三星USB手机充电器ETA0U71XBE（港版）测试分析

杨耿国

（中山市技师学院，广东中山，528403）

三星USB手机充电器ETA0U71XBE（港版）测试分析

杨耿国

（中山市技师学院，广东中山，528403）

分析了三星USB手机充电器ETA0U71XBE（港版）的稳压模块、充电保护模块、充电控制模块工作特性,阐述了电路的工作原理,实际测试该充电器工作电流。

手机充电器；港版；测试分析

0 引言

三星USB手机充电器ETA0U71XBE（港版）,产品规格：输入AC100～240V，50Hz/60Hz，0.15A（MAX）；输出5.0V@1A。

如图1所示是ETA0U71XBE的电路原理图，该电路采用初级（原边）反馈控制器1R8I。这个芯片是超小型SOT-23-6封装，顶部有一行标记为“1R8I”。网上找不到IC的生产厂家及内部功能框图），笔者根据芯片外接电路及工作原理，在比较了华为与苹果充电器所用控制IC的基础上，推测1R8I各引脚的大致功能。

这个电路与华为充电器HW-050200C3W有许多相似之处，特别是次级侧电路。不同之处之一是控制器与开关管的型号；不同之二是1R8I内部没有高压电流源，1R8I通过控制外部高压晶体管给IC供电启动。

1 电路分析

初始上电时，直流高压经R1加到高压晶体管Q2集电极（Q2是内含有阻尼电阻的晶体管），经内部集电极与基极之间的偏置电阻给Q2提供基极电流，Q2导通，直流高压（DC160V是AC110供电时测得）经R1给电容C7充电。此时，IC1的3脚处于高阻状态。当VDD（1脚）电压上升到约10.8V时，IC1的6脚（Dr）输出PWM脉冲控制Q1开关工作，随后辅助绕组输出脉冲电压，经D7整流给C7充电。随后，IC1的3脚电压跳变为零，Q2关断。正常工作时R1的压降为32V（=160V-128V），因此通过R1的电流非常微小，不可能维持IC1正常工作，这是辅助绕组接替直流高压给IC1供电，VDD（1脚）电压约为8.24V。

开关管Q1的型号是BTN3020（Inpower Semiconductor Co., Ltd出品，IPS公司是一家专业功率半导体产品设计公司,其产品主要应用于功率管理领域），其内部为NPN与PNP管的组合结构，直流电流放大倍数在15～35倍；集电极-基极间击穿电压UCEO高达800V，集电极-发射极间击穿电压UCEO为450V。

Q1的发射极所接电阻RS是电流检测电阻（贴片0805封装）。因为PWM占空比愈大，通过RS的三角波电流愈大，则IC1的4脚CS检测的电压愈高。1R8I通过检测4脚的峰值电压，确定次级输出给负载的电流大小。

IC1的2脚VS取样初级反馈采样电阻是R5和R6//R7（≈R7）分压电压。R5是定制（非标）电阻，参数19.5k为实测值；R5与R6//R7（≈R7）比值确定输出电压约为5V。若减小R5，则采样电压变高，输出电压降低，反之亦反。

另外，实际测试发现，无论怎么调整数字示波器的同步触发电平，均无法锁定波形，这说明1R8I在抖频模式工作，为了降低开关电源的电磁干扰（EMI）。充电器负载充电宝时，笔者把D5改为47kΩ电阻,开关管Q1集电极开关频率约为66.97kHz，Q1关断时，不计尖峰脉冲，Q1的集电极电压约为240V。

下面通过测试1R8I的工作波形，分析它的工作特性。

（1）测量“VDD电压究竟上升到多少伏时Dr（6脚）才输出PWM脉冲”？

为了测量“VDD电压究竟上升到多少伏时Dr（6脚）才输出PWM脉冲”，笔者干脆把Q2去掉，用稳压电源给IC1的VDD供电。

先给充电器带上充电宝，然后接通市电电源，从零到大调节稳压电源的输出电压，当电压达到10.8V时示波器检测到Dr（6脚）开始输出PWM，即1R8I开启工作电压为10.8V。

在测试过程中发现一个有趣的现象：当从零到大调节稳压电源的输出时，HV（3脚）的电压随VDD的上升而上升，但前者一直低于后者，且随着电压的升高而增大，到1R8I开启工作之前，二者差值达到0.8V。在1R8I开启之后，HV的电压立即跳变为零。

随后，反向调节稳压电源的输出电压，当电压下降到7.7V时，稳压电源的电压指针不再减小，这是因为开关电源工作以后，辅助绕组的整流电压把VDD稳定在7.7V上，不再随稳压电源输出的降低而降低。此时关掉稳压源，充电器仍然正常工作，输出电压仍然为5.1V。

图1 充电器ETA0U71XBE（港版）电路原理图

（2）断电短时间歇工作

当断开市电时，直流母线上的高压（160V）随着1R8I继续输出PWM控制Q1开关振荡、向次级侧输出能量而下降，辅助绕组的整流电压也下降，当VDD电压下降到4V时，HV（3脚）由0跳变为高电平（约3.6V），Q1导通，直流高压（此时电压已经下降了）经R1、Q1给C7充电，当VDD电压上升到11.2V时，HV（3脚）由高电平（约10V）跳变为0，Q2关断。此时，1R8I又会输出PWM脉冲，但因辅助绕组不能给1R8I提供足够的电能，VDD电压逐渐下降，达到4V时HV（3脚）又跳变为高电平，Q1导通。

电源断开初时直流母线电压比较高，HV（3脚）由高电平跳变为0时（对应VDD下降周期），1R8I输出一段占空比较小的PWM。这期间，Q1集电极脉冲的幅度较高。由于1R8I输出“占空比较小的PWM”的过程持续时间短，“不输出PWM”的过程持续时间长，因此Q1是间歇向负载输送能量。随着直流母线电压的下降，1R8I输出PWM的占空比逐渐加大，这期间，Q1集电极脉冲幅度较低。虽然占空比很大，但电源电压较低，故输出能量很小。当直流母线电压大约在17V以上，HV（3脚）会间歇输出高电平使Q2导通，给1R8I供电工作（据笔者观察，这个过程大约会持续45s左右）。这种断电后间歇工作的目的是把电容的存储的高压释放，防止电击。 当直流母线电压（大约）在17V以下，由1R8I内部电路把C1、C2存储的电能消耗掉。

2 结语

可以想象：若在高压电容两端并联一个几十～几百千欧姆的电阻，当电源切断后，由电阻给高压电容放电，1R8I的这种间歇放电过程会很短，可以忽略不计。之所以没有在高压电容两端并联电阻，可能是三星公司出于节能的考虑。

为了测试输出电流，笔者把三星充电器输出用0.1Ω电阻串联，给充电宝充电，测得0.1Ω电阻两端的压降88.6mV，可知充电器的输出电流约为886mA。

[1]付植桐.电子技术（第二版）[M].北京：高等教育出版社,2003.

[2]林钢．常用电子元器件［M］.北京：机械工业出版社,2004.

[3]陆绮荣.电子测量技术［M］.北京：电子工业出版社.2007.

[4]李良荣.EWB9电子设计技术［M］.机械工业出版社,2007.

Samsung USB mobile phone charger ETA0U71XBE (HK Version) test analysis

Yang Gengguo
(Zhongshan Technician College, Zhongshan Guangdong, 528403)

Analysis of the Samsung USB phone charger ETA0U71XBE (HK Version) of the voltage regulator module, charging protection module, charging control module work characteristics, describes the working principle of the circuit, the test of the working current of the charger.

mobile phone charge；Hong Kong version; test analysis