前阵子刚拆了两个充电器，看看里面的电路就知道了。鉴于网上有那么多不明真相的误导，很多网站甚至有文章说手机充电器没有变压器隔离。所以简单说说手机充电器的工作原理。
图1:开关式手机充电器拆卸图
以上是我手里的一个山寨充电器的拆解图。对，这是山寨充电器，5V1A，不是我10块钱买的。拆开后发现做工还可以。下面其他相关图片也不算太假。
山寨充电器的电路和正规的差不多。有些山寨充电器可能没有反馈和保护，使用的元器件质量很差或者只是简单的拆解零件。同事还有虚参数的问题。下面根据这个充电器的拆解图简单说一下原理。
为什么现在手机充电器可以做的这么小？
很多对电子学稍有了解的人都记得传统的大变压器，它是通过变压器一、二次绕组的匝数比来实现交流电压的转换，再通过桥式整流、稳压滤波甚至稳压芯片来实现恒压输出。
图2传统充电器和变压器
传统充电器的一个很大的问题就是变压器必须非常大，电能转化为磁能进行传输。为了传输足够的电能，需要更多的匝数来产生足够的磁能，从而完成大功率的电压转换。因此，所需的输出电流越大，变压器的尺寸就越大。
那为什么现在的充电器可以做的这么小？苹果的绿点充电器很迷你，是什么样的原理？这就是开关电源的优势。请参考图1中充电器的内部示意图。大部分充电器的基本原理都是一样的，我就用这个图统一解释一下。
首先，开关电源也有一个变压器，无论是手机充电器还是电脑开关电源，图中已经标明，那么为什么这个变压器相对于传统的变压器可以这么小呢？前面说过，配电室是通过电磁转换来传递能量的，电流转换成电磁能量主要有两个因素，即有意识线圈的匝数，但交流电的频率。由于市电的频率是固定的50Hz，传统的变压器为了传输更多的功率只能改变匝数，所以功率越大，变压器就越大。
开关电源通过提高变压器上交流电的频率，可以在满足功率要求的同时保持变压器体积小，非常符合现代电子设备的需求。所以现在的手机充电器还是有变压器的。区别在于高频变压器。同样的，输出端和220V电仍然是电磁隔离的。那些说开关式手机充电器和配电室没有直接电气连接的人，完全是误导。
通过以上分析，我们可以知道这种充电器的工作原理。200伏交流电被整流。图1中的山寨变压器用四个二极管组成桥式整流器(有的山寨只有一个二极管，半整流，二极管旁边的大功率电阻用来保护)。整流后得到高压直流电，通过开关管(多为三极管，如13003)的开通和关断，变成高频交流电。可以根据采样电压反馈控制开关管的开通和关断时间，从而保证恒定的电压输出。
一些较好的在副边的输出端也有反馈。如图1所示，一旦发现参考电压源(TL431)输出异常，可以通过光耦(通过光完成信号传输，但也没有电气连接)反馈到原边(高压侧)实现保护。
手机充电器危险的原因是什么？
简单分析后可以看出，正常使用下基本没有危险，那么可能会有哪些危险情况呢？
1、手机充电器小型化趋势非常明显。相对于传统的大头变压器，现在的充电器多采用开关电源，换成体积非常小的高频变压器，一些性能更好的充电器也有输出反馈，输出反馈多是通过光耦等器件。这里的值说明无论高频变压器还是光耦反馈是电磁隔离还是光隔离，都没有电气连接。即使变压器或其他元件烧坏，正常情况下，220V电源也不会连接手机。万一触电身亡，最有可能的情况是充电器进水短路。
2、充电器损坏最多两种情况。第一个是电容爆炸，动静都挺大的。因为是开关稳压，一旦这部分电路出现问题，电压异常，最直接的就是电容爆炸。第二种是变压器爆炸，多为负载引起。因为大部分充电器都是空的，大部分没有反馈和保护电路，变压器爆炸很常见。只要不被水破坏，这两种一般对人不会太危险。但是由于很多充电器的小型化，高压和低压非常接近，很多充电器没有足够的物理隔离。电容器爆炸的能量很容易导致内部元件错位、粘连，从而引发危险。
3、无论哪个品牌，大部分充电器都是国产的。充电器本身没有什么技术含量，制约它的最大因素就是成本。现在的虚标几乎是所有山寨充电器的共性。即使是淘宝上买的原装的，大多数情况下也很难买到正品。所以我一般买Palm惠普微软等过时产品的充电器，价格十几块钱，但就是一线产品的质量。我把其他充电器拆开方便拆卸，看看有没有。
4、不一定要买原装充电器，一定要买正规的。普通手机的电流输出必须超过1A，iPad等平板电脑的电流输出必须超过2A。大电流充电器可以用在小电流设备上，所以iPad 2A的充电器用在iPhone 1A等手机上是没有问题的。
5、电脑的USB输出只有500mA，所以现在的手机都有检测功能。通过检测USB D线和D线之间的电阻，可以判断是连接电脑还是USB。如果所有充电器都没有这个电阻，安卓手机的电池就会显示USB而不是交流电，影响充电速度。这需要注意。
好了，先总结这么多，希望能帮助到有需要的人。
标签：变压器充电器手机