手机充电器(USB电源适配器)的输出电压只有5V,并且是隔离输出,因此正常情况下,它是非常安全的,并不会对人造成伤害。
这个问题具体解释起来,就说来话长了,首先要简单了解手机充电器的电路结构。
由于手机外壳本身并没有与内部电路进行可靠绝缘,因此要求其电源适配器必须是隔离输出,也就是输出端与输入端之间不能形成电流回路。
现在几乎所有的手机充电器都使用单端反激式开关电源来降压,这种电源电路本身使用变压器进行电压变换,同时,变压器也起着隔离电路的作用,能量通过变压器原边绕组转化为磁场,储存在磁芯中,磁场中的能量通过副边绕组重新转化为电能,这个过程中副边与原边是没有电路连接的,副边与原边自然不能形成电流回路。
所以尽管一次侧(变压器原边)带有危险电压,二次侧(变压器副边)却是很安全的。
在电路的设计中,跨接一次侧与二次侧的元件通常只有3个:变压器、光耦、Y电容(很多山寨产品没有这个元件),变压器的作用刚刚介绍过了;
光耦是一种隔离耦合信号的元件,二次侧输出电压取样后的误差信号通过光耦隔离传输回一次侧,用于稳定输出电压;
Y电容(冷热地耦合电容)用于降低电路的共模干扰。
这三个元件的绝缘要求都很高,它们中的任意一个一旦击穿短路,将二次侧与一次侧连接到一起,就会是二次侧对地带有很高的电压,给使用者带来致命危险。
作为一个合格的产品,变压器各绕组之间需要有足够多的可靠的绝缘材料隔绝,将变压器绕组间绝缘击穿的风险降至最低;
合格的光耦输入端与输出端之间可以承受kV级别的高压脉冲而不会击穿;
Y电容更是有着严格的要求和规定,必须使用经过安规认证的专用Y电容而不可使用普通电容器代替。
一次侧与二次侧之间在电路板布局上也至少预留5mm的爬电距离,防止电路板上一次侧与二次侧之间绝缘击穿。
这些都是针对合格产品而言的,很多山寨产品的质量则非常让人担心。