文涉及TH102手機充電器解決方案設計技術細節，以及與兩款手機充電器競爭方案（POWER INTEGRATIONS INC的TNY264，ST的PIVer12A）的比較。

變換電路拓撲結構
TH102、TNY264、PIVer12A手機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。手機充電器電源輸入端串聯電阻（圖2，R1
；圖3

，R1
；圖5，RF1
；圖7，R1）為保險電阻
；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加強了高頻濾波），可以滿足EMC檢測；輸出濾波電路也采用CLC濾波電路
，保證較小的輸出紋波。
IC工藝
TH102采用雙極工藝，需外置開關功率管，但成本較低廉；TNY264和PIVer12A均采用先進的700V高壓MOS工藝，內置MOS開關功率管，但目前成本較高。

啟動電路
TH102需外置高阻電阻（圖2、圖3中R2）、開關功率管（圖2、圖3中Q1），在TH102的控製下完成啟動；TNY264和PIVer12A均采用內置可控高壓電流源供給啟動電流，工藝先進。

待機功耗或零負載功耗
TH102零負載功耗包括：高壓啟動電阻（圖2
、圖3中R2）靜態功耗，約30mW左右；開關功率管開關損耗
；磁複位損耗，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複位電路能降低損耗，但成本較高；開關變壓器開關損耗；TH102工作損耗；和輸出反饋損耗
；按圖2、圖3方案，零負載功耗小於0.3W，圖中D8在零負載和小負載時將增大開關周期，減小開關功率管開關損耗。

TNY264零負載功耗包括：內置MOS開關功率管開關損耗，由於MOS開關功率管開關速度比雙極開關功率管快，因而開關損耗也小；磁複位損耗，圖5采用齊納二極管磁複位電路（圖中D5
、VR1
、C3）；開關變壓器開關損耗；TNY264工作損耗；和輸出反饋損耗；由於TNY264每個開關周期均為最大輸出周期，因而在零負載和小負載時TNY264開關周期將變得很大，因而MOS開關功率管開關損耗減小，零負載功耗會很小
，但如反饋
、變壓器等設計不好
，紋波將增加
，或采用經濟的RCD電路時零負載功耗顯著增加。

PIVer12A零負載功耗包括：內置MOS開關功率管開關損耗；磁複位損耗，圖7采用齊納二極管磁複位電路；開關變壓器開關損耗
；PIVer12A工作損耗；和輸出反饋損耗。

盡管TH102方案待機功耗不如TNY264和PIVer12A
，但小於0.3W和低價位，具有更高的性價比。

輸出電壓基準和反饋
TH102采用穩壓管、光耦發光管（圖2中Z1、U3、RZ）為輸出電壓基準，RZ基於光耦發光管壓降為Z1提供基電流，改變該基電流（既改變RZ）可小幅改變Z1穩壓值，因此，若需較高精度輸出電壓可調校RZ
，調校RZ可采用成批穩壓管分為幾檔，每檔穩壓管對應一個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
，基準精度較高和無需調校。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采用穩壓管、光耦發射二極管為輸出電壓基準和光耦隔離反饋電路。

PIVer12A采用穩壓管、光耦發射二極管為輸出電壓基準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變壓器設計基本相似，而且價格也相當，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，退磁電壓設計還需顧及整流二極管耐壓；TH102變壓器設計，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。
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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，按參考設計其濾波電容的紋波電流基本相同
，如輸出5.5V@500mA則紋波電流略小於500mA
，輸出一次濾波電容應選擇能耐500mA的低ESR電解電容。

安全保護
TH102、TNY264、PIVer12A均有過載、短路等保護，但圖5和圖7還依然設有分立元件過載保護電路（圖5中U2、Q1、R3、R4
、R5、VR3、其中R5輸出電流檢測；圖7中T1
、R5
、R6、R7
、R8、C8
，其中R6、R7、R8輸出電流檢測）
，原因在於按TNY264
、PIVer12A內MOS開關功率管400mA的de能neng力li
，不bu是shi輸shu出chu電dian流liu遠yuan大da於yu需xu要yao電dian流liu就jiu是shi變bian壓ya器qi有you飽bao和he輸shu出chu隱yin患huan，而er且qie輸shu出chu電dian流liu越yue大da其qi輸shu出chu紋wen波bo電dian流liu也ye越yue大da，濾lv波bo電dian容rong將jiang承cheng受shou更geng大da的de紋wen波bo電dian流liu，因yin此ci需xu額e外wai設she置zhi電dian路lu加jia以yi保bao護hu。而erTH102通過IS功率管電流輸入端的電流檢測電阻（圖2、圖3中R3）和(he)防(fang)過(guo)載(zai)防(fang)飽(bao)和(he)技(ji)術(shu)較(jiao)嚴(yan)格(ge)地(di)限(xian)製(zhi)功(gong)率(lv)管(guan)和(he)變(bian)壓(ya)器(qi)電(dian)流(liu)，雖(sui)然(ran)隨(sui)著(zhe)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)和(he)輸(shu)出(chu)負(fu)載(zai)的(de)變(bian)化(hua)，最(zui)大(da)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)相(xiang)對(dui)較(jiao)寬(kuan)，但(dan)最(zui)大(da)輸(shu)出(chu)紋(wen)波(bo)電(dian)流(liu)確(que)比(bi)較(jiao)穩(wen)定(ding)，完(wan)全(quan)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)手(shou)機(ji)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)安(an)全(quan)
；如因手機要求確需較嚴格的輸出電流限製，可以采用圖5和圖7中保護電路。
應用指南：某款充電器部品清單，輸出5.5V  手機充電器開關變壓器繞製（5.5V輸出)

 

注：主繞組電感，4mH±10% ；飛線1、飛線2線頭長15mm
，並有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；安規要求：3700Vac,1mA。