基于多功能手機充電器的設(shè)計畢業(yè)論文設(shè)計

1、?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計（論文）題目：基于多功能手機充電器的設(shè)計所在系：電子工程系專業(yè)名稱：使用電子技術(shù)學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：宀 完成時間：2010年4 月10 日基于多功能手機充電器的設(shè)計I鄭州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 開題報告表課題名稱基于多功能手機充電器的設(shè)計指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)使用電子技術(shù)開題報告內(nèi)容：一、課題來源指導(dǎo)老師命題范圍內(nèi)選題二、設(shè)計目的隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，人們對其智能化方面也提出了更高的要求。實現(xiàn)多功能手機充電器對電池充電飽和后自動斷電。三、 設(shè)計要求1、能對任何國家任何品牌的手機充電；2、具有限流、限壓、限溫、防短路等多種保護功能；3、手

2、機電池充電達到飽和自動斷電四、設(shè)計思路1、對多功能手機充電器原理圖及接口進行理解和分析2、設(shè)計合適的外圍電路，進行原理分析，并利用仿真軟件進行仿真3、 利用Protel99se繪制原理圖并生成 PCB,進行合理布線4、根據(jù)系統(tǒng)需要，進行合理配置焊接，以便對外圍電路的工作進行控制5、對整個系統(tǒng)執(zhí)行整體調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，直到成功五、時間安排第一階段：2009年月10月28日前畢業(yè)設(shè)計（論文）題目上報指導(dǎo)老師第二階段：2009年月11月3日前接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及有關(guān)規(guī)定，收集資料、開始撰寫開題報告第三階段：2009年11月5日前上交開題報告，由指導(dǎo)老師審閱第四階段：2

3、009年11月30日前利用Protel99se 繪制原理圖并生成 PCB,完成 元器件的購買，收集資料，開始設(shè)計并撰寫論文，初稿完成第五階段：2009年12月1日至2010年1月30用不同方式和指導(dǎo)老師交流，溝 通畢業(yè)設(shè)計進展情況第六階段：2010年3月上旬完成并提交正式畢業(yè)設(shè)計成果指導(dǎo)教師簽名：日期：2009.10.28基于多功能手機充電器的設(shè)計鄭州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目基于多功能手機充電器的設(shè)計專業(yè)使用電子技術(shù)學(xué)號姓名主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容:(1) 編寫畢業(yè)設(shè)計論文；(2) 設(shè)計和制作基于多功能手機充電器的設(shè)計1. 原理圖分析和設(shè)計

4、；2. 元器件的選擇；3. 制作并調(diào)試實物基本要求 基本要求基本要求基本要求：1 理解多功能手機充電器的原理；2 能夠正確實現(xiàn)多功能手機充電器的設(shè)計及實現(xiàn)其功能;4. 使該電路使用到實際中主要參考主要參考主要參考主要參考：1、 多功能手機充電器的使用和研究；2、 多功能手機充電器的分析及使用.完成期限： 2010 年4月10號指導(dǎo)教師簽名：評審小組負責(zé)人簽名：2009 年10月28日基于多功能手機充電器的設(shè)計I基于多功能手機充電器的設(shè)計摘要：本設(shè)計隨著便攜式電子設(shè)備的普及和充電電池的廣泛使用，充電器的使 用也越來越廣泛，但其性能卻跟不上電池的發(fā)展要求，其電路設(shè)計存在較大的缺 陷。針對目前市售充

5、電器的技術(shù)缺陷，本文應(yīng)市場需求設(shè)計了一款多功能鋰離子 電池充電器。本多功能充電器具有檢測鋰離子電池的狀態(tài)；自動切換電路組態(tài)以 滿足充電電池的充電需要；充電器短路保護功能；以恒壓充電方式進入維護充電 模式；充電狀態(tài)顯示的功能。本文充分考慮了國內(nèi)外的設(shè)計方案，在設(shè)計中針對 市場需求，在功能上進行了適當(dāng)調(diào)整，以滿足用戶對高性價比的需要。功能適用、 價格低廉、電路簡化是本設(shè)計的重點。關(guān)鍵詞：維護充電方式；電路切換；智能充電；窗口檢測基于多功能手機充電器的設(shè)計II Based on the desig n of multi-fu ncti on mobilephone charger Abstract:

6、The design of portable electronic devices along with thepopularity andexte nsive use of rechargeable batteries, chargers use was also more widely, but itsperforma nee has not kept pace battery developme nt requireme nts, its circuit desig nthere is a big flaw.View of the curre nt commercially availa

7、ble charger tech ni caldefects, this paper is desig ned in resp onse to market dema nd for a multi-fu nctionallithium-ion battery charger.This multi-functional lithium-ionbattery charger with thedetect ion of the state; automatically switch the circuitcon figurati on to meet therechargeable battery

8、charg ing n eeds; charger short-circuitprotecti on function; to en terthe maintenance charge con sta nt voltage charg ing mode; charge status displayfunction. This full acco unt of the desig n of the program at home and abroad, in thedesig n for the market dema nd, in the functional on the appropria

9、te adjustme nts tomeet the n eeds of users cost-effective.Feature is available for low cost, circuitsimplification is the focus of this design. Key words: Maintenance charg ing mode; circuit switch ing; in tellige nt charge; window test目錄引言11. 概述21. 1電池的使用現(xiàn)狀21. 2多功能手機充電器的設(shè)計背景 32. 鋰離子電池特性 53. 1鋰離子電池多

10、功能充電器系統(tǒng)分析 63.1. 1鋰離子電池快速充電特性 62.1.2鋰離子電池快速充電狀態(tài) 74. 充電器的基本設(shè)計95. 1工作原理96. 2充電時間117. 3設(shè)計注意事項128. 結(jié)論13致謝14參考文獻15附錄1 16附表217基于多功能手機充電器的設(shè)計1引 言 隨著現(xiàn)代科技的日益發(fā)展，對手機的要求也日趨多功能化。而手機耗電量的 逐步增加，弓I起了人們的高度重視，這就使我們提高了對手機電池節(jié)能的要求。 另一方面，手機電池隨著手機體積的日漸縮小而變得越來越精小化。然而，電池供電技術(shù)卻并沒有隨之提高，這就使我們手機出現(xiàn)了待機時間日漸減短的問題， 從而，給一些經(jīng)常外出的人們在使用手機時帶來

11、了不少的麻煩。為解決這一問題， 許多人在購買手機時采用了雙電雙充的配置方案，以便用來解決手機耗電量大的 難題。當(dāng)然，這樣做也相應(yīng)提高了手機的購置成本，同時，在我們使用的時候也 并不像想象中的那樣方便，這使得我們外出時因為電池電量不足影響手機的正常 使用。針對這一現(xiàn)象，本文專門介紹了一種多功能的手機充電器，希望能夠為那 些經(jīng)常外出的朋友們解決這一難題，同時，帶給大家更多的方便！基于多功能手機充電器的設(shè)計9. 1 概述目前，市場上手機充電器種類繁多，但其中也有很多質(zhì)量低劣的不合格產(chǎn)品。在去年國家產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督部門的抽查結(jié)果中，將近40 %的廠家生產(chǎn)的充電器不合格。其主要問題出現(xiàn)在 ：和交流電網(wǎng)電源的

12、連接，電源端子騷擾電壓，輻 射騷擾場強和充電電壓幾個方面。另外，一些產(chǎn)品的低溫性能、額定容量、放電 性能、安全保護性能等方面存在質(zhì)量問題。這些質(zhì)量問題不僅會影響到手機的正 常使用，而且還會影響到手機的使用壽命，嚴重時還可能使消費者受到傷害?，F(xiàn) 在市場上出現(xiàn)了一些假冒偽劣手機便攜式充電器。這些充電器由于價格非常低， 攜帶方便，有許多消費者更愿意使用這些充電器來對手機電池進行充電。而實際 上劣質(zhì)充電器就是一個沒有安全保證的簡易變壓器，由于內(nèi)部缺少保護電路等安 全保證的零配件，因而重量較原裝品輕許多。由于現(xiàn)在的手機電池多采用鋰離子 電池或鎳氫電池作電芯，對充電器的電壓、電流特性及安全保護都有很高的技

13、術(shù) 要求，而那些假冒偽劣的充電器因其設(shè)計簡單，材料劣質(zhì)，加工粗糙，會對我們 的手機電池性能和壽命造成很大損害。所以，沒有保護電路的充電器，是不能保 證我們手機充電時電流的穩(wěn)定，從而會有燒壞電池甚至引發(fā)爆炸的危險。因此， 針對以上所述的各種情況，我們專門設(shè)計了一款安全可靠、攜帶方便、物美價廉 的多功能手機充電器，希望能夠為大家解決更多的實際問題！1.1電池的使用現(xiàn)狀在消費市場上鋰電池因其具有較高的能量重量比和能量體積比，無記憶效 應(yīng)，可重復(fù)充電次數(shù)多，使用壽命較長，價格日趨低廉等特點受到了不少 消費者的青睞。同樣它的這些特點促進了便攜式手機充電器轉(zhuǎn)向多功能手機充電 器的發(fā)展趨勢。鋰電池的不足之處

14、在于對充電器的要求和保護電路的要求比較苛刻。其要求的充電方式是恒流恒壓方式，為了有效利用電池的容量，我們需要將鋰離子電池基于多功能手 機充電器的設(shè)計3充電至最大電壓，但由于過壓充電會造成電池的損壞，這就要求有較高的控制精度（精度高于1 %）。另外，對于電壓過低的電池需要進行預(yù)充，當(dāng)充電終止時， 除檢測電壓外，還需采用其他的輔助方法來作為防止過充的后備措施，如檢測電 池溫度、限定充電時間，為電池提供附加保護等。由此可見，實現(xiàn)安全高效的充 電控制是成為鋰離子電池推廣和使用的瓶頸。對于鋰電池充電器的基本要求是在特定的充電電流和充電電壓下，來保證電 池的安全充電。同樣，增加其它的充電輔助功能是為了延長

15、其電池壽命簡，以便 進一步簡化充電器的操作。例如：給放電的電池使用涓流充電、電池電壓檢測、 輸入電流限制、充電完成后關(guān)斷充電器、電池部分放電后自動啟動充電等。當(dāng)然， 所有或者部分功能都可以在充電芯片中實現(xiàn)，同樣也可利用ASIC、分立器件或在微處理器的基礎(chǔ)上使用專門軟件來加以實現(xiàn)。1. 2多功能手機充電器的設(shè)計背景目前，所有手機充電器其實都是由一個穩(wěn)定電源（主要用來提供穩(wěn)定的工作 電壓和足夠的工作電流）以及必要的恒流、限壓、限時等控制電路構(gòu)成。而手機常用鋰離子電池充電器采用的是恒流限壓充電方式。由于每個品牌的鋰電池不可 能完全一樣，其內(nèi)部的芯片肯定會有一定的差別。而我們平日常用的萬能充同樣 是根

16、據(jù)自己的電板設(shè)計，來滿足部分消費者的需要。所以，有時候為我們手機電 池充電的時候，它顯示充電滿了，可是實際上和真正的飽和還差甚遠。從上可以 看出，我們所使用的萬能充不能提供恒流限壓充電限制，所以我們最好是少用甚 至不用。根據(jù)以上的各種事實論述和技術(shù)基礎(chǔ)，為本款多功能手機充電器提供了 更多的技術(shù)指標，從而能夠為我們的手機充電提供更多的便捷服務(wù)！（1）手機充電器市場需求情況及發(fā)展趨勢 1 ）當(dāng)前，手機充電器可分為單槽形狀和雙槽型兩種，而單槽形充電器正 在受到雙槽形的攻擊。雙槽形充電器除了具有慢速充電、快速充放電以及鎳鎘、鎳 氫鋰電池兼充的標準功能外，還有部分產(chǎn)品帶有自動溫度控制和電壓控制，嚴防 過

17、充等新功能，因而消費者應(yīng)普遍傾向于雙槽型充電器。2）隨著手機種類的日益增多，各種充電器因機型不同，電源端口的大小不基于多功能手機充 電器的設(shè)計4同，而不能互換使用，這樣也給消費者帶來了諸多不便。然而，標準型充電器是 指可以連接所有手機底端電源插座的充電器，并且生產(chǎn)的手機電源端口也應(yīng)為適 用于統(tǒng)一標準充電器的規(guī)格。這樣，消費者將不必在每次更換手機的同時去購買 新的充電器。由此可見，多功能手機充電器也應(yīng)該向便攜式、雙槽式方向發(fā)展。 同時，也應(yīng)該向標準化、通用化的方向發(fā)展。3 ）對于手機充電器的待機耗電量的降低同樣是多功能手機充電器設(shè)計過程 中的一個重要環(huán)節(jié)。相比于以前大眾化的手機充電器，該款將會在

18、各項多功能手 機充電器的功能更加的完善，同時，更進一步降低了本身的待機耗電量。4）現(xiàn)在市場上的大部分充電器，只是針對鋰電池或鎳氫電池進行充電。隨 著市場的發(fā)展，自動識別兩種電池而進行相應(yīng)充電的多功能充電器正在逐步占據(jù) 主流。它可以自動分辨鋰電池或鎳氫電池的座充能”（防止將鋰電池放電的錯誤動作）。同樣，好的充電器可以辨識出來是鋰電池還是鎳氫電池，因此不會做 放電動作；差的充電器則做不到這一點，這就會造成鋰電池壽命的折損?；诙喙δ苁謾C充電器的設(shè)計52. 鋰離子電池特性電子技術(shù)的不斷發(fā)展促進了各種電子產(chǎn)品向小型化的發(fā)展趨勢，如手機、數(shù)碼相機、筆記本電腦等電子產(chǎn)品的普及推廣。從而也促進了充電電源的小

19、型化。 金屬鋰是所有金屬中最輕，氧化還原電位最低，質(zhì)量能量密度最大的金屬離子， 這都推動了鋰離子電池的發(fā)展。另外由于人們環(huán)境保護意識的日益增強，對鉛、 鎘等重金屬的使用日益受到限制，這也推動了鋰離子電池的發(fā)展。以下是鋰離子電池的特性：1 ）工作電壓高 通常鋰離子電池的電壓為 3.7 V 。單體電池即可為 3 V的邏輯電路供電。對 于工作電壓較高的電子設(shè)備，鋰電池組同樣可以滿足其需求。2）體積小、重量輕、比能量高。通常鋰離子電池的比能量可達鎳鎘電池的2倍以上，和同容量鎳氫電池相比，體積可減少 30%，重量可降低50%，有利于便攜式電子設(shè)備小型輕量化。3）壽命長鋰離子電池采用碳負極，在充放電過程中

20、，碳負極不會生成金屬鋰，從而可 以避免電池因內(nèi)部金屬鋰短路而損壞。目前，鋰離子電池的壽命可達1200次以上，遠遠高于各類電池。4）安全快速充電鋰離子電池和金屬鋰電池不同，它的負極用特殊的碳電極代替金屬鋰電極， 因此允許快速充電。并可在兩小時內(nèi)充足電，而且安全性能大大提高。5）允許溫度范圍寬鋰離子電池具有優(yōu)良的高低溫放電性能，可在-20 C+60 C之間工作。高溫放電性能優(yōu)于其它各類電池。此外，鋰離子電池還具有自放電電流小、無記憶效 應(yīng)和無環(huán)境污染等優(yōu)點，綜合性能優(yōu)于鉛酸、鎳鎘、鎳氫和金屬鋰電池，被稱為 性能最好的電池。盡管鋰離子電池具有上述諸多優(yōu)點，但還是存在有如下的缺點：基于多功能手機充電器

21、的設(shè)計6和干電池?zé)o互換性。鋰離子電池雖然有電壓高的好處，但也有很難和干電 池互換的缺點。當(dāng)鋰電池放完電時，一般的想法是用干電池暫時取代，但由于這 兩者電壓不同，不能直接代換。 無法急速充電。鋰離子電池不能像鎳鎘電池那樣，用15分鐘急速充足電。鋰離子電池的充電方法是：最初以恒定電池充電，最后則以恒定電壓完成充電。這樣，充電時間約需 2小時，第一個小時可充入電池額定容量的80%左右。 內(nèi)部阻抗高。因為鋰離子電池的電解液為有機溶液，其電導(dǎo)率比鎳鎘電池、 鎳氫電池的水溶液電解液小得多。所以，鋰離子電池的內(nèi)部阻抗比鎳鎘電池或鎳 氫電池約大10倍。 工作電壓變化較大。電池放電到額定容量的80 %時，鎳鎘電

22、池的電壓變化很?。s1%），鋰離子電池的電壓變化很大（約 40%）。對電池供電的設(shè)備來說， 這是嚴重的缺點。但是由于鋰離子電池放電電壓變化比較大，很容易據(jù)此檢測出 電池的剩余電量。當(dāng)放電速率較大時，容量下降較大。鋰離子電池和鎳鎘電池容 量的減少量相當(dāng)。同其優(yōu)點相比，這些缺點不應(yīng)成為主要問題，特別是用于一些高科技、高附 加值的產(chǎn)品中。因此，鋰離子電池具有廣泛的使用價值，其經(jīng)濟價值相當(dāng)可觀！ 這些也促進了本款多功能手機充電器的完美設(shè)計。3. 1鋰離子電池多功能充電器系統(tǒng)分析3.1. 1鋰離子電池快速充電特性 1 ）恒流充電特性鋰離子電池由鋰離子移動產(chǎn)生氧化一弦原反應(yīng)，充電效率幾乎為100%。若繼續(xù)

23、進行恒流充電，充電電壓有可能超過使用電壓。原因是若超過一定電壓， 金屬鋰將盡快析出來并發(fā)生電解液的分解。2）充電電壓/電流特性本款多功能手機充電器在對完全放電的鋰電池進行恒流充電時，以充電量為參數(shù)，表示其電流和電壓之間的關(guān)系，即為充電電壓/電流特性。對于根據(jù)電壓基于多功能手機充電器的設(shè)計7決定充電電量的鋰離子電池，需要設(shè)定安全的最高電壓進行充電，適宜用恒壓充電方式。3）充電終期電壓的溫度特性電池的充電電壓一般為負溫度特性，因此需要對充電電壓進行補償。對于鋰 離子電池，完全充電電壓和安全使用的充電電壓有較大的差值，因此本款多功能 手機充電器不需要進行溫度補償。4）充電溫度和放電容量由于充電時的溫

24、度不同各種電池的充電效率是不同的。放電容量表示進行標 準的充電后的放電容量。鋰離子電池的電解液幾乎不發(fā)生分解，充電效率高，在 5 C45 Q溫度范圍內(nèi)進行充電時容量不會有較大差別。下面根據(jù)鋰離子電池的充 電特性，結(jié)合鋰離子電池快速充電狀態(tài)曲線，如圖1所示，對各個狀態(tài)分別加以說明。圖1中所標示的數(shù)據(jù)是根據(jù)多種市場產(chǎn)品總結(jié)得到的較為典型的值。圖1鋰離子電池快速充電狀態(tài)曲線圖2.1.2鋰離子電池快速充電狀態(tài)1 ）涓流充電狀態(tài)在該狀態(tài)下，本款多功能手機充電器檢測電池電壓是否較低，如果是則采用 涓流充電，即一個比較小的恒定電流對電池進行充電直至電池電壓上升到一個安 全值。恒流充電狀態(tài)涓流充電后，充電器轉(zhuǎn)

25、入恒流充電狀態(tài)。在該狀態(tài)下，充電 電流保持不變的較大的值，通常是涓流充電電流的10倍或更大。為了縮短充電時間，也可采用更高的速率在恒流充電和涓流充電狀態(tài)下進行充電。本款多功能基于多功能手 機充電器的設(shè)計8手機充電器也將連續(xù)監(jiān)控電池的電壓和溫度，并且可以采用以下兩種恒流充電終 止法，終止恒流充電。（1）電池最高電壓終止法當(dāng)單節(jié)鋰電池的電壓達到 4.2 V ，恒流充電狀態(tài)應(yīng)立即終止。（2）電池最高溫度終止法在恒流充電過程中，當(dāng)電池的溫度達到60 C時，恒流充電狀態(tài)應(yīng)立即終止。2）恒壓充電狀態(tài)恒流充電終止后，充電器立即轉(zhuǎn)入恒壓充電狀態(tài)。在該狀態(tài)下，充電電壓保 持恒定。因為鋰離子電池對充電電壓精度的要

26、求比較高，單節(jié)電池恒壓充電電壓 應(yīng)在規(guī)定值的土 1%L間變化，因此要求鋰離子電池充電器輸出電壓有較高的精 度。在恒壓充電過程中，本款多功能手機充電器連續(xù)監(jiān)控電池的電壓、溫度、充 電電流和充電時間。常用的恒壓充電終止方法有以下四種： 電池最高電壓：當(dāng)鋰離子電池的電壓達到4.2 V 時，恒壓充電狀態(tài)自動終止。 電池最高溫度：當(dāng)鋰離子電池的最高溫度達到60 t時，恒壓充電狀態(tài)自動終止。 最長充電時間：為了確保鋰離子電池安全充電，除了設(shè)定最高電壓和最高 溫度外，還應(yīng)設(shè)置最長恒壓充電時間。在溫度和電壓檢測失敗的情況下，可以保 證鋰電池安全充電。 最小充電電流：在恒壓充電過程中，鋰離子電池的充電電流逐漸減

27、小，當(dāng)充電電流下降到一定數(shù)值（通常為恒流充電電流的1/10 ）時，恒壓充電狀態(tài)自動終止。3）維護充電狀態(tài)電池充足電后，若電池仍插在充電器上，電池會由于自放電而損失電量。本 款多功能手機充電器應(yīng)以非常小的電流對電池充電或是監(jiān)測電池電位以備對電 池再充電，這種狀態(tài)稱為維護充電狀態(tài)?；诙喙δ苁謾C充電器的設(shè)計9 3 充電器的基本設(shè)計 3.1 工作原理 本款多功能手機充電器對鋰離子電池的充電過程分兩 個階段進行，首先用恒流充電到4.2V+0.05V, 即轉(zhuǎn)入4.2V+（-）0.05V 恒壓的第二階段充電，恒壓充電電 流會隨著時間的推移而逐漸降低,待充電電流降到0.1mA時，表明電池已沖到額定容量的93

28、%或者94%，此時即可以為基本充滿，如果繼續(xù)充下去，充電電流會慢慢降到0mA，電池完全充滿。恒流充電率為 0.1C/mA 到1.5C/mA。標準充電率 為0.5C/mA，約需2小時可將電池電壓（放電到 3.0V的電池）充到 4.2V，再轉(zhuǎn)入恒壓充1小時左右，即可結(jié)束充電。整個充電過程約需3小時，當(dāng)充電率為105C/mA時，第一階段的充電時間只約需1/2小時。（1）本款多功能手機充電器開關(guān)電源部分采用抑制振蕩型開關(guān)電源（如附錄1所示），它的簡單工作原理是把220V交流電整流濾波成峰值電壓 300V左右的三角波（濾波電容 C1不用），利用穩(wěn)壓器組成電平開關(guān)，控制開關(guān)管Q1的振蕩和停止。此開關(guān)電源初

29、級電流很小，Q1的C極反峰電壓也較低，因此可以使用Vceo大于300V的TO-92封裝的小型開關(guān)管，以縮小體積降低成本。1）開關(guān)電源部分Q1和開關(guān)變壓器組成間歇振蕩器。充電器加電后，220V市電經(jīng)D1半波整流后在Q1的C極上形成一個300V左右的直流電壓，經(jīng)過變壓器初級加到Q1的C極，同時該電壓還經(jīng)啟動電阻R2為Q1的B極提供一個偏置電壓。由于正反饋作用，Q1的IC迅速上升而飽和，在 Q1進入飽和期間，開關(guān)變壓器次級繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓使D2導(dǎo)通，向負載輸出一個約 9V左右的直流電壓。開關(guān)變壓器的反饋繞組產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖經(jīng) D3整流、C2濾波后產(chǎn)生一個和振蕩脈沖個數(shù)呈正比的直 流電壓。此電壓若超過

30、穩(wěn)壓管Z1的穩(wěn)壓值，Z1便導(dǎo)通，此負極性整流電壓便加在Q1的B極，使其迅速截止。Q1的截止時間和其輸出電壓呈反比。 Z1的導(dǎo)通/截止直接受電網(wǎng)電壓和負載的影響：電網(wǎng)電壓越低或負載電流越大，Z1的導(dǎo)通時間越短，Q1的導(dǎo)通時間越長，反之，電網(wǎng)電壓越高或負載電流越小，D3的整流基于多功能手機充電器的設(shè)計10電壓越高，Z1的導(dǎo)通時間越長，Q1的導(dǎo)通時間越短。2 ）充電部分手機電池殘留電壓（約3V）經(jīng)R17、R15分壓后，（1.3V ）加至IC （AE3102 ）腳，手機電池殘留電壓同時經(jīng)R16點亮LED1，經(jīng)LED1穩(wěn)壓后的電壓（1.8V）力口至IC腳，此電壓低于IC腳電壓，IC腳輸出低電平。此低電平

31、使 Q2導(dǎo)通，進行充電。R8 的作用是使LED1的穩(wěn)壓值更穩(wěn)定，LED1同時作電源指示。IC內(nèi)第H運放和腳的C5組成 振蕩電路。由腳輸出振蕩方波，通過 R12使LED2閃爍，指示充電。隨著電池電壓上升，當(dāng)經(jīng)R17、R15分壓后的（腳）電壓高于LED1的穩(wěn)壓（腳）電壓時，IC腳輸出高電平，使 Q2截止，并點亮LED3指示充 電結(jié)束。此時，LED2熄滅。D4是防止電池反接損壞電路； R18是過流保險電阻；R6是在充 電結(jié)束后進行小電流補充之用，說明書要求此時間約為0.5小時。3）多功能部分該款多功能手機充電器使用了方便的電池夾，其兩個電極可任意分開大小， 適應(yīng)多種手機鋰電。在該款多功能手機充電器的

32、另一個側(cè)面，有一個極性轉(zhuǎn)換開 關(guān)，只有電池極性和充電極性相符時，測試燈LED1才會點亮。（2）濾波整流正如文章中開關(guān)電源部分的解釋：開關(guān)變壓器的反饋繞組產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖經(jīng)D3整流、C2濾波后產(chǎn)生一個和振蕩脈沖個數(shù)呈正比的直流電壓。此電壓若超過穩(wěn)壓管Z1的穩(wěn)壓值，Z1便導(dǎo)通，此負極性整流電壓便加在Q1的B極，使其迅速截止。Q1的截止時間和其輸出電壓呈反比。Z1的導(dǎo)通/截止直接受電網(wǎng)電壓和負載的影響：電網(wǎng)電壓越低或負載電 流越大，Z1的導(dǎo)通時間越短，Q1的導(dǎo)通時間越長，反之，電網(wǎng)電壓越高或負載電流越小，D3的整流電壓越高，Z1的導(dǎo)通時間越長，Q1的導(dǎo)通時間越短。圖 2是濾波整流的簡化圖。 基于多功能

33、手機充電器的設(shè)計11如圖2濾波整流電路 3.2充電時間（1）對于便攜式電源系統(tǒng)中的充電器進行設(shè)計時，首先是決定充電時間。調(diào) 查該電源系統(tǒng)不使用的時間，若該時間足夠長，采用普通充電方式即可；若時間 較短，要采用快速充電方式。充電時間和充電方式有著密切的關(guān)系。對于鋰離子 電池采用恒流恒壓快速充電方式。（2）鋰離子電池的充電方式鋰離子電池的充電方式基本上采用恒流恒壓充電方式。充電的恒壓設(shè)定值隨負極9活性物質(zhì)的不同而異。鋰離子電池的容量和充電電壓有關(guān)，充電電壓越高，蓄積的電量也越多，實際上電池的容量增大了。然而，充電電壓增高，電解液進 行分解，在負極就會析出金屬鋰。為此，充電電壓的精度要控制在土 1%

34、A內(nèi)。由于充電電流不能太大，因此，用快速充電方式在1小時內(nèi)充滿電較困難，可用定時器采用以下的控制方式。1）總時間的控制方式每次都以一定時間進行充電，因此，不管放電狀態(tài)的深淺程度如何都是以這 種時間進行充電，單獨用這種方式不能進行良好的充電?？梢宰鳛楹推渌潆娍鼗诙喙δ苁?機充電器的設(shè)計12制備用的并用方式?？紤]到充電電流的大小和電池溫度，總的設(shè)定時間為310小時。2）電壓檢測+定時器方式這種方式是達到設(shè)定電壓后，。對于放電量淺的電池充電電壓上升快，可比總時間控 制方法提早完成充電，定時器設(shè)定時間為15小時。3）電流檢測+定時器方式這種方式是達到設(shè)定電流后，經(jīng)過由定時器設(shè)定的時間停止充電。電壓

35、檢測 和電流檢測只是檢測的電壓和電流不同，其考慮和使用方法完全相同。4）電流檢測方式這是以恒流恒壓充電，在恒壓范圍檢測出較低的0.1mA的電流時停止充電的方式，不會發(fā)生過充電。3.3設(shè)計注意事項1 ）過充電系統(tǒng)設(shè)計時最需要注意的問題是防止過充電，即鋰離子還原而金 屬鋰析出。為此，專門對該款多功能手機充電器采取了相應(yīng)措施。2）保護電路鋰離子電池有過充電的安全性和過放電時的電池劣化問題，這 要在電池和負載或和充電器之間增設(shè)保護電路。當(dāng)電池進入過充電或放電狀態(tài) 時，電池脫離外部電路。對于2節(jié)以上串聯(lián)的電池組，還需要對每節(jié)電池的電壓進行監(jiān)視。3 ）該款多功能手機充電器上限電壓即使電池中增設(shè)了保護電路對

36、電池采取 了安全措施，但還希望在充電器方設(shè)定上限電壓值，當(dāng)超出通常的充電電壓范圍 電路有輸出的雙重保護。4）充電溫度范圍在使用溫度范圍以外進行充電時，電池的功能會被破壞。 因此，在溫度過高時該款多功能手機充電器會立即采取自動斷電措施。5 ）避免大電流充電大電流充電時，金屬鋰要析出，因此，即使在充電初期 也必須以0.1C以下的電流充電?；诙喙δ苁謾C充電器的設(shè)計13 4 結(jié)論通過對該款多功能手機充電器的內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理以及控制充電器充 放電和實物參照的全過程的設(shè)計，達到了預(yù)期功能的基本要求。該款多功能手機 充電器能夠?qū)Χ喾N手機電池進行充電，尤其適合為目前市場上比較受到消費者青 睞的鋰電池進行充電。該款多功能手機充電器安全可靠、攜帶方便、環(huán)保節(jié)能、 物美價廉，希望能夠為大家解決更多的實際問題，得到更為廣泛的使用！提高是 有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭 腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng) 變能力，更強的溝通力和理解力?；诙喙δ苁謾C充電器的設(shè)計14致謝隨著論文寫作即將畫上一個圓滿的句號，在論文寫作的過程中，從論文的選 題到確定思路，從資料的搜集、提綱的擬定到內(nèi)容的寫作和修改，繼而諸多觀點