智能手机充电器的设计与研究

绪论

1项目研究背景

随着电子技术的不断发展，便携式设备不断涌现，丰富和方便了人们的生活。现在，移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式设备已经成为人们生活的一部分，而且有着更为广阔的市场前景和发展空间。今后，还会有更多的便携式设备出现。便携式设备的发展，对电池产业提出了更高的要求。低成本、高能量密度、高电压、轻型化、使用温度宽、循环寿命长、安全性好的全新的绿色电池，特别是可重复使用的可充电电池备受关注[1]。

目前，市场上的电池品种繁多，按电池的应用范围可分为专用电池（如各种手机锂电池，笔记本电脑锂电池）和通用电池（如各种电动玩具所用的镍氢电池），也可按电池是否循环使用分为不可充电电池（如各种酸性锰锌化学电池）和可充电电池（如镍镉，镍氢电池以及铅蓄电池）。不可充电电池，（特别是含有重金属汞的电池），由于对环境的污染而遭到普遍的批评，各电池生产厂商把业务的重点转移到可充电电池上，这样可充电电池的充电问题就成了当前各生产厂商首先要解决的问题。然而大多数设备中的电池,只能使用专用的充电器,而且普通的充电器大多充电时间长,无法判断其充电参数和剩余的充电时间。

电子技术的快速发展使得各种各样的电子产品都朝着便携式和小型轻量化的方向发展，也使得更多的电气化产品采用基于电池的供电系统。目前，较多使用的电池有镍镉（Ni- Cd）电池、镍氢（Ni-Mh）电池、锂离子（Li-Ion）及铅酸电池（Lead-acid）。它们的各自特点决定了它们将在相当长的时期内共存发展。由于不同类型电池的充电特性不同，通常对不同类型，甚至不同电压、容量等级的电池使用不同的充电器，但这在实际使用中有诸多不便。现在，我国市场上的充电器普遍存在以下问题:

(1)不具备对智能电池的充电功能，扩展性差;

(2)故障率高，而且维修困难，影响便携式设备的正常工作;

(3)对同类电池充电缺乏自适应性，充电控制策略落伍，导致了电池的寿命短、效率低和可维护性差;

开题报告

电气工程及其自动化

基于Multisim10.0的电子电路虚拟仿真——手机充电器设计仿真

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

每部手机都要配备专用充电器，有这个必要吗?2005年我国手机市场全年销售量突破了8800

万部，绝大多数买主是更新手机。随着8800万部手机同时售出8800万个充电器，而一些充电器买

回家就成了摆设。生产充电器需要耗费资源和能源，同时会产生废气、废水和废物的抖澈;即使当

作废物处理，还需要消耗能源。

随着手机种类的日益增多，各种充电器因机型不同，电源端口的大小也不相同，从而不能互

换使用，给消费者带来了不便。因为如果所有手机都使用相同标准的充电器，那么用户在更换手机

后，就无需再购买新的充电器，从而节省了一笔开支，并且有利于环保。

欧洲有关采用通用充电器标准的努力始于2009年，其目的不仅是让消费者生活变得更加轻

松，同时也是为了减少浪费。继 2009年6月全球14家主要的手机生产商同意使用这种通用充电器

后，欧洲委员会已向各个充电器生产商发去了详细的新的连接标准。

去年1月份，我国就已正式颁布“手机充电器通用标准”。该“标准”将手机与充电器的连接

变成三段式结构。所谓“三段式结构”就是在手机侧规定了圆柱型、MiniUSB和MicroUSB三种接

口，实现了同一充电器可对不同品牌型号的手机进行充电。

现在市场上的大部分充电器，只是针对锉电池或镍氢电池充电的，但是随着市场的发展，自动

识别两种电池而进行相应的充电进程的充电器正在逐步占据主流。可以自动分辨锉电池或镍氢电池

的座充能“防止将锉电放电的错误动作”，如果在充锉电池时不小心按到了座充上的“放电钮’‘，

好的座充可以辨识出来是锉电池，因此不会做放电动作;差的座充则不管三七二十一地进行放电，

这就会造成铿电池寿命的折损。

标准型充电器，是指可以连接所有手机底端电源插座(端口)的充电器。而且，生产的手机的

电源端D将统一为适用于标准充电器的规格。这样，消费者将不必在每次换手机时同时购买新的充

基于单片机的无线充电器设计

学生姓名：

学生学号：

院 （系）： 电气信息工程学院

年级专业： 电子信息工程

指导教师：

助理指导教师：

二〇一五年五月 摘 要

I

摘 要

随着用电设备对供电质量、可靠性、方便性、安全性、特殊场合、特殊地理环境等要求的不断提高，接触式的电能传输方式对于满足实际需要越来越显得捉襟见肘了。与此同时，无线电能传输系统，摆脱了线路的限制，实现电器和电源的完全分离，具有无线传输电能、设备体积小、传输效率高、便于携带和集成等优点。

本课题设计介绍了一种运用新型的能量传输利用电磁波感应原理和有关的交流感应技术，采用STC12C5A60S2低功耗单片机作为无线传能充电器的监测控制核心,实现电流控制和电压控制功能，电能充满后给出充满提示且自动停止充电。基于STC12C5A60S2单片机控制发射端和接收端产生的相应交流信号来进行充电的智能无线充电器。

利用设计通过对系统的硬件部分和软件部分的设计实现无线能量传输，在距离发射线圈的指定范围内对小型用电器如手机、MP3等直接充电。硬件部分包括高效直流稳压模块、驱动模块、显示模块、控制模块等的设计；软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图，并通过C语言实现相应的编程要求。通过理论分析和仿真证明，建立谐振耦合无线电能传输系统模型以及谐振耦合无线电能传输系统模型,通过计算得出了系统中电路参数与输出功率的关系。设计并制作谐振耦合无线电能装置,使用LCD1602设计显示,实时充电电压显示。

基于LP3947手机太阳能充电器的研制*孙超1张飞2李伟2(内蒙古科技大学1材料与冶金学院;2.信息工程学院,内蒙古包头014010)摘要:采用LP3947为主控制芯片制作的太阳能手机便携式充电器,能有效地缩短手机电池的充电时间,提高手机电池的充电效率,外围电路能保护内充电电路安全、高效的工作。关键词:LP3947;太阳能电池;充电控制;制作1太阳能手机充电器的设计思想1.1锂离子电池充电器设计原则锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、无记忆效应、自放电小、循环寿命长等一系列优点,成为便携式电子产品的主要电源。设计锂离子电池充电器要考虑以下几个原则:应充足实际容量,以延长电池的一次充电使用时间,同时要防止过充电;充电电流要有限制,以防止电池过热,发生意外;为使新旧电池能够达到可充状态,需要一个预充过程。1.2充电器的特点安全合理地缩短充电时间,方便使用。由于手机充电器需要便携的原因,所用太阳能光伏电池面积大小受限,市场上的充电器,一般情况下在10平方厘米以下。按照现有光伏电池发电效率10%~15%计算。并按照5~6V的太阳能电池输出电压计算。电池板每小时输出的电流大概是40~100mA,普通的手机锂电池容量大约是1000mAh。因此,仅靠太阳能电池板要充满手机电池大约需要8~10h。对于多数便携式的太阳能手机充电器需要自带一块储能电池作为充电中转之用。当不接入手机时,可将充电器放置在阳光下自行充电自带内置储能电池。当接入手机时,由太阳能电池板和自带储能电池同时为手机锂电池充电。2太阳能手机充电器的主要组成模块太阳能手机充电系统控制电路,从原理上可以分为:稳压电路、保护电路和充电控制回路等。本文根据制作过程把充电电路分为以下几个主要功能模块。2.1锂电池稳压及保护电路本文所用太阳能电池板最高输出电压是6.5V而手机充电电压要求是V以下。为了得到稳定的4V电压为内置锂电池充电。采用了DW01+芯片,它内置高精度电压检测电路和延迟电路,适用于单节锂电池及锂聚合物电池的稳压及保护。2.2升压电路由于控制电路所采用的芯片的起始工作电压为4.3V,内置锂电池的输出电压最高电为4.1V。因此,采用CE9908和IRF7807Z组成的升压电路,如图1所示。它是由基准电压源、振荡电路、比较器、控制电路等构成的CMOS升压DC/DC控制器。可根据负载大小自动地切换占空比系数(轻负载时:50%、高输出电流时:75%),在大范围内可获得低的输出纹波和高的效率。组成的升压电路为充电控制电路提供充电电源。