在當今電子設備無處不在的時代，電源技術作為其背后的“能量支柱”，扮演著至關重要的角色。而反激電源和充電器作為其中的常見類型，其設計與工作原理蘊含著諸多精妙之處。本文將帶你深入探索反激電源的進階知識以及充電器的基礎認知，揭開它們神秘的面紗，一窺其高效運作的奧秘。
交流電（AC）與直流電（DC）的轉換是電源工作的第一步，也是最關鍵的一步。在這一過程中，各種元器件協(xié)同作戰(zhàn)，確保電能能夠以合適的形態(tài)被設備所利用。圖1展示了AC/DC轉換的基本電路架構，從輸入的交流電到最終穩(wěn)定的直流輸出，每一步都離不開精準的電路設計與元器件的配合。
在電源設計中，保護電路和電磁干擾（EMI）抑制部分雖不直接參與電能轉換，但卻是保障設備安全穩(wěn)定運行的“守護者”。
保險絲是電路安全的關鍵部件。當電流過大或電路發(fā)生短路等異常情況時，保險絲能夠及時切斷電路，防止電流對電路元件造成損害，從而降低火災等安全隱患的發(fā)生概率。
當電源出現(xiàn)異常電壓時，壓敏電阻能夠迅速響應。它通過非線性伏安特性對電壓進行鉗位，吸收多余的電流，保護電路中的敏感器件免受損壞。
開機瞬間，濾波電容的充電會產生很大的突波電流，這種電流可能超過上百安培，具有很大危害性。NTC熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而降低，它可以通過減小阻抗來抑制開機瞬間的浪涌電流，確保電源的安全啟動。
X電容能夠吸收EMI電路的高壓脈沖，防止異常電壓或電流對電路元件造成損害。而放電電阻則確保電容器在需要時能夠迅速放電，避免電擊等危險情況的發(fā)生
光耦反饋是反激電源中實現(xiàn)精確電壓控制的核心部分。圖2展示了光耦反饋的電路結構。
Vout的計算公式如下:
TL431會把R2上方電壓Vref穩(wěn)定在2.5V。假設Vout是5V，那么R1兩端承受的電壓為2.5V，從而可以得出R1與R2的比值為1:1。
當輸出電壓變高時，R2上的電壓Vref高于2.5V，導致流經TL431的電流變大，光耦PC817的燈變亮。這使得晶體管阻值變小，CR6885的FB端電壓變?。‵B內部有一個電阻），進而GATE輸出的占空比變小，使電壓穩(wěn)定在5V
電壓電流控制部分是電源設計中實現(xiàn)靈活輸出的關鍵。圖4展示了電壓電流控制的電路結構。
如果V_CTRL輸出高電平，就可以打開三極管，讓R5和R6并聯(lián)，從而將輸出電壓進行抬升。如果V_CTRL輸出PWM信號，就可以動態(tài)地調節(jié)輸出的電壓。
在電流控制方面，光耦的導通強度由電壓環(huán)和電流環(huán)共同決定。I_CTRL輸出電壓與電流采樣電阻的電壓進行比較。當I_CTRL大于I_SENSE時，也就是輸出電流還沒到設定的電流時，比較器輸出高電平，相當于二極管不導通，電流環(huán)不起作用，而是由電壓環(huán)控制。
當I_CTRL小于I_SENSE時，也就是輸出電流大于設定的電流時，比較器輸出低電平，二極管導通，電流環(huán)起主導作用。這會導致流經TL431的電流變大，光耦PC817的燈變亮，晶體管阻值變小，CR6885的FB端電壓變小，GATE輸出的占空比變小，抑制輸出電流的增大，使電流保持在設定的值
圖4：電壓電流控制電路
在充電器設計中，恒流（CC）模式和恒壓（CV）模式是兩種常見的工作模式，它們共同決定了充電過程的效率與安全性。
假設充電器輸出電壓為21V，設定的最大輸出電流為2A。如果充電器此時來充18V，2Ah的電池包，開始充電時，充電器的輸出電壓并不是21V，而是比18V大一點，可能是18.5V。
在CV模式下，輸出電壓等于電壓設定值，輸出電流由負載決定；在CC模式下，輸出電流等于電流設定值，電壓由負載決定。也就是說，CV和CC模式，由負載和電源共同決定。
輕載時，充電器未插入電池包，此時電流環(huán)不動作，電壓環(huán)起主導作用，電壓環(huán)抑制了電壓的上升，使得輸出電壓恒定。
18V電池包剛插入時，此時充電器為重載（CC 2A，也就是輸出電流保持在設定的最大值），此時電壓環(huán)不動作，因為輸出電壓一直小于21V。如果此時沒有電流環(huán)來控制，充電器的輸出電壓會被電池包拉低（相當于兩個電容并聯(lián)），輸出電流瞬間可能極大，這不是理想的充電過程.
圖5：CC模式與CV模式示意圖
適配器一般是需要保持CV模式輸出的，也就是說適配器是沒有電流環(huán)的，電流理論上可以很大，但也不能無限大。
電源芯片有過流保護，當電流超過一定值且持續(xù)一段時間時，電源芯片會產生一個保護的動作，防止電流持續(xù)增大而對設備進行損壞
