毕业设计166手机恒流充电器的设计
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手机充电器电路设计摘要:通过对课程的学习设计。
了解手机充电器的工作原理及设计流程,确定相关参数和电路图。
关键字:隔离变压器频率绝缘电阻绝缘强度可燃性自由跌落湿热试验工作原理工作流程1 前言(李洋)1 电路设计思想从手机锂离子二次电池的恒流/恒压充电控制出发,用220V 交流电通过配置的内置储能锂电池对手机锂离子电池充电。
电路的具体工作流程如图1所示。
图1 工作流程图2 电路设计方案充电芯片选用美信半导体公司的锂电池充电芯片,这款充电芯片具有很强的充电控制特性,可外接限流型充电电源和P沟道场效应管,能对单节锂电池进行安全有效的快充。
其最大特点是在不使用电感的情况下仍能做到很低的功率耗散,且充电控制精度达0.75%;可以实现预充电;具有过压保护和温度保护功能,其浮充方式能够充至最大电池容量。
当充电电源和电池在正常的工作温度范围内时,接通电源将启动一次充电过程。
充电结束的条件是平均的脉冲充电电流达到快充电流的1%,或时间超出片上预置的充电时间。
所选用的充电芯片能够自动检测充电电源,在没有电源时自动关断以减少电池的漏电。
启动快充后打开外接的P型场效应管,当检测到电池电压达到设定的门限时进入脉冲充电方式,充电结束时,外接LED指示灯将会进行闪烁提示。
电路工作原理内置储能电池的充电及其保护电路其中包括:LED显示、热敏电阻,电流反向保护。
ADJ引脚通过10kΩ的电阻与内部1.4V的精密基准源相连接,当ADJ对地没有连接电阻时,电池充电电压阈值为缺省值:VBR =4.2V;当需要自行设置充电阈值时,可在ADJ引脚与GND间接一精度为1%的电阻RADJ,阻值由式(1)确定:RADJ=10kΩ/(VBR/VBRC-1) (1) 由图3可知,充电阈值为4.1V,可得RADJ=410k做手机充电器电路设计,需先对其工作环境进行分析,了解其工作原理。
分析一个电源,往往从输入开始着手。
220V交流输入,一端经过一个4007半波整流,另一端经过一个10欧的电阻后,由10uF电容滤波。
毕业设计(论文)-高效率恒流源电路的设计泉州师范学院题目高效率恒流源电路的设计物信学院电子信息科学与技术专业 07级 1 班学生姓名学号指导教师职称教授完成日期 2011年4月教务处制1高效率恒流源电路的设计物信学院 07级电子信息科学与技术指导教师教授【摘要】本文设计并制作了由DC-DC变换器为核心的开关稳流电源。
该稳流电源可对手机锂离子进行充电~采用电流型脉宽调制器UC3843作为核心器件~实现输出电流可调的开关稳流电源电路~同时采用单片机C8051F410进行程控~使开关稳流电源具备更加完善的功能。
【关键词】 UC3843 ,DC-DC变换器 ,PWM, 单片机C8051F4102引言 ..................................................................... ........................................................................ . (4)1. 系统设计 ............................................................................................................................................. (4)1.1系统设计任务 ..................................................................... (4)1.2系统设计的基本要求 ..................................................................... (4)1.3系统设计方案 ..................................................................... . (4)1.3.1 DC/DC 变换器电路拓扑结构论证 ..................................................................... (4)1.3.2微控制器电路方案论证 ..................................................................... .. (4)1.3.3 系统设计框图 ..................................................................... ..................................................... 5 2. 硬件电路设计及工作原理 ..................................................................... .. (5)2.1主器件的介绍 ..................................................................... (5)2.1.1电流型脉宽调制器UC3843简介 ..................................................................... (5)2.1.2 DC-DC变换电路设计 ..................................................................... (7)2.2元件参数选择 ..................................................................... (7)2.2.1 储能电感 ..................................................................... . (7)2.2.2 续流二极管 ..................................................................... (7)2.2.3 功率开关管 ..................................................................... (7)3. 数据测量及数据分析 ..................................................................... (7)3.1测试仪器 ..................................................................... ........................................................................ .. 73.2测试方法 ..................................................................... ........................................................................ .. 73.3数据测试 ..................................................................... ........................................................................ .. 83.4数据分析 ..................................................................... ........................................................................134. 设计总结 ..................................................................... ........................................................................ (13)致谢 ..................................................................... ........................................................................ .. (13)参考文献 ..................................................................... ........................................................................ (13)附录: .................................................................... ........................................................................ .. (15)3引言随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备为人们生活带来了极大的便利,而电子设备都离不开可靠的电源,而稳流电源在工作时产生的误差直接影响着电池的使用寿命,导致影响整个系统的稳定性。
本科毕业设计文献综述电子信息工程手机充电器的设计与制作前言随着人们生活水平质量的提高,手机,作为人们必不可少的日常生活用品之一,也越来越普及。
然而,在使用手机的过程中,相信有很多人曾经遇到手机没电却没有地方进行充电这种情况,从而引起使用上的不便。
因此,如何解决手机“应急”充电,已经成为一个重要问题。
与此同时,随着环境污染、生态破坏、资源枯竭等问题日益严重,太阳能作为一种可持续、无污染的新生能源已经被越来越多的人所重视。
太阳能作为一种可再生能源逐步在各个领域得到广泛应用,若能以太阳能电池组件为基础,设计出成本低廉的太阳能手机充电器,直接完成太阳能辐射到电能转换,必然会为个人移动通信带来极大的方便。
太阳能手机充电器,因此进入了人们的视线。
本次设计,就是利用太阳能,通过设计电路,太阳能由太阳能电池板转换成电能,经过升压电路、稳压电路、充电电路后达到手机电池充电要求,直接为手机电池充电。
做到只要有阳光光照的地方,就可以随时随地的为手机充电。
主题1 、手机充电器的发展自从有了手机,就有了手机电池充电器,充电器也是随手机以其搭配购买的。
最初的充电器搭配是两个,既传统的“两电两充”,其中一个是与手机插接的直冲,另一个是装入电池的座充。
直冲与座充充电时对充电电压要求不一样,直冲的输出电压时 5V,座充的输出电压是 4. 2V。
充电电流一般都在 100- 500mA之间。
而由于手机品种繁多,充电接口和电池大小不一,导致充电池各不相同,一旦充电器损坏或遗失,就很购买到相配的充电器。
针对这种情况,万能充电器也就应运而生了。
万能充电器是通过调整输出电源接触点,用夹钳夹住电池已达到给不同大小的手机电池充电的目的。
但该充电器也有几个缺点,每次充电都要调整触点,对位比较困难,触点与电池接触容易松动脱落。
国际上针对充电器的质量问题和资源浪费问题,开始对充电器做出各种规范,我国也从2007 年 6 月开始对手机充电器执行统一接口的新标准。
BI YE SHE JI(201 届)手机充电器设计Design of phone charger所在学院电子信息学院专业班级电气工程及其自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月日摘要随着社会的发展,手机越来越成为生活中不可缺少的一部分。
如果手机不能使用将对人们造成巨大影响。
所以充电器对于手机来说是不可缺少的组成部分。
手机充电器随着当今科技的飞速发展,形式也是多种多样,市场上手机充电器的种类繁多,但是也有很多质量不合格的。
传统的手机充电器在设计和电路上都有所缺陷。
这些缺陷和质量问题将影响到手机的正常使用和充电寿命,严重时还会对消费者产生危害。
现今的充电器越来越人性化和简小化。
这次设计的充电器是一款安全,简单,便捷的充电器,主要要求在充电时保持恒流,恒压,断电保护,充电保护等多方面功能。
输入220V交流电压,在输出端稳定输出0.8A,5V直流电压。
这次设计在电路原理上采用了反激电路,对电流电压都有着检测以达到反馈,调整的作用。
本充电器还具有短路保护功能;以恒压充电方式进入维护充电模式;充分考虑参照了各种设计方案,在设计上有针对的对应市场需求,在功能上进行了调整,以满足用户的要求。
功能适用,价格低廉,结构简单。
关键词:充电保护;反激电路;短路保护;充电器AbstractWith the social development, mobile phone has increasingly become an indispensable part of life. If the phone can not use will be people a tremendous impact on . Charger for mobile phones is an integral part . Mobile phone charger with the rapid development of science and technology, the form is varied, the market of mobile phone chargers variety, but there are also many unqualified. The traditional mobile phone charger design and circuit are defects. These defects and quality issues will affect the normal use of the mobile phone and charging life, serious when can cause harm to the consumer. Today's chargers and more humane and simple small .The design of the charger is a safe, simple and convenient charger, the main requirement to maintain constant current charging, constant voltage, power protection, charging protection and many other features .Input 220V AC voltage at the output stable output 0.8A, 5V DC voltage. The design of the circuit adopts flyback circuit, the current and voltage are detected to feedback, adjustment function. The charger also has the short circuit protection function; with constant voltage charging mode into the maintenance; Considered with reference to the various design options for the corresponding market demand, design functions were adjusted to meet user requirements. The feature is available, low cost, simple structure.Key Words: Charging protection; Flyback circuit; Short circuit protection; Charger目录1 引言 (1)2 手机充电器简介 (2)2.1手机充电器简史 (2)2.2手机充电器的类型 (3)2.3手机充电器的基本组成 (3)2.4恒流充电法 (4)2.5恒压充电法 (4)2.6阶段充电法 (4)3 硬件设计 (5)3.1整流电路 (5)3.2TNY264芯片的作用及其功能介绍 (5)3.3T INY S WITCH -Ⅱ功能描述 (6)3.4T INY S WITCH -Ⅱ的工作原理 (8)3.5T INY S WITCH -Ⅱ的应用注意点 (9)3.6T INY S WITCH -Ⅱ的保护功能 (11)3.7 FLYBACK电路 (12)3.71FLYBACK变压器设计 (13)4 结论 (15)参考文献 (17)附录1 电路原理图 (18)附录2 电路封装图 (19)附录3 毕业设计说明书 (20)1 引言随着当代社会手机越来越普遍,我们也越来越习惯手机随身的生活方式。
手机充电器电路的设计1.选题背景随着现代科技的日益发展,对手机的要求也日趋多功能化。
而手机耗电量的逐步增加,引起了人们的高度重视,这就使我们提高了对手机电池节能的要求。
另一方面,手机电池随着手机体积的日渐缩小而变得越来越精小化。
然而,电池供电技术却并没有随之提高,这就使我们手机出现了待机时间日渐减短的问题,从而,给一些经常外出的人们在使用手机时带来了不少的麻烦。
为解决这一问题,许多人在购买手机时采用了双电双充的配置方案,以便用来解决手机耗电量大的难题。
当然,这样做也相应提高了手机的购置成本,同时,在我们使用的时候也并不像想象中的那样方便,这使得我们外出时因为电池电量不足影响手机的正常使用。
针对这一现象,本文专门介绍了一种多功能的手机充电器,以满足用户对高性价比的需要。
2.设计要求通信技术的高速发展促使手机种类众多,也导致手机充电器也是多种多样,本设计设计索尼爱立信牌手机的充电器电路。
充电器的简单工作过程如下:交流输入电压经电容降压,二极管整流桥整流后变成直流电,经隔离二极管和滤波电容对手机充电,随着充电时间的增长,电池两端的电压也升高,通过分压器将此电压引入基准电压比较器,其中三个比较器带三个指示灯,分别指示充电的状态,当三个灯全亮时,表示充电已满。
通过以上的工作过程描述结合生活经验设计手机实用充电器电路。
以上功能仅供参考,在基本功能完成的前提下可根据本人想法增加其他功能。
为培养学生的独立思考和实践能力,本次课程设计要求学生独立设计充电器电路,自己根据设计需要购买元器件并独立焊接调试正常。
所设计的充电器具有必要的充电显示和保护功能,充电电压4.2V,充电限制电压4.5V。
3.方案论证3.1系统概述从课题上可以看出设计的主体要求是将市电变换为符合要求的直流电源,整体上应该有降压、整流、滤波、恒压电路。
降压电路可以用最简单的变压器完成,将220V电压变为10V左右的低压,为了优化波形使其更加稳定可采用滤波电容去除高频干扰。
手机充电器设计报告题目:手机充电器设计指导老师:翟永前专业班级:电子信心工程专业12级组别:第六组组长:曹广振团队成员:王沛、索彬、赵小芳、曹广振院系名称:通信信号学院智能充电器的设计【摘要】随着手机在世界范围内的普及,手机电池充电器的使用越来越广泛。
充电器种类繁多,但从严格意义上讲,只有单片机参与处理和控制的充电器才能称为智能充电器。
该设计利用51单片机的处理控制能力实现充电器的智能化,在单片机的控制下,具有预充、充电保护、自动断电和充电完成报警提示功能。
该设计包括了六个功能模块:·单片机模块:实现充电器的智能控制,如自动断电,充电完成报警提示。
·充电过程控制模块:采用专用的电池充电芯片实现对充电过程的控制。
·光耦模块:控制通电和断电,在电池充满电后及时关断充电电源。
·充电电压提供模块:将一般家用交流电压经过变压器、电压转换芯片等转换为5V直流电压。
·电压测试模块:利用AD转换把充电电池两端的电压通过数码管显示出来。
·C51程序:单片机控制电池充电芯片实现充电过程的自动化,并根据充电状态给出有关的指示。
【关键字】单片机、电压转换、MAX1898、智能、充电器【目录】一、设计综述 (4)二、基本方案 (4)三、软硬件设计 (5)四、软硬件仿真 (13)五、测试 (13)六、设计体会 (14)一、设计综述手机电池的使用寿命和单次使用时间预充电过程密切相关,锂电池是手机最为常用的一种电池,它具有较高的能量重量比、能量体积比,具有记忆效应,可重复充电多次,使用寿命较长,价格也越来越低。
锂电池对于充电器的要求也比较苛刻,需要保护电路,为了有效利用电池容量,须将锂电池充点值最大电压,但是过压充电会导致电池损坏,这就要求较高的充电精度。
而大部分充电器多采用大电流的快速充电法,在电池充满后如果不及时停止会使电池发烫,过度的充电会严重损害电池的寿命。
一些低成本的充电器采用电压比较法,为了防止过充,一般充电到90%就停止大电流快充,而采用小电流涓流补充充电,这样就使充电时间增长了。
恒流恒压充电器的原理与设计首先,恒流恒压充电器的原理是根据电池的充电特性来的。
在电池充电过程中,电池的内阻会随着充电时间的增加而减小,导致充电电流逐渐增大。
同时,当电池充电至一定电压时,电池的内阻会迅速下降,从而导致充电电流急剧增加,可能会对充电器和电池造成损坏。
因此,恒流恒压充电器的目的就是通过控制电流和电压来保护充电器和电池的安全。
在设计上,恒流恒压充电器需要具备以下几个方面的功能和特点:1.电流控制:恒流充电器需要具备对电流进行精准控制的能力。
一般情况下,恒流充电器的电流控制通过反馈回路来实现,可以根据充电电流的变化来调整充电器的输出。
2.电压控制:恒压充电器需要具备对电压进行精确控制的能力。
当充电器输出电压超过设定的恒压阈值时,充电器需要调整输出电压,以保持恒压充电状态。
3.过电流保护:恒流充电器需要具备过电流保护功能,当充电电流超过设定的安全阈值时,充电器会自动降低输出电流,避免对电池和充电器造成损害。
4.过电压保护:恒压充电器需要具备过电压保护功能,当充电电压超过设定的安全阈值时,充电器会自动降低输出电压,以防止对电池和充电器造成伤害。
5.温度保护:恒流恒压充电器还需要具备温度保护功能。
在充电过程中,电池温度升高可能会导致电池的性能下降甚至发生故障。
因此,充电器需要能够监测电池温度,并在超过安全温度范围时采取相应的保护措施。
综上所述,恒流恒压充电器的设计需要考虑电流和电压的控制、过电流和过电压的保护、温度保护等方面。
在实际设计中,可以采用反馈控制和保护电路来实现恒流恒压充电器的功能。
同时,根据具体的应用场景和需求,还需要考虑充电器的功率、效率以及充电时间等因素。
只有综合考虑这些因素,才能设计出性能稳定、安全可靠的恒流恒压充电器。
摘要随着近年来电子技术行业的迅速发展,模拟电路和数字电路进入信息化及电子智能化时代,电子技术发展越来越迅速,应用越来越广泛,对人类生活的影响也更加深远。
自从上世纪六十年代晶体管发明以来,人类历史就进入了以电子技术发展应用为标志的历史时代。
进入21世纪,电子技术的迅速发展和广泛应用,使社会生产力和社会经济获得了空前的发展。
随着社会进入信息化及电子智能化时代,电子技术发展越来越迅速,应用越来越广泛,对人类生活的影响也更加深远。
此文主要介绍了种能向负载提供恒定电流的电源装置,它在外界电网电源产生波动和阻抗特性发生变化时仍能使输出电流保持恒定。
此电路具有输出电流恒定、温度稳定性好、直流电阻很小但等效交流输出电阻却很大等特点。
恒流范围大致为0A~10A。
它既可以为各种放大电路提供偏流以稳定其静态工作点,又可以作为其有源负载,以提高放大倍数。
并且在差动放大电路、脉冲产生电路中也得到了广泛应用。
是一种基于分立元件构成的恒流充电电路,并且重点阐述了电路的组成、结构特点、工作原理及电路的调节。
此文主要讨论了恒流充电电路的问题,电流采样方式,放大电路的设计,基准电压的设定,电流的连续可调,恒流充电时电压的调整方式,本电路具有可靠性高、电路简单、调节方便等优点。
详细的绘制了原理图,分析了原理图,焊接,组装,调试,完成整个实验设计的过程。
关键词电子技术,模拟电路,恒流电路,充电电路目录摘要 (1)目录 (2)第1章绪论 (3)1.1恒流充电电路的概念 (3)1.2恒流充电电路的工作原理 (4)第2章技术指标和电路设计 (4)2.1变压器整流电路及电源电路的设计 (5)2.2 恒流电路的设计 (5)2.3自动充电检测电路和指示电路的设计...................................................... - 6 -2.4简易充电器总电路原理图 (6)第3章设计过程 .................................................................................................... - 8 -3.1实验过程及实验数据 (7)3.2 输出纹波数据 (8)第4章恒流电路的扩展及应用 (8)第5章设计总结 (9)致谢 ........................................................................................................................ - 11 -参考文献 ................................................................................................................ - 11 -。
手机充电器课程设计报告本文主要介绍了一种新型手机充电器的课程设计报告,包括了充电器的基本设计要求、电路设计、施工、调试工作等内容。
一、充电器的基本设计要求1、电源:采用AC220V/50Hz的普通交流电源,充电功率为10W。
2、电压调整:采用电压调整技术进行调整,可以在3.3V-12V之间切换。
3、保护电路:添加一定的保护功能,当电流超过额定的安全值时,充电器会自动断开电源,从而避免损坏设备。
4、外壳:选用外壳材料来进行手机充电器的加工制作,外形简洁大方,线束管理合理,安装方便。
二、电路设计1、保护电路:采用芯片为PFC2502 的DFS(数字固定断开器)电路,用于检测输出电流,当输出电流超出额定安全值时,充电器会自动断开电源,从而避免损坏设备。
2、调整电路:采用LM2575T芯片,该芯片具有电压调节功能,可以将输出电压从3.3V调整到12V。
3、负载电路:采用MOS管结构,可以有效调节负载电流,更好地满足设备对电流的要求。
三、施工1、安装元件:根据设计要求,按照原理图安装并连接各种元件,使之形成电路连接,保证电路的稳定性。
2、制作外壳:先进行设计、图纸,然后根据图纸进行制作,将各元件固定好,然后以胶水密封,最后打磨封口处理,使外壳具有良好的密封性能。
四、调试工作1、静态调试:将电压调整芯片的应用程序烧录到芯片中,然后使用万用表检查芯片的工作状态,检查是否存在不符合要求的地方。
2、动态调试:使用稳压器校准芯片的输出电压,将相应的电压调节至设定值,检查是否满足要求。
以上就是对新型手机充电器课程设计报告的简要介绍,通过编写课程设计报告,可以详细描述这种新型充电器的特性,为产品的维护和使用提供有益的参考。
手机充电器外壳设计作者姓名:专业名称:机械设计与制造指导教师:摘要计算机仿真设计是制造业中的新型手段,是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。
它是一种描述性技术,是一种定量分析方法。
通过建立某一过程和某一系统的模式,来描述该过程或该系统,然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征,从而得出数量指标,为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果,作为决策的理论依据。
运用计算机软件对运动和动力学仿真分析,从而验证、修改、优化设计方案,使得以前需要组织研究团队,进行复杂设计计算,制造物理样机验证结果的设计过程大大简化,节约成本。
下面我们通过pro\E对手机充电器外壳进行结构设计、参数设计及三维建模。
关键词:三维建模仿真技术AbstractComputer simulation design is new in manufacturing, which means to apply a computer system structure, function and behavior and participation of control system for dynamic process of thinking and behavior of comparative lifelike imitation. It is a descriptive technology, is a kind of quantitative analysis method. By establishing a process and a system model, to describe this process or the system, then use a series of purpose, conditional computer simulation experiment to depict the system characteristic, thus draws quantitative index for decision makers with this process or systems quantitative analysis results, as decision theory basis.Using computer software means of movement and dynamics simulation, which testified, modify, optimizing design scheme, making that need to be organized research team, before the complex design calculation, manufacturing physical prototype design of the results of the validation process, saving cost greatly simplified. Below we through the pro \ E of cell phone charger shell structure design, parameter design and 3d modeling.Key words: 3d modeling,The simulation technology目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (II)前言 (1)绪论 (2)1 手机充电器简介 (2)2 电话的市场调研 (4)3 手机充电器的市场走向................................错误!未定义书签。
引言随着现代通信技术的发展,移动电话(手机)的应用日益普及。
目前我国的手机拥有量已跃居世界第二位。
手机电池均采用蓄电池,配上220V插头式AC/DC电源适配器后,可反复充电数百次。
本文介绍两种具有保护功能的手机电池充电器的电路设计。
1手机电池的性能特点手机电池大致有以下三种类型:①6V镍锅电池,如摩托罗拉手机用“6VNICKELCA-CADMI-UMBATfli:RY”,是由5节电池串联而成;
②6V镍氢电池,如爱立信手机用“6VNIMHBAThERY”,是由5节1.ZV单体电池构成的电池组;③3.6V或7.ZVffi离子电池(IJTHIUMIONBATTERY),例如掌中宝手机。
上述3种碱性蓄电池的能量密度比较如图1所示。
由图1可见,捏离子电池的能量密度最高,镍氢电池次之,镍铜电池最低。
,镍钢(NICd)电池虽然价格低廉,但因存在记忆效应并且容易污染环境正逐渐被淘汰,而环保型的镍氢电池和馊离子电池得到了广泛应用。
镍氢(NIMH)电池是由镍、贮氢金属和碱性电解液制成的。
其正极材料可选Ni(OH)2,负极材料是能大量吸附氢气的贮氢合......(本文共计3页)。
一种简易锂电池恒流充电电路的设计手机电脑中的锂电池的充电需要恒流电流,而日常生活中我们所使用的是220V的正弦交流电。
为了给锂电池充电,我们需要将220V的正弦交流电转换成特定电压的恒流电。
我设计的一种转换电路如下,它包括变压器整流电路、恒流产生电路、自动断电电路、显示电路和电源电路5个部分。
变压器整流电路的功能是将220V 正弦交流电转换为合适的电流和电压信号,从而为后续电路提供信号。
晶体管电流源为电路产生恒定的充电电流。
利用三极管饱和导通时的电压特性实现自动断电电路的功能,从而实现当电池充满电时电路能够自动断开。
显示电路的功能是利用发光二极管将电路开始充电和结束充电的状态显示出来。
稳压电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电压。
变压器整流电路和稳压电源电路(如图虚线左边所示) ,其主要由变压器、二极管桥式电路、电容构成。
其中变压器采用常规的铁心变压器,并将普通的220V正弦交流电变为12V 正弦交流电,再通过二极管桥式电路进行整流和电容C1滤波。
整流信号由VC1引出。
在此基础上再接三端稳压器CW7812 及电容C3、C4 (如图虚线右边所示) ,这样整个电路就构成稳压电源电路。
由B点提供+ 12 V的直流电压。
如图二所示,由稳压管VZ1、晶体管VT1、电阻R1、电容C2构成的晶体管电流源提供恒定电流, I C≈I E = UV Z1 - UB E1 R1。
取稳压管电压为5V ,R1为51Ω,此时I C≈100 mA ,作为电路的充电电流。
如图三所示,自动断电电路是由三极管VT2、电压跟随器A1、电压比较器A2电阻R4、R5、R6、R7、R8、R11和可变电阻R P1构成。
当充电开始时,电压比较器输出高电平, V T2导通,V T1也导通,指示灯发光二极管亮,给电池充电。
可以先设定转换开关为1时给一节电池充电,转换开关为2时给二节电池充电,依次类推,实现对1至4节电池充电。
当电池充满时,电压比较器输出低电平,V T2截止,V T1不导通,发光二极管熄灭,充电完毕。
手机恒流充电器的设计及应用作者:翟亚军来源:《科学与财富》2018年第02期摘要:众所周知,手机处理器正在以摩尔定律的速度前进着,早先的单核双核已经进化到了如今的八核十核。
相比于飞速发展的手机硬件性能,电池技术的进步可用"龟速"来形容也不夸张,成为提升用户体验的瓶颈之一。
如今手机厂商解决续航的办法无外乎两种:一是直接使用大容量电池,二是使用快速充电技术,相较于前者的"简单粗暴",后者的实用性显然更高。
关键词:手机恒流充电器;安全;高效;快速;引言:电池供电设备是我们日常生活的重要组成部分,这些设备的充电负担比以往任何时候都更加受到重视。
在过去几年中,出现了许多解决充电时间较长的新方法,使用户能够在几分钟内完成充电而不再是几个小时。
一、电池充电的阶段电池在充电时通常经历两个阶段:恒定电流(CC)和恒定电压(CV)。
图1所示为4.2V 锂离子(Li-ion)电池的典型充电曲线。
当大部分能量从充电器传输到电池时,CC大致用于充电的前67%时间。
在剩余充电时间的最后33%内,则是恒定电压,以充分充电并保持电充满。
考虑到放电电流,并保持电池电压完全充电,一些充电器在CV期间泵送小电流(也称为涓流充电)。
后一段描述了一种典型的充电方案,握手次数不多,充电率正常。
最新推出的方法是通过在CC阶段向电池提供更多能量以最大化充电时间。
这些方法使用专利充电算法或采用主流标准,比如USB供电可编程电源(PPS)标准。
壁式充电器和设备都可进行连续握手,智能传达电池的需求并使充电效率最大化。
两种主要的快速充电方式分别是高电压和低电流(传统方法)、高电流和低电压(新主流趋势)。
第一种方法使用现有的充电线,并将电流限制在约2A,同时将电压提高到15V。
该方法的问题是设备侧电压转换阶段的散热高,从而导致电池寿命缩短,可转移到电池的最大允许能量减小。
第二种方法使用接近电池电压的电压,以及可以直接流向电池的较高电流。
前言从18世纪法拉第发现了电磁现象以来,人类社会便进入了电子时代。
经过不断发展,电子产品越来越多的呈现在我们面前。
由于电能的清洁高效、易于转变成其它形式的能源的特点,电子技术越来越被人们重视。
充电器是伴随着充电电池的发展而发展的,早期出现的充电器多为镍镉电池充电器,随着消费者和产业的环保意识增强,碱性一次电池和含有有毒金属镉等二次电池使用日益受到限制,可充电电池得到了广泛的使用。
镍镉电池作为一种便携式电源,具有体积小、容量大、内阻小、输出电压平稳以及可反复充电等特点,正被越来越广泛地应用于计算机、电子测量仪表和各类通信设备中,由于其价格比普通的锌锰电池昂贵,因此科学合理地使用镍镉电池显得非常重要,而选择正确、可靠的充电方式是充分发挥镍镉电池效能和保证其寿命的关键。
下面我们来介绍一种可以满足以上要求的全自动充电器。
本作品本着对可充电电源进行保护性充电(低于设定电压阈值时为恒流充电状态,等于设定电压阈值时为恒压充电状态)而设计,它是以恒流源和恒压源为核心,用AT89S52单片机做主控芯片,通过A/D、D/A芯片对采样信号进行数字化处理和转换输出控制信号,利用MOS管的工作特性对电路中电压电流等参数实现精确控制,LCD显示屏实时显示工作状态的智能型数控充电电源。
本数控充电电源不接负载时无电流与电压输出,当接入可充电电源时,首先检测其电压,若负载电压低于3.6伏,则自动进入恒流充电模式,充电电流为:快充(200mA),慢充(100mA),状态可调;当负载电压达到 3.6伏时,自动进入恒压充电模式。
本电源还有过热保护功能,通过PT1000温度传感器检测负载温度,当温度高于60度时,自动切断充电输出,温度下降后,能自动恢复。
可以说是一种功能相当完善的数控充电电源。
1 设计方案1.1工作原理电路电源由变压器T降压,二极管VD1~VD4整流,三端稳压集成块A1稳压及电C1,C2滤波后供给,通电后可输出稳定的9V直流电压供给充电器使用。
手机恒流充电器的设计摘要:本文采用的是最普遍锂离子电池,在生活中为更好的维护它,延长它使用寿命,对其也要选用它的充电器,使之对手机本身以及蓄电池无损坏,因此选用锂离子手机充电器。
关键词:[手机充电器、锂离子手机充电器]随着社会的进步,科学的提高,尤其是手机的普及,手机的更换速度也加快,为了更好的使用它,维护它,所以需要给手机选择适合的充电器。
其中以锂离子电池最普遍,锂电池是以金属锂或锂物质为负极、利用化学反应而产生电能的电池。
而对锂离子电池充电,采用了两阶段快充电控制方式。
第一阶段采用恒电流充电,第二阶段采用恒电压充电方式为锂离子电池充电。
1.手机充电器的原理所有手机充电器其实都是由一个稳定电源(主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流)加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。
原装充电器(指线充)上所标注的输出参数:比如输出4。
4V/1A、输出5.9V/400mA……就是指内部稳压电源的相关参数。
明白了这个道理,很快知道一个(品质好的)手机充电器很容易改成一个质量优良的稳压电源!比如输出4.4V可以给4.5V的设备用,5.9V的可以给6V的设备用……1.1手机锂离子(lion)电池手机常用锂离子(lion)电池的充电器采用的是恒流限压充电制,充电电流一般采用C2左右----即采用两小时充电率,比如500mah电池采用250ma充电大约两小时达到4.2V后再恒压充电。
lion电池并不适合采用NIMH电池高级快速充电器所用的-DV/DT检测快速充电方式,因为lion电池对充电电流有严格的限制.锂离子(Li+)非常活泼,大电流充电很容易产生危险。
根据国内最著名lion离子电芯厂家的技术人员提供的破坏性实验报告情况:一般情况下lion电池(电芯)在放电情况(包括短路)一般都不会发生爆炸,但有可能出现过热和燃烧,但在比较严重的过流充电情况,就非常容易发生爆炸!目前市场上出现标称可以适合250mah---2500mah电池充电的“万能手机充电器”,其实是非常危险的,它缺乏对电池容量的检测,采用固定的输出电流,对不同的电池而言,不是导致充电时间过长就是导致过流充电,建议大家不用为妙!1.1.1锂离子电池手机充电器现况锂离子电池具有较高的能量重量比和能量体积比,无记忆效应,可重复充电次数多,使用寿命较长,价格也越来越低。
它的这些特点促进了便携式产品向更小更轻的方向发展,使得选用单节锂离子电池供电的产品也越来越多。
锂离子电池的不足之处在于对充电器的要求比较苛刻,对保护电路的要求较高。
其要求的充电方式是恒流恒压方式,为有效利用电池容量,需将锂离子电池充电至最大电压,但是过压充电会造成电池损坏,这就要求较高的控制精度(精度高于1%)。
另外,对于电压过低的电池需要进行预充,充电终止检测除电压检测外,还需采用其他的辅助方法作为防止过充的后备措施,如检测电池温度、限定充电时间,为电池提供附加保护。
由此可见实现安全高效的充电控制成为锂离子电池推广应用的瓶颈。
锂电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压,从而保证电池安全充电。
增加其它充电辅助功能是为了改善电池寿命,简化充电器的操作,其中包括给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等。
所有或者部分这些功能都可以在充电芯片中实现,当然,也可利用ASIC、分立器件、或在微处理器的基础上用软件实现。
1.1.2 手机充电器的市场走向(1).目前,手机充电器可分为单槽形状和双槽型充电器,单槽形充电器正在受到双槽形的攻击。
双槽形充电器除了具有慢速充电、快速充电、放电及镍镉、镍氢电池兼充的标准功能外,还有部分产品带有自动温度控制与电压控制,严防过充的新功能,因而消费者应将倾向于选择双槽型充电器。
(2). 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。
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口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电器。
由此可见,充电器在从坐式向便携式、双槽式等方向发展的同时,也开始向标准化、通用化的方向发展。
(3). 手机充电器的待机耗电量的降低逐步成为充电器的设计过程中的一个重要环节。
相比于以前的充电器,今后生产的产品将会在各项功能完善的同时进一步降低本身的待机耗电量。
为了达到这一目标,可以设计一个判断AC适配器是否连接负荷(手机)的IC,当未连接负荷时,将AC适配器的直流输出方(2级电路)切换到高阻抗电路上。
通过采取这一措施可以大幅减少待机时2级电路的消耗电流(可以达到数十μA)。
另外,还可以在输入交流100V方(1级电路)中设置切换电路。
在未连接负荷时,通过开关切换电路来减少供应给直流输出方(2级电路)的功率从而减少耗电量。
(4). 现在市场上的大部分充电器,只是针对锂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。
可以自动分辨锂电池或镍氢电池的座充能“防止将锂电放电的错误动作”,如果在充锂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锂电池,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,这就会造成锂电池寿命的折损。
1.1.3手机充电器的设计要求目前一些大的厂家生产的手机充电器都具有以下特点:宽范围AC输入或多国电压可选;具备限流保护,电流短路与反充保护线路设计;体积小、重量轻;自动、快速充电,充满电后自动关断等等。
另外,有的充电器还有自动识别锂离子、镍氢、镍镉电池组;具有放电功能;LED充电状态显示;低噪声;模拟微电脑控制系统等特点。
1.1.4手机充电器工作流程目前手机充电器的工作流程一般为:(1). 检测电池的电压,如果低于一个阈值电压,就要进行涓流充电;(2). 电池充到一定电压(一般设置为2.9V)时,进行全电流充电;(3). 当电池电压达到预置电压(锂离子电池一般为4.2V)时,开始恒压充电,同时充电电流降低;(4). 当电流逐渐减小到规定的值时,充电过程结束。
2 .自制手机锂离子电池充电器电池循环锂离子电池以其体积小,容量大,重量轻,无记忆效应,无污染充放电次数多(寿命长)等优点,现已普遍地在手机上使用.但在实际使用中有不少会觉得锂离子电池的寿命很短,用不多久就充不上电了,其实都好似因为充电不当造成电池的损坏.锂离子电池充电条件要求严格,充电控制要求精度高,对过充电的承受能力差,如果用一般的充电器对其充电,必定会因过充电而损坏.因此,锂离子电池的充电器必须符合锂离子电池的充电特性要求.2.1工作原理锂离子电池的充电过程分两个阶段进行,首先用恒流充电到4.2V+0.05V,即转入4.2V+(-)0.05V恒压的第二阶段充电,恒压充电电流会随着时间的推移而逐渐降低,待充电电流降到0.1CmA时,表明电池已冲到额定容量的93%或者94%,此时即可以为基本充满,如果继续充下去,充电电流会慢慢降到0,电池完全充满。
恒流充电率为0.1CmA到1.5CmA(CmA:当电池额定容量为1000mAb时,则1.0CmA充电率表示充电电流为1000CmA;1.5CmA充电电流为1500mA,以次类推)。
标准充电率为0.5CmA,约需2小时可将电池电压(放电到3.0V 的电池)充到4.2V,再转入恒压充1小时左右,即可结束充电。
整个充电过程约需3小时,当充电率为105CmA时,第一阶段的充电时间只约需1/2小时。
本文根据锂离子电池的充电特性,制作了一款充电器,电路图见图1,其效果很好。
该充电器主要由恒流源、恒压源和电池电压检测控制三部分组成。
其工作原理为:市电经电流变压器降压、整流、滤波,由IC1构成恒流源经继电器的常闭触点向电池进导通,继电器行第一阶段恒流充电;当电池的电压上升到由IC3组成的电压比较器所设定的402V时,电压比较器输出高电平,经R7、ID2触发可控硅,SCRJ得电吸合,J-I的常闭点断开,常开点接通,转为由IC2组成的恒压源进行第二阶段的很呀充电。
继电器之所以要用可控硅来控制,是因为在转为恒压充电时,电池的电压会有所下降,电压比较器又会转为输出低电平,但由于可控硅触发后的自保持特性就可消除这一影响。
ID2和C5的作用是消除误触发,D5的作用是防止电池电流倒流而损坏IC1。
2.2元件选择电源变压器T的次级电压为10V,输出功率根据设定的第一阶段充电电流大小而定。
IC1、IC2用可调三端稳压集成电路LM317,恒流源的电流大小由R1的阻值大小决定,其电流大小的计算方法为:1.25V除以R1的阻值,电阻R1的功率应>=2W,本文选用的阻值是1.8欧姆,恒压源电压的高低由R2和R3的比值决定。
按LM317使用手则的推荐,R3的阻值在120欧姆——220欧姆之间选取,电压高低的计算方法为:1.25(1+R3/R2)。
IC3应选用多圈精密可调电阻。
继电器选用工作电压为12V,且触点电流较大的;以减少接触电阻,本文选用的是8A的。
可控硅SCR选用小电流的单向可控硅,本文的型号为MCR100——8的1A单向可控硅。
D1——D5应选用工作电流大于3A的二极管。
另外,因第一阶段的充电电流较大,充电器输出到电池座的导线应选用稍粗的,以减少因导线内阻引起的电压降而影响控制电压的精度,同样,电池座与电池也应接触良好。
在设计电路板时,应注意区分IC1、IC2的引脚(见图2所示)。
IC1、IC2应加足够大的散热片,如两者共用散热片时,其中一个应加绝缘片,建议加在IC2上,理由是IC1工作时发热量较大,加绝缘片会增加热阻,影响散热效果。
为了减少IC1、IC2与散热片的接触散热,接触面应加散热硅脂。
因LM317的散热板与输出端内部是相连的,所以散热片应独立绝缘。
发光二极管LED1和LED2的作用是指示充电的工作状态,第一阶段恒流充电时LED2亮,第二阶段恒压充电时LED1亮,可分别选用不同颜色的发光二极管,以示区别。
2.3调试表测试IC3的2、6脚电压,调整W,使电压为4.2V,初步调好比较电压点,给IC2的输出端接上47欧姆的假负荷,测量IC2的输出端的电压,调整R2,使电压为4.2V。
接着,断开电源,接上R7,断开假负荷,接上待充电电池。
然后接上电充电器装好后,先断开R7,接上电源用数字万用源,这时充电器给电池进行恒流充电。
为确保比较电压点精确,应分别测量电池两端的电压和电压比较器采样点A点与IC3第4脚之间的电压,A点的电压值,减去电池两端的电压值即为导线的电压降值,再调整W,使IC3的2、6脚的电压为4.2V+导线的电压降值,以确保第一阶段充电结束时,电池两端的电压精确达到4.2V。