多功能充电器的设计与制作,Multi-function battery charger
关键字：TL431,LM324,电池充电器电路
作者：张扬
充电器利用老式简易充电器和废弃节能灯改制，可对电池先行放电到1V时自动转为充电，能消除电池的记忆效应；充电电流有100mA、200mA、300mA三挡可调；充满电后能自动转为涓流充电等等功能，因而受到了爱好者的欢迎，被认为是该期读者最受欢迎的稿件（见2004年第5期幸运读者问卷统计结果）。充电器使用至今已正常工作了两年多。但使用中也发现了一些问题：1、充电器的温度比较高。充电器是在冬天制作的，温度感觉不高。但到了夏天，充电器只能同时对3只电池进行小电流（100mA）连续充电，若是同时对4只电池或是采用200mA～300mA对2～3只电池充电，只能作1～2小时的短时间充电，否则温度将上升到70多度，容易烧坏充电器，充电器的输出功率也受到了限制。2、输出的直流电压与计算出的电压相差比较大。3、大电流充电时电压要下降，输出电压的特性比较软。笔者经实验探索，已找到了降低温度、提高输出功率和稳定输出电压的方法。
一、重新设计充电器电路
为了分析方便，先简单介绍充电器的工作原理。参看下图：
T1431（1C1）的阴极K与控制极R相联，组成2.5V基准稳压源。四运放1M324（IC2）作为比较器，从2.5V 基准稳压源经电阻R22、R23分压后送到比较器的反相端作为基准电压。电池的电压则送到比较器的同相端。开始充电时，电池电压低于反相端的电压，比较器输出低电平，红色1ED2指示灯导通发光，指示正在充电，
同时使三极管Q4（8550）导通，电源经三极管、限流电阻R29和隔离二极管D10向电池充电。电池在充电中，其电压逐步升高，当上升到略超过比较器反相端的电压时，比较器翻转，其1脚输出高电平，红色指示灯熄灭，三极管Q4截止，电源停止充电。1脚输出的高电平经R27使Q5导通，绿色1ED指示灯发光。但充充停止后，电池的电压会略有下降，于是IC2的1脚又由输出高电平转为低电平，电源再次对电池充电，电池的电压略上升时，比较器又再次翻转输出高电平，电源停止对电池充电。如此循环下去，就形成了对电池的脉冲充电，充电电流逐渐减小，红灯亮度减弱，绿灯的亮度则逐渐增加，最终充电电流减小到涓流（数毫安到十几毫安）的充电状态。由此可知，最高充电电压是由反相端的基准电压来决定的，改变R23的大小就可以调整充电的最高电压。电压选高了会造成过充电，选低了，电池就不能充足电。笔者测试了多种容量的镍氢电池，发现多数电池充电时的最高电压只能达到1.43V左右。笔者即选取此值作为最高电压，分压电阻R22取10k，则R23=1.43×R22／（2.5-1.43）=13.36k。
也可用一个可变电阻代替R23，用准确的数字万用表（因指针式万用表内阻低，不能使用）测量IC2
反相端的电压，调可变电阻使电压等于1.43V，再测量出可变电阻的阻值。用相同阻值的电阻代替。为了减小充电器的功率的损耗，应尽量降低充电器输出的电压。充电器的输出电压由图2的IC3（T1431）来决定。因T1431最低的稳定电压是2.5V，加上光电耦合器内发光二极管的电压降，充电器的最低输出电压只有2.8V多，因此把充电电流为100mA时的电源电压设定为2.9V。减去电池的1.2V电压和控制三极管的0.2V 电压降。分配在限流电阻和隔离二极管上的电压是2.9-1.2-0.2=1.5V。二极管仍采用普通4007整流二极管，电压降取0.76V，则电阻上的电压降为1.5-0.76=0.74V，通过100mA电流时的电阻值就是7.4 Ω。第二挡充电电流200mA. 电源电压等于1.2+0.2+0.76+0.2×7.4=3.64V。第三挡充电电流300mA，电源电压应为1.2+0.2+0.76+0.3×7.4=4.38V。（以上的计算中，均假定二极管和三极管的电压降不变，为0.76V 和0.2V）。电源输出的不同电压是通过开关K1选取电阻R12、R13、R14来实现。电阻愈小，输出电压愈高。第一挡输出电压V等于2.9V，因1M324的输入电阻很高，近似地略去输入电流，则R12=2.5×R10／（V-2.5）=2.5×2.2／（2.9-2.5）=13.75k。
可近似取13.8k。式中的2.5是T1431的基准电压。同样可算出其它两挡的电阻等于4.8k、2.9k。这样的电阻并不好找。但因电池的充电电流要求并不很严格，三个电阻可选用相近阻值的电阻。
R12、R13、R14三个电阻也可用上述的方法用一个可变电阻接在IC3 T1431的控制极R和地之间，充电器直流输出端接上负载，调节可变电阻使输出电压达到预定值，测量出可变电阻的电阻，然后用相同阻值的固定电阻来代替。
在第3挡300mA时，电阻消耗的功率最大，消耗的功率等于0.3×0.3×7.4=0.67W.可选7.5Ω功率1W～2W的电阻作为降压电阻。充电器用300mA电流对4个电池充电时，电源输出的功率由原来的6.24W减小到5.26W。损耗减小了近16口。
二、降低电源部份的功率损耗
上图是改进后的充电器完整电路，上半部份是用节能灯电路改制的电源电路，其简要工作原理是：市电经整流滤波后，由Q1、Q2逆变为高频交流电，再经T2降压整流滤波和稳压以得到低压直流电源。在节能灯中，三极管Q1，Q2工作在不受控的开关状态，损耗较小，但作充电器后，为了稳压，开关状态受到了控制，管子损耗增加较多，三极管的温度要高出二三十度。为了减小损耗，采取了以下几个措施：1、在
Q1的基极回路增加了电容C2和二极管D6。2、D9的阴极对地接一个1 0 μ F电容和2k电阻的滤波电路。
3、Q1与Q2的发射极各串联一只2.2Ω或3.3Ω的电阻以稳定Q1、Q2的工作状态。
4、调整T1的初级和次级绕组的匝数，T1的初级匝数增加，输出电压增加，但匝数增加到14匝以上，输出电压就不再上升。次级匝数增加后，充电器的输出电压很快上升，并在匝数增加到7匝时达到最大值，笔者即以此数据改绕了T1。
5、Q1、Q2工作在推挽状态，但原整流电路使用了半波整流电路，电源的效率下降，应改为全波整流电路。全波桥式整流电路要使用4只肖特基二极管，增加了电压降和损耗，可改用双半波整流电路，需改绕T2变压器的次级，用两股0.44漆包线并绕20匝，中心抽头。2、原低压直流使用470 μF电解电容滤波，改用1000μF（或更大）电容，可改善输出特性。输出电压调到4.38V，从轻负载到满载（1.2A电
流），输出电压仅下降0.3V左右。输出电压为2.9V、3.64V时，负载电流从0.1A增加到1.2A，基本上看不到输出电压有变化。充电器的实用价值有了较大的改进。但1 000μF电容的体积和高度都比较大，直立安装有点困难，可如下图那样把电容横放在高度较低的元器件上。
三、关于输出电压与计算值相差较大的问题
采用了以上措施后已有改善，笔者通过选取HFE在200以上的三极管作为Q3后，己基本上解决了这个问题。
四、增强充电器的散热能力
在充电器的外壳上打一些孔，使热空气可通过散热孔把热量发散出去。这样，采取以上的措施后，充
电器的温度已大为降低，把充电器的输出电压调到4.38V对4只电池充电（300mA）数小时，三极管的温度上升到50多度，其他元器件如T2变压器、次级的整流二极管都有50多度，但均在允许的温度范围内，可以正常工作。
一号电池槽增加了一个电池放电电路。其原理是：参看上图左下部虚线框内的电路，按下K3键，Q1 2导通，电池经Q1 2在电阻R37上放电，R37上产生的电压经R35、R36分压送到Q13的基极使Q13导通，维持了Q12导通所需要的基极偏流，因此在松开按键K3以后，Q1 2仍然导通，保证电池能继续放电。在接通电源的情况下放电，Q13导通后，集电极的低电平经R34.使Q1 4导通。一方面，电源经Q1 4和R38使橙色1ED5导通发光。同时，Q13集电极的低电平经D1 1使1ED2的阳极为低电平，充电指示灯1ED2停止发光。此外，Q14集电极的高电平经D1 4使Q4的基极为高电平，Q4截止，停止对电池的充电。在电池放电期间电源不得对电池充电，Q4必须可靠截止，因此D14不能使用1N4007等普通二极管，应采用快速恢复二极管或肖特基二极管。电池放电到1.0V（此电压可用改变R36的阻值来调整）时，R36上的电压不能维持Q13导通，Q13、Q12、Q1 4截止，电池停止放电，1ED 5停止发光，Q4再次导通，自动转为对电池充电。因恒星充电器外壳的尺寸比较小（100×70×45），只能装进一个电池的放电电路。
几点说明：
1、充电器为了简化电路，只控制了Q2，控制精度不是很高，大负载下输出电压仍有一点下降，但已能满足使用要求。同样，充电器的温度比在节能灯状态时仍然要高一点，但已不影响充电器的正常工作。
2、要注意在大负载时Q1、Q2温度和电压的平衡。若Q2的温度高于Q1，可减少T1反馈到Q2的次级绕组匝数、加大Q2发射极电阻R6或基极电阻R
3。还可用交换T2变压器初级的接线、把温度高的整流管更换为快速恢复二极管的办法解决。另外，Q1、Q2集电极到发射极的电压应该相等，若不等。调整的方法与调整温度的方法相同。实际上平衡温度比较容易，而平衡电压的难度较大。3、低压整流二极管应采用肖特基二极管，但2A的SB260和3A的1 N5820发热都比较严重，而使用SB306或C81—006的效果就比较好。
4、原充电器设计成可充3个镍氢或镍镉电池与一个锂电池。但5号锂电池比较少见，若没有5号锂电池，充电器可改为充4节镍氢或镍镉电池，这次改动就是按此设计的。
在节能灯中，还有一种采用双电容滤波的电路，下图是采用这种电路改制的低压直流电源，效果略优于单电容滤波的电路。此电路也需要注意Q1、Q2的温度与电压的平衡。工作原理与单电容滤波的电路基本相同，这里就不作介绍了。
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基于MAX1898的智能充电器设计 在人们日常工作和生活中，充电器的使用越来越广泛。从随身听到数码相机，从手机到笔记本电脑，几乎所有用到电池的电器设备都需要用到充电器。充电器为人们的外出旅行和出差办公提供了极大的方便。 单片机在电池充电器领域也有着广泛的应用，利用它的处理控制能力可以实现充电器的智能化。充电器各类繁多，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。 1 实例说明 随着手机在世界范围内的普及使用，手机电池充电器的使用也越来越广泛。 本章将通过一个典型实例介绍51单片机在实现手机电池充电器方面的应用。实例所实现的充电器是一种智能充电器，它在单片机的控制下，具有预充、充电保护、自动断电和充电完成报警提示功能。 实例的功能模块如下。 ●单片机模块：实现充电器的智能化控制，比如自动断电、充电完成报警提示等。 ●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。 ●充电电压提供模块：采用电压转换芯片将外部+12V 电压转换为需要的+5V电压， 该电压在送给充电控制模块之前还需经过一个光耦模块。 ●C51程序：单片机控制电池充电芯片实现充电过程的自动化，并根据充电的状态给 出有关的输出指示。
2 设计思路分析 要实现智能化充电器，需要从下面两个方面着手。 （1）充电的实现。它包括两部分：一是充电过程的控制；二是需要提供基本的充电电压。（2）智能化的实现。在充电器电路中引入单片机的控制。 2.1 为何需要实现充电器的智能化 充电器实现的方式不同会导致充电效果的不同。 由于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。 手机电池的使用寿命和单次使用时间与充电过程密切相关。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比较苛刻，需要保护电路。为了有效利用电池容量，需将锂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。另外，对于电压过低的电池需要进行预充，充电器最好带有热保护和时间保护，为电池提供附加保护。 一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对电池起到一定的维护作用，修复由于使用不当造成的记忆效应，即容量下降（电池活性衰退）现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电控制芯片配合单片机控制的方法。专用的充电芯片具备业界公认较好的－△V 检测，可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确地结束充电工作，通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化，例如，在充电后增加及时关断电源、蜂鸣报警和液晶显示等功能。充电器的智能化可以缩短充电的时间，同时能够维护电池，延长电池使用寿命。 2.2 如何选择电池充电芯片 目前市场上存在大量的电池充电芯片，它们可直接用于进行充电器的设计。在选择具体的电池充电芯片时，需要参考以下标准。 ●电池类型：不同的电池（锂电池、镍氢电池、镍镉电池等）需选择不同的充电芯片。 ●电池数目：可充电池的数目。 ●电流值：充电电流的大小决定了充电时间。 ●充电方式：是快充、慢充还是可控充电过程。 本例要实现的是手机的单节锂离子电池充电器，要求充电快速且具有优良的电池保护能力，据此选择Maxim公司的MAX1898作为电池充电芯片。
《单片机原理及应用》课程设计报告书 课题名称基于单片机智能充电器的设计 姓名 学号 专业 指导教师 机电与控制工程学院 年月日
任务书 一、设计题目：基于单片机智能充电器的设计 二、设计要求：（1）在单片机的控制系，具有充电保护的功能。 （2）能够自动断电和充电完成报警提示功能。 （3）能够实现充电器的智能化控制。 （4）能够方便快捷地答道正常充电的标准。
目录 一、绪论 (1) 二、程序系统流程图 (8) 三、硬件设计 (9) 四、单片机选择 (17) 五、充电过程 (28) 六、总结 (29) 七、附录 (30)
一、绪论 1.1概述 如今，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，并防止电池损坏。与此同时，对充电电池的性能和工作寿命的要求也不断地提高。 电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于使用的化学物质的不同，电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防止过度充电而损坏电。 目前，市场上卖得最多的是旅行充电器，但是严格从充电电路上分析，只有很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。 电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全地充电，因此，需要对充电过程进行更精确地监控(例如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控)，以缩短充电时间，达到最大的电池容量，并防止电池损坏。因此，智能型充电电路通常包括了恒流／恒压控制环路、电池电压监测电路、电池温度检测电路、外部显示电路(LED或LCD显示)等基本单元。其框图如下：
郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目手机充电器 学生姓名X X X ___________________ 专业班级电气工程及其自动化班 学号2012470XX __________________ 院（系）电气工程学院__________________ 指导教师_XX ______________________ 完成时间2014 年月日
刖言 随着科学技术的发展，手机逐渐成为人们交流的主要工具，在人类社会中扮演着重要的角色。但是也有不利的一方面，消费者每当更换一个手机就必须更换原配充电器，或者是原配充电器遗失或损坏后找不到与之相匹配的充电器，所以必须抛弃手机或者寻找原配充电器，但是花很多的钱。手机配件的不完善逐渐成为国产手机被消费者厌恶最多的问题之一，致使国内手机的销量下降。 在2003年，深圳市海陆通电子有限公司研发推出了历史上第一款通用型手机充电器一一万能充，让海陆通公司始料不及的是，这个看似简单但外观独特的充电器却获得市场的热销。“第一次推出的几十万批量试单，三天内全部售完，完全出乎在我们的预料。”没有想不到只有做不到，至此万能充电器逐渐成为人们充手机的主要工具，方便快捷。 以前一个手机要对一个原装充电器，因为手机的更新换代速度很快，有的人半年就换一台手机，一个老百姓平均使用的充电器十个八个，对社会的有限资源是极大的浪费。但是万能充发明出来后，一个充电器基本可以满足全家人使用。所以说对节约社会资源，减少资源浪费做出了一定的贡献，在这个行业来说也是一个创新性的里程碑式的产品，有效地推动了充电器标准化的进程。一个小小充电器不仅改变了海陆通公司的命运，也改变了数以千万中国手机用户换手机一定要换充电器的束缚，给手机用户带来了极大的便利。
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
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实 习 报 告 实习名称：测控综合大实习 实习内容：智能充电宝设计 姓名： 学号： 专业：测控技术与仪器 学期： 2013-2014 第一学期 任课教师： 实习地点：校内 实习时间： 2013.12 -2014.1 智能充电宝 摘要：现如今，大屏智能手机,平板电脑，笔记本电脑，数码相机等，功能日益多样化，使用也更加频，特别是外出旅游时又是这些终端设备的使用高峰期，
使用频繁带来的电量不够用，于是移动电源充电宝应运而生。虽然手机因品牌,型号等各有不同，但目前市场上的主要多功能性充电宝，都配置有标准的USB 输出，基本能满足目前市场常见的移动设备手机，MP3，MP4，蓝牙耳机，数码相机等数码产品。 本论文将以MSP430和充电芯片MAX1898为基础设计一款手机理电池智能充电宝。首先MAX1898对锂电池进行充电，再接入升压电路、电池保护电路，通过开关切换使终端输出不同电压，充电完成报警引脚以及充电断开控制引脚均用单片机来进行控制，并显示充电状态和充电进度。 关键字：充电宝终端报警控制 Abstract: Now, the big screen intelligent mobile phone, tablet computer, notebook computer, digital camera, functional diversification and the use is more frequency.The terminal equipment using peak when the tourist season. With the frequent use of power brought is not enough, the charging mobile being produced.Although mobile phone is different because of the brand, model , but currently mainly multifunctional charging Po, are equipped with a standard USB output on the market, can basically meet the current market common mobile equipment such as mobile phone, MP3, MP4, Bluetooth headsets, digital cameras and other digital products. This paper will design a Intelligent charging Po based on Single chip microcomputer MSP430 and charging chip MAX1898 .First MAX1898 charging the lithium battery , then access to boost circuit and battery protection circuit.Through the switch terminal output different voltage. Charging complete alarm pin and charging disconnect control pins are regulated by single-chip microcomputer ,and display the state of charge and charging schedule. Key word:charge pal terminal alarming control 目录 第一章绪论
万能充电器结构设计 手机充电器开发目录 一、方案定向 二、基本规格要求书的制作 三、ID 的确认 四、结构建模 1.资料的汇总 2.构思拆件 3.外观件的绘制 4.初步拆件 5.PCB 设计指引制作 6.拆件效果图的确认 五、结构设计 ㈠主体：面底壳 1.止口线的制作 2.螺丝柱的结构 3.主扣的分布 4.与透明盖装配位置的结构设计 5.接触片的避空槽的设计 6.与胶垫或海绵垫等装配位置的结构设计 https://www.doczj.com/doc/8713524226.html,B 的固定结构 8.连接片尾部的避空口设计 9.插头安装的设计 10.散热窗,贴主标的位置,支撑凸点的设计 11.PCBA板的固定结构 ㈡透明盖 1.接触片、连接片的固定结构 2.接触片接触头的避空口设计 3.与主体装配的常用结构 4.压紧电池的装置设计 ㈢充电器夹紧力产生装置的结构设计 ㈣其他零配件的设计。 六、结构手板的制作与验证 七、结构设计优化 八、结构评审 九、开模评审 十、开模期间的项目跟进 十一、报价资料的整理 十二、试模与改模 十三、试产 十四、量产 手机充电器简介 手机充电器主要按照使用的方式进行分类。手机充电器大致可以分为座式充电器、旅行充电器和车载充电器。 * 座式充电器。这类充电器一般多为慢充模式，充电时间较长，大约为4～5 小时。 * 旅行充电器。大多数手机标准配置中只有旅行充电器。旅行充电器和座式充电器对电池充电的效果是一样的。这类充 电器携带方便，对于经常出外旅行的人来说比较合适，它一般是快速充电方式，充电时间为2～3 小时，旅行充电器基本 都具有充满自停的功能，对手机不会有任何不良影响。 * 车载充电器。这类充电器可以方便用户在汽车上为手机充电。其原理是采用汽车点烟器的电流电压12－24V，经“车
目录 1课题名称 (1) 2设计主体要求及内容 (1) 3 课题分析与方案论证 (1) 方案一........................................................................................... 错误!未定义书签。 方案二 (3) 4 各局部电路设计 (4) 整流滤波电路 (4) 恒压电路 (5) 恒流电路 (5) 充电提示电路 (7) 5组装调试 (10) 6元器件的选择 (10) 7 设计总结及改进意见 (10) 本方案特点及存在的问题 (11) 改进意见及其他设想 (11) 8 设计心得 (12) 参考文献
1 课题名称 手机充电器的制作。 2 设计主体要求及内容 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，本设计设计并制作一套手机通用锂电池的充电器。 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。 技术要求：能够顺利为锂电池充电，有必要的显示、保护功能，充电电压，充电限制电压。 工作要求：独立设计充电器方案，根据本人的方案，购买所需要的元器件和电路板，独立设计并调试正常，要求总投资不得高于20元。 3 课题分析与方案论证 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，为了让优化波形使其更加稳定可采用滤波电容去除高频干扰。 手机通用的锂电池充电电压为，因此需要设计一个恒压源电路。充电电流在一定程度上影响了充电的时间，过高的电流会缩短电池的使用寿命，所以我们还需要一个可靠地恒流源来保证充电的时间和手机的使用寿命。 当上述条件都具备时对于不同容量的手机电池充电时间是不一样的，因此需要一个不以时间为参考的充电完成信号，我们可以根据电池两端的电压是否达到标准电压来判断是
湖北轻工职业技术学院毕业设计(论文) 题目 USB充电器的设计 系部信息工程系 专业电子信息工程技术
毕业设计(论文)任务书 设计（论文）题目：USB充电器的设计 设计（论文）主要内容： 1.介绍USB充电器的背景。 2.总结充电器的概念和特性。 3.描述USB充电器设计方法。 4.实现电路。从硬件电路上来完成USB充电器的设计。 5.对设计做整体概述和分析。设计过程中遇到的问题及解决办法、课程设 计过程体会、创新点、新颖性、应用价值等。 要求完成的主要任务: 本课题要求完成的主要任务是设计USB充电器，实现对交流信号的转换，在交流信号波动时保证输出直流信号的稳定，并且要考虑到散热的问题。 指导教师签名：教研室主任签名： 湖北轻工职业技术学院
毕业设计(论文)开题报告 题目 USB充电器的设计 系部信息工程系 专业电子信息工程技术 班级 09电信班 姓名杨小莉 指导教师赵欣 2012年 3 月 13 日 一、选题的依据及意义 USB充电器在各个领域用途广泛，特别是在生活领域被广泛用于MP3、MP4、手机、相机等常见电器。USB充电器通常指的是一种将交流电转换为低压直流电的装置。充电器是采用电力电子半导体器件，将电压和频率固定不变的交流电变换为直流电的一种静止变流装置。在以蓄电池为工作电源或备用电源的用电场合，充电器具有广泛的应用前景。 二、国内外研究概况及发展趋势 在2006年12月14日为了统一手机充电器接口，信产部就颁布了《移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法》。在接口方面参照了通用串行总线(USB)类型A系列接口规范，并将统一的连接接口设在充电器一侧。
毕业设计课题名称：锂电池充电器的设计
总目录 第一部分任务书 第二部分开题报告 第三部分毕业设计正文
第一部分 任 务 书
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
电力电子技术课程设计说明书题目：手机充电器的设计与制作 学生姓名：李羊飞 学号： 2 院（系）：电气与信息工程学院 专业：自动化 指导教师：康家玉 2014 年 01 月 01 日
1 选题背景 1.1设计说明 本充电器由电源变压器T（8VA,9V）、整流桥堆UR(2A,50V)、三端可调 集成稳压器IC(W7805)，晶体管V1(9013E)，发光二极管VL1(RED)，电阻R1、R2，电位器RP1、RP2、RP3等组成，可对手机锂电池进行充电，电池充满电 后可自动停充。 1.2 指导思想 手机充电器输入端输入220V、50HZ电，分别经过降压、整流、滤波电路使得高电压交流电变换为低电压直流电，再分别经过分压，稳压电路实现满足 要求的电压和电流供应，完成充电过程，显示电路用于实现充电过程与充满状 态的显示。 1.3 技术要求 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，本设计设计并制作一套手机通用锂电池的充电器。 技术要求：能够顺利为锂电池充电，有必要的显示、保护功能，充电电压4.2V，充电限制电压4.5V。 1.4 方案论证 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。
手机通用的锂电池充电电压为4.2V，因此需要设计一个恒压源电路。充电电流在一定程度上影响了充电的时间，过高的电流会缩短电池的使用寿命，所 以我们还需要一个可靠地恒流源来保证充电的时间和手机的使用寿命。 当上述条件都具备时对于不同容量的手机电池充电时间是不一样的，因此需要 一个不以时间为参考的充电完成信号，我们可以根据电池两端的电压是否达到 标准电压来判断是否充满电。 1.4.1 方案一 本方案采用的是现行手机充电器的通用电路，主要是由开关电源和充电电路组成的。 电路图如下。 图3.1原理图 制作成功后该充电器能自动识别电池极性，自动调整输出电流使得电池达 到最佳充电状态，可保护电池延长电池寿命。充电饱和时七彩灯会自动熄灭。 当接入电源后，通过整流二极管VD1、R1给开关管Q1提供启动电流，使 Q1开始导通，其集电极电流Ic在L1中线性增长，在L2中感应出使Q1基极为正，发射极为负的正反馈电压，使Q1很快饱和。与此同时，感应电压给C1 充电，随着C1充电电压的增高，Q1基极电位逐渐变低，致使Q1退出饱和区，Ic开始减小，在 L2中感应出使Q1基极为负、发射极为正的电压，使Q1迅速
山东交通学院 课程设计报告 课题名称基于单片机的太阳能充电器的设计学生姓名傅传银唐飞翔 学号140818108 140818110 专业电子信息工程（信职141） 指导教师张波 2016年06月26日
1 绪论 1.1 本课题研究背景及现状 当代社会随着一些不可再生资源如煤炭，石油等日益减少，使得各国社会经济越来越受能源问题的约制，因此许多国家开始逐渐的实行“阳光计划”，开发洁净的能源如太阳能，用以成为本国经济发展的新动力。 首先让我们想到的是太阳能电池，因为它不会消耗水，燃料等物质，并且不会释放任何对环境有污染的气体，是直接通过太阳光与材料的相互作用释放出电能，这种无污染资源对环境的保护有着相当重要的意义[1]。由于无公害的作用，目前世界太阳能电池产业已经出具规模，1995年到2004年的十年内平均年增长率达到30%以上。随着新型太阳能电池的涌现，以及传统硅电池的不断革新，新的概念已经开始在太阳能电池技术中显现，从某种意义上讲，预示着太阳能电池技术的发展趋势[2]。世界各国对光伏发电也越来越重视，目前全世界已超过一百个国家使用光伏发电系统，其中以欧洲为代表的发达国家为主，占总市场的80.1%,早在09年的时候，世界各国总的光伏新加装机容量接近800万千瓦，截至当年低，世界光伏装机容量总共接近2700万千瓦[3]。随着并网光伏发电市场的迅速发展，让它受到了世界各地的关注。 目前，太阳能电池的应用已经逐渐广泛得到推广，众所周知，沙漠地区由于气温特别高，因此最具有大规模开发太阳能的潜力，这使得沙漠等偏远地区对其的使用更加方便，并且能减低甚至节省昂贵的输电线路，从长远发展状况来看，随着改善太阳能电池制造技术和新的光 - 电转换装置发明，国家环保和清洁能源，光伏发电系统和太阳能发电的巨大需求恢复将继续利用太阳辐射能比较实用方法，这可以为人类以后能使用太阳能提供了广阔的开辟前景[4]。 当代社会太阳能手机充电器得到了一定的使用，它具有运用方便，环保，节能，格外使用于应急场合，高效率充电，性价比较高，让大家无论身处何处，都不会受到手机没电的困扰[5]。借此太阳能手机充电器的众多优点，因此提出本课题。 1.2 课题设计思想 基于单片机的太阳能充电器的设计是本次探导的课题。首先，由于太阳能电池板的电压会随太阳光的强度波动，强烈的太阳光的太阳能电池板的电压是高的数，当太阳光弱的强度，所述太阳能电池板的输出电压低时，从太阳能电池板的输出到稳定的
邮局订阅号：82-946120元/年技术创新 嵌入式与SOC 《PLC 技术应用200例》 您的论文得到两院院士关注 闫艳霞:讲师硕士 基金申请人:姜利英;基金资助项目名称:基于BNI 融合的传感器构筑及性能研究;基金颁发部门:国家自然科学基金委;基金编号:(61002007) 基于单片机的智能充电器硬件设计 Design of intelligent charger based on single-chip microcomputer (郑州轻工业学院)闫艳霞 姜利英姜素霞YAN Yan-xia JIANG Li-ying JIANG Su-xia 摘要:锂离子电池以其诸多优点成为应用最广泛的可充电电池,针对锂离子电池充电器的不足,设计了一种采用单片机控制的智能型充电控制器,系统硬件组成包括单片机电路、充电控制电路、电压转换及光耦隔离电路,该智能充电器实现智能控制预充、快充、满充三个充电进程,判断充电终止状态,能够有效防止锂离子电池的欠充或过充,具有高效安全的充电控制、过压保护和过流保护功能。 关键词:锂离子电池;智能充电器;AT89C51;MAX1898中图分类号:TN248.4文献标识码:A Abstract:Lithiumion batteries have become the most widely used rechargeable batteries due to their many https://www.doczj.com/doc/8713524226.html,bined with the shortcomings of common chargers,I try to design a type of intelligent battery charger based on microcomputer.The hardware cir -cuits of the system include microcomputer circuit,charge control circuit,voltage transformation and the light pair isolating circuit..It can control both the three charging process which include previous charge,fast charge and full charge,and judge the charge termina -tion state smartly.It aslo can prevent less charged or overcharged of lithium battery effectively,it also has the functions of high secu -rity charge control,over-voltage protection and over-current protection. Keywords:Lithium battery;intelligent battery charger;AT89C51;MAX1898 文章编号:1008-0570(2012)10-0207-02 引言 电池技术的进步要求复杂的充电算法以实现快速、安全的充电,因此需对充电过程进行更精确的监控(如对充、放电电流、充电电压、温度等的监控)。同时,对充电电池的性能和工作寿命的要求也不断地提高。因为锂离子电池有较高的能量比,放电曲线平稳,自放电率低,循环寿命长,具有良好的充放电性能,可随 充随放、 快充深放,无记忆效应,不含镉、铅、汞等有害物质,对环境无污染,被称为绿色电池,所以锂离子电池得到迅速发展和广泛的应用。 锂离子电池智能充电控制器是指能根据用户的需要智能控制充电进程,并且在充电过程中能对被充电电池进行保护从而防止过电压和温度过高的一种智能化充电控制器,充电器为充电电池补充能源的静止变流装置,因此其性能的优劣直接关系到用电系统的安全性和可靠性指标。本文针对锂离子电池的特点,提出了一种新型的智能充电的设计方案。 1系统设计 1.1锂离子电池充电过程 将锂离子电池的电压曲线分为三段,如图1-1。 图1-1锂离子电池的充电特性 根据锂离子电池充电特性的三段性,充电控制时需采用分段控制的方式,:进入B —C 段之前,电池电量己基本用完,此时采用恒定的小电流充电。当进入B —C 段时,若采用恒流充电,电流过大会损坏电池,电流过小使充电时间过长,根据电压变化情况控制充电电流,使电池充电已满,若此时停止充电,电池会自放电。为防止自放电现象发生,采用浮充维护充电方式,用小电流 进行涓流充电。 充电过程中需不断检测电池两端电压,锂离子电池是以零增量检测为主,时间、温度和电压检测为辅的方式。系统在充电过程检测有无零增量(△V)出现,作为判断电池已充满的正常标准,同时判断充电时间、电池温度及端电压,是否已超过预先设定的保护值作为辅助检测手段。当电池电压超过检测门限时,系统会检测有无零增量出现,若出现零△V,则认为电池正常充满,进入浮充维护状态;在充电过程中,系统会一直判断充电时间、电池温度及端电压是否己到达或超过了充电保护条件。若其中一个条件满足,系统会终止现有充电方式,进入浮充维护状态。 1.3锂离子电池智能充电器功能模块 图1-2系统总体框图 锂离子电池对充电器要求较苛刻,需保护电路,为有效利用电池容量,需将锂离子电池充电至最大电压,但过压充电会造成电池损坏,这就要求较高的控制精度。另外,对于电压过低的电池需要进行预充,充电器最好带有热保护和时间保护,为电池提供附加保护。针对这些应用特点,设计了一种基于单片机 207--
摘要 前言 一、塑件工艺分析 1.1塑件设计要求................................................... 1.2塑件生产批量要求............................................... 1.3塑件的成型要求................................................. 1.4丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）.............................. 1.5材料的确定及相关参数........................................... 二、基本结构 2.1、模具的成形方法................................................ 2.2、型腔的布置.................................................... 2.3选择浇注系统................................................... 2.4冷却系统的设计................................................ 2.5确定推出方式................................................... 2.6侧向抽芯机构................................................... 2.7模具的结构形式................................................. 三、模具设计的有关计算 3.1注射机的选择 3.2、模具成形尺寸设计计算 四、注塑机参数校核 4.1最大注射量校核................................................. 4.2锁模力校核..................................................... 4.3模具与注塑机安装部分相关尺寸校核............................... 4.4模具闭合高度校核............................................... 4.5开模行程校核................................................... 4.6模具结构、尺寸的设计计算....................................... 4.7型腔结构....................................................... 4.8型芯结构....................................................... 4.9导向机构....................................................... 4.10复位杆........................................................ 4.11拉料杆........................................................ 4.12推件杆........................................................ 4.13推出结构...................................................... 五、塑料注射模具技术要求及总装技术要求 5.1零件的技术要求................................................. 5.2总装技术要求及装配图........................................... 结论 致谢 参考文献
题目 1 —直流/ 直流升压电路分析 与设计 电动汽车蓄电池充电器设计 一、技术指标 输入电压：12-24V，输出电压42V，输出电压纹波＜200mV，负载电阻10 Q,开关频率50kHz。 二、设计要求 1). 选择主电路的类型和相应的功率器件，并对功率器件进行设计； 2). 设计电压单闭环反馈补偿器； 3). 给出输出电压的仿真结果来验证你的设计： a)电阻由10Q跳变到5Q; b)输入电压由12V跳变到24V。 三、设计方案分析 、DC-DC 升压变换器的工作原理 DC-DC 功率变换器的种类很多。按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。非隔离型的DC-DC 变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC 变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC 变换器的工作原理。 图1 (a)是升压式DC-DC变换器的主电路，它主要由功率开关管VT、 储能电感L、滤波电容C和续流二极管VD组成。电路的工作原理是，当控制
信号Vi 为高电平时，开关管VT 导通，能量从输入电源流入，储存于
电感L 中，由于VT 导通时其饱和压降很小，所以二极管 D 反偏而截止， 此时存储在滤波电容C 中的能量释放给负载。当控制信号Vi 为低电平时, 开关管VT 截止，由于电感L 中的电流不能突变，它所产生的感应电势将 阻止电流的减小，感应电势的极性是左负右正，使二极管 D 导通，此时存 储在电感L 中的能量经二极管D 对滤波电容C 充电，同时提供给负载。 电路各点的工作波形如图1 (b )。 图1DC-DC 升压式变换器电路及工作波形 、DC-DC 升压变换器输入、输出电压的关系 假定储能电感L 充电回路的电阻很小，即时间常数很大，当开关管 忽略管子的导通压降，通过电感 L 的电流近似是线性增加的。 其中ILV 是流过储能电感电流的最小值。在开关管VT I I ^T b T LP LV ON ON 导通结束时，流过电感L 的电流为： L ，iL 的增量为L 。 在开关管VT 关断时，续流二极管D 导通，储能电感L 两端的电压为 UL U0 Ul L dT ，所以流过储能电感L 的电流为：" ILP L t ，当 i L I LV I LP 开 关管VT 截止结束时，流过电感L 的电流为 关管导通期间的增量应等于在开关管截止期间的减量，即 T T 1 T O FF ，所以：U 。“ U T T ON U 1 1 q ^，其中 VT 导通时, i L 1 LV 即： U 。 U I I OFF L U o U I iL 的减少量为 L T OFF 。 在电路进入稳态后，储能电感 L 中的电流在开 U L T L I ON u 。U I L
一款手机万能充电器结构设计过程 手机充电器开发目录 一、方案定向 二、基本规格要求书的制作 三、ID的确认 四、结构建模 1.资料的汇总 2.构思拆件 3.外观件的绘制 4.初步拆件 5.PCB设计指引制作 6.拆件效果图的确认 五、结构设计 ㈠主体：面底壳 1.止口线的制作 2.螺丝柱的结构 3.主扣的分布 4.与透明盖装配位置的结构设计 5.接触片的避空槽的设计 6.与胶垫或海绵垫等装配位置的结构设计 https://www.doczj.com/doc/8713524226.html,B的固定结构 8.连接片尾部的避空口设计 9.插头安装的设计 10.散热窗,贴主标的位置,支撑凸点的设计 11.PCBA板的固定结构 ㈡透明盖 1.接触片、连接片的固定结构 2.接触片接触头的避空口设计 3.与主体装配的常用结构 4.压紧电池的装置设计 ㈢充电器夹紧力产生装置的结构设计 ㈣其他零配件的设计。 六、结构手板的制作与验证 七、结构设计优化 八、结构评审 九、开模评审 十、开模期间的项目跟进 十一、报价资料的整理 十二、试模与改模 十三、试产 十四、量产 手机充电器简介 手机充电器主要按照使用的方式进行分类。手机充电器大致可以分为座式充电器、旅行充电器和车载充电器。 * 座式充电器。这类充电器一般多为慢充模式，充电时间较长，大约为4～5小时。 * 旅行充电器。大多数手机标准配置中只有旅行充电器。旅行充电器和座式充电器对电池充电的效果是一样的。这类充电器携带方便，对于经常出外旅行的人来说比较合适，它一般是快速充电方式，充电时间为2～3小时，旅行充电器基本都具有充满自停的功能，对手机不会有任何不良影响。 * 车载充电器。这类充电器可以方便用户在汽车上为手机充电。其原理是采用汽车点烟器的电流电压12－24V，经“车充”内部电路进行稳压，整流滤波后，输出合适手机充电所需电压，对电池进行充电。车载充电器的一端插入点烟器，另一端连接手机，一般充电电流较大，属快速充电，一般充电时间为60－90分钟。 现在在一些大城市的主要商场、饭店、车站出现了一种给手机充电的装置，叫做“街头手机充电器”，这种装置有一人多高，分布有不同手机品牌的充电插头，只要把充电器上的小夹子往电池上一夹，再投进去一元硬币，您的手机就可以充
1.课程设计题目 手机充电器。 2.设计内容及要求 电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流供电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。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，本设计设计并制作一套手机通用锂电池的充电器。 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。 技术要求：能够顺利为锂电池充电，有必要的显示、保护功能，充电电压4.2V，充电限制电压4.5V。 工作要求：独立设计充电器方案，根据个人的方案，购买所需要的元器件和电路板，独立设计并调试正常，要求总投资不得高于15元。 3.设计题目分析 从设计题目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、恒压电路四部分组成。 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，为了让优化波形使其更加稳定可采用滤波电容去除高频干扰。 手机通用的锂电池充电电压为4.2V，因此需要设计一个恒压源电路。充电电流在一定程度上影响了充电的时间，过高的电流会缩短电池的使用寿命，所以我们还需要一个可靠地恒流源来保证充电的时间和手机的使用寿命。 当上述条件都具备时对于不同容量的手机电池充电时间是不一样的，因此需要一个不以时间为参考的充电完成信号，我们可以根据电池两端的电压是否达到标准电压来判断是否充满电。