基于多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)?？飘厴I(yè)論文設(shè)計(jì)

1、?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì) 所 在 系： 電子工程系 專 業(yè) 名 稱： 應(yīng)用電子技術(shù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、

2、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：

3、年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日鄭州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題名稱基于多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名學(xué) 號專 業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)開題報(bào)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(jì)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

4、化方面也提出了更高的要求。實(shí)現(xiàn)多功能手機(jī)充電器對電池充電飽和后自動斷電。三、設(shè)計(jì)要求 1、能對任何國家任何品牌的手機(jī)充電；2、具有限流、限壓、限溫、防短路等多種保護(hù)功能；3、手機(jī)電池充電達(dá)到飽和自動斷電四、設(shè)計(jì)思路1、對多功能手機(jī)充電器原理圖及接口進(jìn)行理解和分析2、設(shè)計(jì)合適的外圍電路，進(jìn)行原理分析，并利用仿真軟件進(jìn)行仿真3、利用protel99se繪制原理圖并生成pcb,進(jìn)行合理布線4、根據(jù)系統(tǒng)需要，進(jìn)行合理配置焊接，以便對外圍電路的工作進(jìn)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(jì)(論文)題目上報(bào)指導(dǎo)老師第二階段：200

5、9年月11月3日前接受畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)要求及有關(guān)規(guī)定，收集資料、開始撰寫開題報(bào)告第三階段：2009年11月5日前上交開題報(bào)告，由指導(dǎo)老師審閱第四階段：2009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(jì)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用不同方式與指導(dǎo)老師交流，溝通畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)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(jì)成果指導(dǎo)教師簽名： 日期：2009.10.28 開題報(bào)告表鄭 州 科 技 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目 基于多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì) 專業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù)

6、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：(1)編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文;(2)設(shè)計(jì)和制作基于多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)1.原理圖分析和設(shè)計(jì)；2.元器件的選擇；3. 制作并調(diào)試實(shí)物.基本要求： 1理解多功能手機(jī)充電器的原理；2能夠正確實(shí)現(xiàn)多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)其功能；3. 使該電路應(yīng)用到實(shí)際中.主要參考：1、多功能手機(jī)充電器的應(yīng)用和研究;2、多功能手機(jī)充電器的分析及應(yīng)用. 完 成 期 限： 2010年4月10號 指導(dǎo)教師簽名： 評審小組負(fù)責(zé)人簽名： 2009年10月28日基于多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)隨著便攜式電子設(shè)備的普及和充電電池的廣泛應(yīng)用，充電器的使用也越來越廣泛，但

7、其性能卻跟不上電池的發(fā)展要求，其電路設(shè)計(jì)存在較大的缺陷。針對目前市售充電器的技術(shù)缺陷，本文應(yīng)市場需求設(shè)計(jì)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(hù)功能；以恒壓充電方式進(jìn)入維護(hù)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(jì)方案，在設(shè)計(jì)中針對市場需求，在功能上進(jìn)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(jì)的重點(diǎn)。關(guān)鍵詞：維護(hù)充電方式；電路切換；智能充電；窗口檢測based on the design of multi-function mobile phone charg

8、erabstract：the design of portable electronic devices along with the popularity and extensive use of rechargeable batteries, chargers use was also more widely, but its performance has not kept pace battery development requirements, its circuit design there is a big flaw.view of the current commercial

9、ly available charger technical defects, this paper is designed in response to market demand for a multi-functional lithium-ion battery charger.this multi-functional lithium-ion battery charger with the detection of the state; automatically switch the circuit configuration to meet the rechargeable ba

10、ttery charging needs; charger short-circuit protection function; to enter the maintenance charge constant voltage charging mode; charge status display function.this full account of the design of the program at home and abroad, in the design for the market demand, in the functional on the appropriate

11、 adjustments to meet the needs of users cost-effective.feature is available for low cost, circuit simplification is the focus of this design.key words: maintenance charging mode; circuit switching; intelligent charge; window test目 錄引 言01 概 述11.1電池的應(yīng)用現(xiàn)狀21.2多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)背景32 鋰離子電池特性42.1鋰離子電池多功能充電器系統(tǒng)分析62

12、.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)73 充電器的基本設(shè)計(jì)83.1工作原理83.2充電時間113.3設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)124 結(jié) 論12致 謝13參考文獻(xiàn)14附錄116附表217引 言隨著現(xiàn)代科技的日益發(fā)展，對手機(jī)的要求也日趨多功能化。而手機(jī)耗電量的逐步增加，引起了人們的高度重視，這就使我們提高了對手機(jī)電池節(jié)能的要求。另一方面，手機(jī)電池隨著手機(jī)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(jī)出現(xiàn)了待機(jī)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(jī)時帶來了不少的麻煩。為解決這一問題，許多人在購買手機(jī)時采用了雙電雙充的配置方案，以

13、便用來解決手機(jī)耗電量大的難題。當(dāng)然，這樣做也相應(yīng)提高了手機(jī)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?yàn)殡姵仉娏坎蛔阌绊懯謾C(jī)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(jī)充電器，希望能夠?yàn)槟切┙?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!1 概 述 目前，市場上手機(jī)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: 與交流電網(wǎng)電源的連接，電源端子騷擾電壓，輻射騷擾場強(qiáng)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(hù)性能等方

14、面存在質(zhì)量問題。這些質(zhì)量問題不僅會影響到手機(jī)的正常使用，而且還會影響到手機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時還可能使消費(fèi)者受到傷害?，F(xiàn)在市場上出現(xiàn)了一些假冒偽劣手機(jī)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(fèi)者更愿意使用這些充電器來對手機(jī)電池進(jìn)行充電。而實(shí)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(hù)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(jī)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(hù)都有很高的技術(shù)要求，而那些假冒偽劣的充電器因其設(shè)計(jì)簡單，材料劣質(zhì)，加工粗糙，會對我們的手機(jī)電池性能與壽命造成很大損害。所以，沒有保護(hù)電路的充電器，

15、是不能保證我們手機(jī)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(jì)了一款安全可靠、攜帶方便、物美價廉的多功能手機(jī)充電器，希望能夠?yàn)榇蠹医鉀Q更多的實(shí)際問題！1.1電池的應(yīng)用現(xiàn)狀在消費(fèi)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(diǎn)受到了不少消費(fèi)者的青睞。同樣它的這些特點(diǎn)促進(jìn)了便攜式手機(jī)充電器轉(zhuǎn)向多功能手機(jī)充電器的發(fā)展趨勢。鋰電池的不足之處在于對充電器的要求和保護(hù)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充電至最大電壓，但由于過壓充電

16、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(jìn)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(hù)等。由此可見，實(shí)現(xiàn)安全高效的充電控制是成為鋰離子電池推廣與應(yīng)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其電池壽命簡，以便進(jìn)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

17、中實(shí)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(shí)現(xiàn)。1.2多功能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)背景目前，所有手機(jī)充電器其實(shí)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(jī)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據(jù)自己的電板設(shè)計(jì)，來滿足部分消費(fèi)者的需要。所以，有時候?yàn)槲覀兪謾C(jī)電池充電的時候，它顯示充電滿了，可是實(shí)際上與真正的飽和還差甚遠(yuǎn)。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

18、至不用。根據(jù)以上的各種事實(shí)論述和技術(shù)基礎(chǔ)，為本款多功能手機(jī)充電器提供了更多的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠?yàn)槲覀兊氖謾C(jī)充電提供更多的便捷服務(wù)！(1)手機(jī)充電器市場需求情況及發(fā)展趨勢1）當(dāng)前，手機(jī)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(biāo)準(zhǔn)功能外，還有部分產(chǎn)品帶有自動溫度控制與電壓控制，嚴(yán)防過充等新功能，因而消費(fèi)者應(yīng)普遍傾向于雙槽型充電器。2）隨著手機(jī)種類的日益增多，各種充電器因機(jī)型不同，電源端口的大小不同，而不能互換使用，這樣也給消費(fèi)者帶來了諸多不便。然而，標(biāo)準(zhǔn)型充電器是指可以連接所有手機(jī)底端電源插座的充電器，

19、并且生產(chǎn)的手機(jī)電源端口也應(yīng)為適用于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)充電器的規(guī)格。這樣，消費(fèi)者將不必在每次更換手機(jī)的同時去購買新的充電器。由此可見，多功能手機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化、通用化的方向發(fā)展。3）對于手機(jī)充電器的待機(jī)耗電量的降低同樣是多功能手機(jī)充電器設(shè)計(jì)過程中的一個重要環(huán)節(jié)。相比于以前大眾化的手機(jī)充電器，該款將會在各項(xiàng)多功能手機(jī)充電器的功能更加的完善，同時，更進(jìn)一步降低了本身的待機(jī)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(jìn)行充電。隨著市場的發(fā)展，自動識別兩種電池而進(jìn)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

20、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(diǎn)，這就會造成鋰電池壽命的折損。2 鋰離子電池特性 電子技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了各種電子產(chǎn)品向小型化的發(fā)展趨勢，如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品的普及推廣。從而也促進(jìn)了充電電源的小型化。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(hù)意識的日益增強(qiáng)，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

21、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(dá)鎳鎘電池的2倍以上，與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(fù)極，在充放電過程中，碳負(fù)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(dá)1200次以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各類電池。4）安全快速充電鋰離子電池與金屬鋰電池不同，它的負(fù)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

22、，可在-20+60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(diǎn)，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(diǎn)，但還是存在有如下的缺點(diǎn)：與干電池?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(diǎn)。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8

23、0%左右。內(nèi)部阻抗高。因?yàn)殇囯x子電池的電解液為有機(jī)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，鎳鎘電池的電壓變化很小(約1%），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(yán)重的缺點(diǎn)。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(diǎn)相比，這些缺點(diǎn)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應(yīng)用價值，其經(jīng)濟(jì)價值相當(dāng)可觀！這些

24、也促進(jìn)了本款多功能手機(jī)充電器的完美設(shè)計(jì)。2.1鋰離子電池多功能充電器系統(tǒng)分析2.1.1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)生氧化還原反應(yīng)，充電效率幾乎為100%。若繼續(xù)進(jìn)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(jī)充電器在對完全放電的鋰電池進(jìn)行恒流充電時，以充電量為參數(shù)，表示其電流與電壓之間的關(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(jìn)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(fù)溫度特性，因此需要對

25、充電電壓進(jìn)行補(bǔ)償。對于鋰離子電池，完全充電電壓與安全使用的充電電壓有較大的差值，因此本款多功能手機(jī)充電器不需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。4)充電溫度與放電容量由于充電時的溫度不同各種電池的充電效率是不同的。放電容量表示進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)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545溫度范圍內(nèi)進(jìn)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(biāo)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(jī)充電器檢

26、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(jìn)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)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(jìn)行充電。本款多功能手機(jī)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(dá)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(dá)到60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

27、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?yàn)殇囯x子電池對充電電壓精度的要求比較高，單節(jié)電池恒壓充電電壓應(yīng)在規(guī)定值的1%之間變化，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(jī)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(dá)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(dá)到60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

28、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(hù)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(jī)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(hù)充電狀態(tài)。3 充電器的基本設(shè)計(jì)3.1工作原理本款多功能手機(jī)充電器對鋰離子電池的充電過程分兩個階段進(jìn)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

29、沖到額定容量的93%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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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的振蕩與停止。此開關(guān)

30、電源初級電流很小，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?zhàn)饔?，q1的ic迅速上升而飽和，在q1進(jìn)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(fù)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)生一個與振蕩脈沖個數(shù)呈正比的直流電壓。此電壓若超過穩(wěn)

31、壓管z1的穩(wěn)壓值，z1便導(dǎo)通，此負(fù)極性整流電壓便加在q1的b極，使其迅速截止。q1的截止時間與其輸出電壓呈反比。z1的導(dǎo)通截止直接受電網(wǎng)電壓和負(fù)載的影響：電網(wǎng)電壓越低或負(fù)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(fù)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。2）充電部分 手機(jī)電池殘留電壓（約3v）經(jīng)r17、r15分壓后，（1.3v）加至ic（ae3102）腳，手機(jī)電池殘留電壓同時經(jīng)r16點(diǎn)亮led1，經(jīng)led1穩(wěn)壓后的電壓(1.8v)加至ic腳，此電壓低于ic腳電壓，ic腳輸出低電平。此低電平使q2導(dǎo)通，進(jìn)行充電。r8的作用是使led1

32、的穩(wěn)壓值更穩(wěn)定，led1同時作電源指示。ic內(nèi)第運(yùn)放與腳的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(diǎn)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(jìn)行小電流補(bǔ)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(jī)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(jī)鋰電。在該款多功能手機(jī)充電器的另一個側(cè)面，有一個極性轉(zhuǎn)換開關(guān)，只有電池極性與充電極性相符時，測

33、試燈led1才會點(diǎn)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)生一個與振蕩脈沖個數(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(fù)極性整流電壓便加在q1的b極，使其迅速截止。q1的截止時間與其輸出電壓呈反比。z1的導(dǎo)通截止直接受電網(wǎng)電壓和負(fù)載的影響：電網(wǎng)電壓越低或負(fù)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(fù)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。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(jìn)行設(shè)計(jì)時，首先是

34、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。充電時間與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(fù)極9活性物質(zhì)的不同而異。鋰離子電池的容量與充電電壓有關(guān)，充電電壓越高，蓄積的電量也越多，實(shí)際上電池的容量增大了。然而，充電電壓增高，電解液進(jìn)行分解，在負(fù)極就會析出金屬鋰。為此，充電電壓的精度要控制在1%以內(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

35、制方式每次都以一定時間進(jìn)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(jìn)行充電，單獨(dú)用這種方式不能進(jìn)行良好的充電?？梢宰鳛榕c其他充電控制備用的并用方式。考慮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(dá)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(dá)到設(shè)定電流后，經(jīng)過由定時器設(shè)定的時間停止充電。電壓檢測與電流檢測只是檢測的電壓與電流不同，其考慮與使用方法完全相同。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

36、方式，不會發(fā)生過充電。3.3設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 1）過充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)充電器采取了相應(yīng)措施。2）保護(hù)電路鋰離子電池有過充電的安全性與過放電時的電池劣化問題，這要在電池與負(fù)載或與充電器之間增設(shè)保護(hù)電路。當(dāng)電池進(jìn)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(jìn)行監(jiān)視。3）該款多功能手機(jī)充電器上限電壓即使電池中增設(shè)了保護(hù)電路對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(hù)。4）充電溫度范圍在使用溫度范圍以外進(jìn)行充電時，電池的功能會被破

37、壞。因此，在溫度過高時該款多功能手機(jī)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。4 結(jié) 論通過對該款多功能手機(jī)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(shí)物參照的全過程的設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期功能的基本要求。該款多功能手機(jī)充電器能夠?qū)Χ喾N手機(jī)電池進(jìn)行充電，尤其適合為目前市場上比較受到消費(fèi)者青睞的鋰電池進(jìn)行充電。該款多功能手機(jī)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?yàn)榇蠹医鉀Q更多的實(shí)際問題，得到更為廣泛的應(yīng)用！提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被

38、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(qiáng)的溝通力和理解力。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)容的寫作與修改，繼而諸多觀點(diǎn)的梳理，都得益于我的導(dǎo)師齊老師的悉心指導(dǎo)和匠心點(diǎn)撥。論文的點(diǎn)評中總是閃爍著智慧的火花，與他的每次交談我都能從中獲益。他淵博的學(xué)識，敏銳的學(xué)術(shù)洞察力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的負(fù)責(zé)精神，以及對學(xué)生孜孜不倦的教誨都給予了我極其深刻的印象，讓我受益匪淺。在此，謹(jǐn)向齊老師老師表示我最衷心地感謝和最誠摯的敬意。同時，也向兩年來所有教授過我和幫助過我的老師表示感謝，感謝您們對

39、我的諄諄教誨、耐心指導(dǎo)和無私的幫助。感謝我的同學(xué)和朋友們，感謝你們在我論文寫作過程中給予我的鼓勵、關(guān)心和無私的幫助。最后，衷心地感謝我的家人，感謝你們一直以來給予我的支持和鼓勵。參考文獻(xiàn)1 付植桐. 電子技術(shù)（第二版）m.北京：高等教育出版社 ,20032 林鋼常用電子元器件m北京：機(jī)械工業(yè)出版社,20043 陸綺榮. 電子測量技術(shù)m. 北京：電子工業(yè)出版社.20074 李良榮. ewb9電子設(shè)計(jì)技術(shù)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,20075付植桐.伊常永. 電子技術(shù)m.北京：高等教育出版社,20046康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分三）m高等教育出版社,20037童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）

40、m北京：高等教育出版社,20048郭木森. .電工學(xué)（第二版）m北京：高等教育出版社,20049萬嘉若.電子線路基礎(chǔ)（上/下冊）m北京：高等教育出版社,2004eb/ol/tmind/blog/item/d80e781b55b72fd1ad6e753c.html附錄1clt-688原理圖附表2手機(jī)多功能充電器的原件清單名稱元器件 數(shù)量d1.d2.d440073r37.21r63.3k1c11c22.2u1z19v11c33321r2.r104702r147k1q1130011c4100u1r721k1r141m1r116801r122.2k1icae3102

41、1r135.6k1r610k1q285501r95101r82.2k1r1729.4k1r1524k1r163.6k1d341481r447k1c51041led3鄭州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檢查表時間（周次）內(nèi)容指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽名第一周在網(wǎng)上搜索資料第二周在學(xué)校圖書館搜索資料第三周根據(jù)搜索的資料去確定電路圖第四周購買元器件并制作實(shí)物第五周購買元器件并制作實(shí)物第六周對制作的實(shí)物進(jìn)行調(diào)試第七周對調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析第八周構(gòu)思論文第九周對論文的寫作第十周論文初稿交指導(dǎo)老師審閱第十一周完成論文鄭州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評審表指導(dǎo)教師意見：認(rèn)定成績： 簽字： 日期：畢業(yè)設(shè)計(jì)評審小組意見：組長簽字：

42、 日期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程、中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程(以下簡稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫、中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入cnki中國知識資源總庫，在中國博碩士學(xué)位論文評價數(shù)據(jù)庫中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文密級：公開保密（_年_月至_年_月）(保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議)作者簽名：_ 導(dǎo)師簽名：_年_月_日 _年_月_日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的