具有放电功能的自动充电器.

1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目：具有放电功能的自动充电器具有放电功能的自动充电器 院（系）：院（系）： 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： （签字） 起止时间：起止时间：2013.7.12013.7.12013.7.122013.7.12 本科生课程设计（论文） II 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）： 教研室： 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 学 号学生姓名专业班级 课程设计 题目 具有放电功能的自动充

2、电器 课程设计（论文）任务 设计参数： 1设计并制作一台具有放电功能的自动充电器。 2充电电流为 500mA。 3充电电压为 3.2V（每节 1.6V） 。 设计要求： 1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、 指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、 结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件 的来源，敲定可行方案。 3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单 元电路，逐个设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向， 采用

3、左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 本科生课程设计（论文） III 摘 要 随着便携式设备不断小型化和高性能化，作为其电源的二次电池的使用率日 益增高。一款性价比高的充电器注定成为消费者的首选。 本课程设计为具有放电功能的自动充电器。电源部分主要经过电源变压器、 整流电路、滤波电路、稳压电路输出稳定直流电压。通过对器件参数的控制，电 源电路使输出电压为 3.2V。充电放电通过继电器闭合与打开和电压升高降低的变 化进行自动控制充放电功能。 具有放电功能的自动充电器在一定程度上方便了日常生活的使用，同时

4、进一 步改善了电池的使用寿命和使用周期，并且在安全性和实用性上都尽可能达到较 高的水准。本充电器不仅电路简单，制作容易，成本较低，并且方便实用，便于 推广。 关键词：充电器；自动充放电；桥式电路；方便实用 本科生课程设计（论文） IV 目录 第 1 章 具有放电功能的自动充电器方案论证 .1 1.1 具有放电功能的自动充电器的设计意义 .1 1.2 具有放电功能的自动充电器设计要求及技术指标 .1 1.3 总体设计方案 .2 1.3.1 方案论证 .2 1.3.2 总体设计方案框图 .3 第 2 章 具有放电功能的自动充电器各单元电路设计 .4 2.1 电源电路设计部分 .4 2.2 充电电路

5、设计部分 .4 2.3 放电电路设计部分 .5 第 3 章 具有放电功能的自动充电器整体电路设计 .6 3.1 整体电路及原理 .6 3.2 电路参数计算 .6 3.3 电路分析仿真 .7 第 4 章 课程设计总结 .9 参考文献 .10 附录 I 总体电路图.11 附录 II 元器件清单.12 本科生课程设计（论文） 1 第 1 章 具有放电功能的自动充电器方案论证 1.1 具有放电功能的自动充电器的设计意义 具有放电功能的自动充电器在一定程度上方便了日常生活的使用，同时进一 步的改善了电池的使用寿命和使用周期。并且在安全性和实用性上都尽可能的达 到了较高的水准。一般电池为镉镍电池，有记忆效

6、应，所以需要在充电前对电池 进行一次放电，以使电池能能够在每次充电时能够充分充放电。所以这次具有放 电功能的自动充电器就此产生，本充电器电路简单。制作容易，成本较低，并且 具有自动充电放电功能，方便实用，便于推广。 1.2 具有放电功能的自动充电器设计要求及技术指标 设计要求： 1. 分析设计要求，明确性能指标。必须自习分析课题要求、性能、指标及 应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2. 确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的 繁简、成本的高低以及制作的难易等方面综合比较，并且考虑器件的来源，敲定 可行方案。 3. 设计各单元元电路。总体方案化整为

7、零，分解成若干子系统或单元电路， 逐个设计。 4. 组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用 左进右出的规律摆放各电路，并且标出必要的说明。 设计参数： 1. 设计并且是做一个具有当店功能的自动充电器。 2. 充电电流为 500mA。 3. 充电电压为 3.2V（每节 1.6V） 。 本科生课程设计（论文） 2 1.3 总体设计方案 1.3.1 方案论证 方案 1：如图 1.1，将 220V 交流电压经过变压器到 10V 左右再通过桥式电路 D1 整流，经过 C1 滤波，然后再其上加一个 12V 直流电压并作为稳压电路输入， 由 C2 和 7805 稳压调整后，从电容 C

8、3 的两端输出稳定的 3.2V 直流电压。 。 图 1.1 电源电路 方案 2：如图 1.2，将 220V 交流电压经过变压器到 3.2V 左右交流电压经过 D2，D3 全波整流后输出 3.2V 直流电压。再通过桥式电路 D1 整流，再通过 LM317 稳压器稳压输出 3.2V 比较电压。 图 1.2 电源电路 本科生课程设计（论文） 3 分析：本课设要求结构尽量简单，故选用方案 2，可以是结构相对简单，电 路图相对简单。 1.3.2 总体设计方案框图 图 1.2 方案框图 整个电路分为三个部分，及放电电路、充电电路和电源电路。通过对器件参 数的控制，电源电路是输出电压为 3.2V。充电和放电

9、电路中通过 LM317 和 TL082 构成的比较电路将反馈控制晶体管 VT 的导通和截止，从而控制继电器 J 的吸合和释放，从而实现对充放电的控制。 电源电路充电电路放电电路 本科生课程设计（论文） 4 第 2 章 具有放电功能的自动充电器各单元电路设计 2.1 电源电路设计部分 电源部分总体由变压器，整流电路，稳压电路构成。如图 2.1 所示，电压 220V 经过变压器变到 3.2V 左右交流电压经过 D2，D3 整流后变为直流电压进行 充电，而经过二极管桥式整流电路 D1 整流后，通过 LM317 稳压输出 3.2V 直流 比较电压。 图 2.1 电源电路 2.2 充电电路设计部分 如图

10、2.2所示，将电池放入电池盒中，接通电源，此时TL082（2）脚的参考 基准电压为3.2V，而（3）脚上镉镍电池反馈电压小于3.2V， （1）脚输出负电平， 晶体管截止，继电器J中无电流流过，J2闭合，通过R8，J2对电池进行充电。当电 池电压到达3.2V后，TL082的（1）脚输出高电平，使晶体管VT导通，继电器得 电后使其常闭触点J2断开，充电结束，LED2是充电指示灯，充电完毕熄灭。 本科生课程设计（论文） 5 图2.2充电电路 2.3 放电电路设计部分 如图 2.3 所示，电池在充电前要对镉镍电池进行一次放电。将电池放入后接 通 220V 电源，闭合 J3，此时 LM317 输出基准电

11、压设定为 1.6V，若反馈电压高 于此值，晶体管导通，继电器 J 使得 J2 断开，J1 闭合，同时点亮 LED1，当电池 电压小于 1.86 时，晶体管截止，J1 断开，LED1 熄灭，放电结束。 图 2.3 放电电路 本科生课程设计（论文） 6 第 3 章 具有放电功能的自动充电器整体电路设计 3.1 整体电路及原理 如图 3.1 所示，该电路给两节个镍电池充电，件检测到个镍电池的电压充电 至 3.2V 或放电至 1.6V 时，电路将自动断电或充电。在图中，交流电压经过 VD1、VD2 全波整流后的直流电压给电池充电，经过桥式整流后的直流电压经过 滤波和稳压后供给比较，控制电路，电路 TL

12、082 构成比较电路，LM317 的输出 作为 TL082 的基准电压，电池反馈电压引至（3）脚，反馈电压与输入电压比较 后，由 TL082 的脚（1）输出信号去控制晶体管 VT 的导通截止，控制继电器 J 对开关的控制，从而实现对电路的控制。 图 3.1 自动充电器原理图 3.2 电路参数计算 运放大器选用 TL082，变压器选择 10W 左右变压器，次级电压为 10V 左右 晶体管选用 2N1711，稳压选择 LM317。 LM317 计算公式为个 Vo1.25（1R2/R1） ，317 稳压块的输出电压变化范 围是 Vo1.25V37V（高输出电压的 317 稳压块如 LM317HVA、

13、LM317HVK 等，其输出电压变化范围是 Vo1.25V45V） ，所以 R2/R1 的比值范围只能是 028.6。 本科生课程设计（论文） 7 充电功率（C）=充电电流（MA）/电池电容（MAH） 。 电池电容量为 500MAH，充电率=1，则充电电流为 500MA。 3.3 电路分析仿真 如图 3.2 所示为电路的整流部分的波形。 图 3.2 整流波形 充电时的电路，如图 3.3，将电池放入电池盒中，接通电源，此时 TL082（2）脚的参考基准电压为 3.2V，而（3）脚上镉镍电池反馈电压小于 3.2V， （1）脚输出负电平，晶体管截止，继电器 J 中无电流流过，J2 闭合，通过 R8，

14、J2 对电池进行充电。 本科生课程设计（论文） 8 图 3.3 充电仿真电路图 放电时的电路，如图 3.4，将 LM317 输出基准电压设定为 1.6V，若反馈电压 高于此值，晶体管导通，继电器 J 使得 J2 断开，J1 闭合，同时点亮 LED1，当电 池电压小于 1.6V 时，晶体管截止，J1 断开，LED1 熄灭，放电结束。 图 3.4 放电仿真电路图 本科生课程设计（论文） 9 第 4 章 课程设计总结 本设计通过方案比较，选出如下方案： 本设计电路给两节个镍电池充电，件检测到个镍电池的电压充电至 3.2V 或 放电至 1.6V 时，电路将自动断电或充电。交流电压经过 VD1、VD2

15、全波整流后 的直流电压给电池充电，经过桥式整流后的直流电压经过滤波和稳压后供给比较， 控制电路，电路 TL082 构成比较电路，LM317 的输出作为 TL082 的基准电压， 电池反馈电压引至（3）脚，反馈电压与输入电压比较后，由 TL082 的脚（1）输 出信号去控制晶体管 VT 的导通截止，控制继电器 J 对开关的控制，从而实现对 电路的控制。 本设计采用二极管桥式整流电路整流，采用 LM317 稳压，采用发光二极管 为显示，采用 TL082 为过压比较。 通过 Multisim 真软件仿真电路后，结果符合设计要求，完成本设计。 本科生课程设计（论文） 10 参考文献 1 周志敏等 编著充电器电路设计与应用 人民邮电出版社 2005.10 2 周志敏等 编著 便携式电子设备电源设计与应用人民邮电出版社 2007.6 3 吕之伦等 编著 电子元器件与电子电路识图 上海科学技术出版社 2009.4 4 何希才等编著新型稳压电源及应用实例电子工业出版社 2004.1 5 康华光 主编 电子技术基础（模拟部分） 高等教育出版 2005.7 6 路秋生 主编 常用充电器电路与应用 机械工业出版社 2005.1 7 程远东 主编 电子设计与制作技术 科学出版社 2005.9 本科生课程设计（