万能充电器原理介绍

设计题目 手机万能充电器设计题目 手机万能充电器 第 1 章 设计概述 1 1 设计目的 专业设计是培养学生综合运用所学知识与技能解决具有一定复杂程度的工 程实际问题的综合性工程实际训练 是学生综合素质与培养效果的全面检验 是学生开始毕业设计及学位资格认证的重要依据 也是专业教学质量的综合反 映 为促进学生掌握信息技术的理论和技术 具备电子信息工程的设计能力和综合 利用相关专业知识的能力 本专业教学计划在基本完成全部理论教学和其他实 践环节的同时 安排专业设计 2 周 1 2 产品设计的意义 通过专业设计 使学生进一步巩固加深所学的基础理论 基本技能和专 业知识 使之系统化 综合化 在专业设计过程中着重培养学生独立工作 独立思考并运用已学的知识 解决实际问题的能力 同时培养学生独立获取新知识的能力 通过专业设计加强对学生调研调查 资料获取 实验方法 数据资料的 综合处理 计算机应用等最基本的工作实践和科研能力的培养 通过专业设计的训练 使学生树立起具有符合国情和生产实际的正确的 思想和观点 树立起严谨 负责 实事求是 刻苦钻研 勇于探索并具有创新 意识及与人合作的工作作风 1 3 产品框图 第 2 章 设计方案选择与论证 2 1 手机充电器原理 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 你很会 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 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 2 50ma 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 2 2 类型的使用 先说一下外观 两个金属针 三个指示灯 从左到右依次是 测试 充电 充饱 左侧还有一个开关 转换 而不同的手机有不一样的金属片 正和负 我用的是最外边的两个 其他的接法我也不清楚 希望达人来解答 总之正级应接 充电器负极 即 黑线 对好正负极之后 插上电源 就会有绿灯在闪 表示充电开始了 如果不闪 绿灯就表示正负极没对好 或是没有按下转换键 电充满后绿灯就不闪了 就 可以拿下来用了 建议尽量用座充 万能充至少也要买大牌的 几块钱的那 种就不要用了 第 3 章 方案的实现 3 1 原理介绍 一 手机万能充电器是一个小型的开关电源 电路结构简单 外围元件较少 但是一旦发生故障 有些人束手无策 因为没有电路图 现在我将电路图传上 和大家一起分享 3 2 具体工作原理 该充电器具有镍镉 镍氢 锂离子电池充电转换开关 并具有放电功能 在 150 250 40 的交流市电输入时 可输出 300 50 的直流电流 该充电器采用了 RCC 型开关电源 即振荡抑制型变换器 它与 PWM 型 开关电源有一定的区别 PWM 型开关电源由独立的取样误差放大器和直流放 大器组成脉宽调制系统 而 RCC 型开关电源只是由稳压器组成电平开关 控 制过程为振荡状态和抑制状态 由于 PWM 型开关电源中的开关管总是周期性 的通断 系统控制只是改变每个周期的脉冲宽度 而 RCC 型开关电源的控制 过程并非线性连续变化 它只有两个状态 当开关电源输出电压超过额定值时 脉冲控制器输出低电平 开关管截止 当开关电源输出电压低于额定值时 脉 冲控制器输出高电平 开关管导通 当负载电流减小时 滤波电容放电时间延 长 输出电压不会很快降低 开关管处于截止状态 直到输出电压降低到额定 值以下 开关管才会再次导通 开关管的截止时间取决于负载电流的大小 开 关管的导通 截止由电平开关从输出电压取样进行控制 因此这种电源也称非 周期性开关电源 220 市电经 VD1 VD4 桥式整流后在 V2 的集电极上形成一个 300 左 右的直流电压 由 V2 和开关变压器组成间歇振荡器 开机后 300 直流电压 经过变压器初级加到 V2 的集电极 同时该电压还经启动电阻 R2 为 的基极 提供一个偏置电压 由于正反馈作用 V2 Ic 迅速上升而饱和 在 进入截 止期间 开关变压器次级绕组产生的感应电压使 导通 向负载输出一个 左右的直流电压 开关变压器的反馈绕组产生的感应脉冲经 整流 滤波后产生一个与振荡脉冲个数呈正比的直流电压 此电压若超过稳压管 的稳压值 便导通 此负极性整流电压便加在 的基极 使其迅速截止 的截止时间与其输出电压呈反比 的导通 截止 直接受电网电压和负载的影响 电网电压越低或负载电流越大 的导 通时间越短 的导通时间越长 反之 电网电压越高或负载电流越小 的整流电压越高 的导通时间越长 的导通时间越短 是过流保护管 是 的取样电阻 当 过大时 上 的电压降使 导通 截止 可有效消除开机瞬间的冲击电流 同时对 的控制功能也是一种补偿 以电压取样来控制 的振荡时 间 而 是以电流取样来控制 振荡时间的 如果是为镍镉 镍氢电池充电 由于这类电池存在一定的记忆效应 需不 定时对其进行放电 是镍镉 镍氢 锂离子电池充电转换开关 与精密基准电源 为运放 提供两个不同的精密基准源 由 切换 在给镍镉 镍氢电池充电时 脚的基准电压约 空载 在给锂离子电池充电时 脚的基准电压约为 空载 这种设计是由这两种类型电池特有的化学特性决定的 按 下 基极瞬间得一低电平而导通 可充电池上的残余电压通过 的 极在 上放电 同时放电指示灯 点亮 在按下 后会 随即释放 这时可充电池上的残余电压通过 分压 滤波后 为 的基极提供一个高电平 导通 这相当于短接 随着放电时 间的延长 可充电池上的残余电压也越来越低 当 基极上的电压不能维持 其继续导通时 截止 放电终止 充电器随即转入充电状态 由于锂电不存在记忆效应 当电池低于 时便不能开机 其残余电压经 电阻 分压后得到 送入运算放大器的同相端 脚 由于 脚电压在负载下始终为 因此 脚输出低电平 导通 电压通过 极 向可充电池充 电 在电容 的作用下 14 脚输出的是脉冲信号 由于 脚为低电平 因此 处于闪烁状态 以指示电池正在充电 对应容量为 随着充电时间的延长 可充电池上的电压逐渐上升 当 的分压值约等于 时 即 脚等于 时 脚经电阻分压后得 其 脚输出高电平 由于在充电 时 脚电压始终是 导通 反之在空载时 脚为 截止 点亮 对应指示容量为 当 的分压值上升到 时 即 脚等于 其 脚经电阻分压后得 脚输出高 电平 点亮 对应充电容量为 只有 脚电压 时 脚才输出高电平 点亮 对应充电容量为 即使 点亮时 仍处于闪烁状态 这表示电池仍未 达到完全饱和 只有 脚电压 时 才逐渐熄灭 表 示电池完全充至饱和 在电路中起过充 过流保护作用 起反向保护作用 避免 充电器断电后 电池反向放电 当待充电池 E 电压低于 4 2V 时 该电压经取样电阻 R11 R12 分压后 加 到集成块 IC1 的 6 脚上 该电压低于集成块 IC1 内部参考电压越多 集成块 IC1 的 8 脚输出的电平越低 三极管 VT3 的 b 极电位也越低 其导通量越大 直流电压 8 5V 经极性转换开关 S1 向电池 E 快速充电 由于集成块 IC1 的 2 3 4 脚和电容 C4 共同组成振荡谐振电路 其 2 脚输出的振荡脉冲经电阻 R16 送至充电指示灯 LED1 绿 的正极 其负极接到集成块 IC1 的 8 脚 在电 池刚接人电路时 集成块 IC1 的 8 脚输出的电平越低 充电指示灯 LED1 闪烁 发光强 随着充电时间延长 电池所充的电压慢慢升高 集成块 IC1 的 8 脚输 出电压慢慢升高 充电指示灯 LED1 闪烁发光逐渐变弱 当电池 E 慢慢充到 4 2V 左右时 集成块 IC1 的 6 脚电位也达到其内部的参考 电压 1 8V 此时 集成块 IC1 内部电路动作 使其 8 脚电压输出高电平 三 极管 VT3 截止 充电指示灯 LED1 不再闪烁发光而熄灭 充满指示灯 LED2 绿 由灭变亮 3 稳压保护电路 该电路主要由三极管 VT1 稳压二极管 VDZ1 等组成 过压保护 当输出电压升高时 在变压器 T 的 1 2 反馈绕组端感应的电压就会 升高 则电容 C2 所充电压升高 当电容 C2 两端电压超过稳压二极管 VDZ1 的稳 压值时 稳压二极管 VDZ1 击穿导通 三极管 VT2 的基极电压拉低 使其导通时 间缩短或迅速截止 经开关变压器 T1 耦合后 使次级输出电压降低 反之 使 输出电压升高 从而确保输出电压稳定 过流保护 在接通电源瞬间或当某种原因使三极管 VT2 的电流过大时 在 R5 R6 上的压降就大 使过流保护管 VT1 导通 VT2 截止 从而有效防止开关