手机充电器的防漏电解决措施

2015-03-17姜培生陈玉伟

通信电源技术 2015年3期

姜培生，陈玉伟

（1.青岛华通国有资本运营（集团）有限责任公司，山东青岛266071；2.青岛航天半导体研究所有限公司，山东青岛266071）

0 引言

手机现已成为大众生活中不可或缺的必备工具，特别是智能手机的出现更是极大的改变了人们的生活、娱乐乃至工作的方式，无论是学生、上班族、还是已经退休的老人，人人都在不同时刻使用着手机，可以说手机是与人们的生活及工作息息相关的物品。但是，大多数人并不清楚自己的充电器是否安全，为什么使用充电器充电时会发生不安全事故。

充电器是手机的必备附件，正常情况下，使用无故障且性能完好的充电器给手机充电是安全的，不会发生人被电击的事故。但实际情况是，用漏电的充电器给手机充电是有可能发生致使人遭受电击受伤乃至死亡事故的。另外，在雷雨天使用正在充电的手机时，即便充电器不存在漏电，由于市电感应接收了雷电，不仅可能会使手机被雷击，也可能对人体造成伤害。因此，如何解决此类问题已是涉及手机不被损坏及在使用手机时确保人身安全的重大前提。尽管发生了诸多的手机充电时的不安全事故，但业界并没有相应的防漏电充电器产品出现，本文提出一种充电器防漏电及防雷击的解决措施。

1 手机充电时致人电击或雷击的原因

从以往发生的由于充电时拨打手机电话造成的人被电击致伤亡的情况看，此时手机及充电器都还能使用。充电器发生漏电时，其输出端正极和负极之间的电压仍然是原来的输出电压（如5 VDC），而输出端的任一端（正极或负极）对大地的电压将是高电压，当用已漏电的充电器给手机充电且拨打电话时，充电器泄漏的高电压就有可能透过手机壳（特别是金属壳）流过人体（形成电流）入大地而致人伤亡；当用漏电的充电器充电、且在雷雨天使用时，雷电通过市电网感应到充电器，而这时去接打电话，人体就充当了雷电对大地的泄漏通路致使遭受雷击。尽管有的充电器电路中加入了压敏电阻防雷击元件，但压敏元件存在参数的分散性、可靠性问题，手机充电器或手机被雷击损坏的情况还是时有发生。

2 手机充电器的相关试验

笔者做了如下的试验，将220 VAC的L端（火线）连接到充电器输出电压（5 VDC）端的任一端（正端或负端），然后用数字万用表的交流电压档分别测量充电器输出（5 VDC）端的正端和负端对大地的电压，得到的结果均为220 VAC；再用数字万用表的直流电压档测量充电器的输出端（正端和负端之间）电压仍然是5 VDC，可以照常给手机充电；如果人体不去与正在充电的手机接触（接、打电话）的话会相安无事。但是，如果手机是金属边框或是金属壳时，这时去接打电话时将是非常可怕的，就如同用手握着220 VAC的火线（裸线），当然这也不一定能发生人体被电击的事情，还取决于人体与大地的绝缘强度。如果穿的鞋子与大地之间绝缘良好（绝缘胶鞋），人体不与暖气管、自来水管相接触，也不会发生触电事故；如若人体与大地绝缘不好，就很有可能发生被电击伤亡的情况。

笔者也测试了不同厂家的充电器，其中不乏某些著名品牌厂家的充电器，其输出端的漏电压（或交流感应电压）最大的有90VAC（能正常工作），超过了36VAC（安全电压），这也是使用正在充电手机的人接听电话时手指发麻、耳朵会感觉刺痛（某著名品牌的手机）的原因，只有个别的充电器无漏电（或交流感应电压）现象。现实的情况是，手机厂家的充电器质量参差不齐，无论哪家都无法保证绝对不会发生漏电的情况，一旦发生漏电就有可能发生惨痛的事件。工信部行业标准《YDT1591-2009移动通信终端电源适配器及充电／数据接口技术要求和测试方法》，也未对手机充电器的漏电压（或交流感应电压）提出测试要求。

3 手机充电器的防漏电措施

为了解决充电器漏电的问题，笔者采取了将充电器输出端（5VDC）的负极接地的方案。具体是将充电器接市电的插头由二芯改为三芯，其中三芯插头的PE端（接地端）、L及N端与带有接地的220VAC市电插座相连，充电器包括带有三芯插头的塑料外壳及交、直流转换电路。充电器塑料外壳里面三芯插头的L、N端与交、直流转换电路的整流电桥电路相连，三芯插头的PE端（接地端）与直流稳压电路的输出端负极相连。充电器外形如图1所示，电路连接框图如图2所示。

图1 充电器外形

图2 电路连接框图

如图2所示，将三芯插头的PE端（接地端）与直流稳压电路的输出端负极相连，为充电器产生漏电时提供了电流泄漏通路。当使用的充电器被220VAC的火线直接连在了充电器（漏电的极端情况下）上，这时给手机充电就会发生220VAC短路，使市电的空气开关过载而断开，可避免人体遭受电击。一般情况下，用该充电器给手机充电时，充电器的漏电（交流感应电压）直接流入大地，使充电器的输出电压中无交流感应电压，可正常安全的充电，即便这时接打电话也不会有麻或刺痛的感觉。该充电器在雷雨天使用时，若充电器端感应到雷电，由于自身的输出端有接地线而直接将雷电泄漏到大地，从而可避免手机充电时拨打电话产生漏电而致使人身伤害，以及在雷雨天给手机充电会损坏手机的问题，可大大减少使用手机时的不安全因素、降低经济损失。