关于TL494cn的智能充电器及电路各部分功能介绍
存档号：学号：
毕业设计
基于单片机的智能充电器的设计与制作
系部
专业名称电气自动化技术
指导教师
学生姓名
石家庄铁路职业技术学院信息工程系
自动化教研室
2012年11月1日
石家庄铁路职业技术学院信息工程系
2009级毕业设计（论文）分任务书（硬件部分）
自动化教研室
2012年11月1日
摘要
本论文利用单片机设计了智能充电系统系统，实现了充电智能化功能。系统由充电电路、控制电路，采样电路、显示电路、按键电路等五部分电路组成。利用单片机INT0/INT1中断实现了矩阵按键的扫描和A/D信号数据的处理，并且采用12864液晶显示。
关键词：智能充电；液晶显示；AD转换
2009级毕业设计（论文）分任务书（硬件部分）........................ I I 前言 (5)
第1章总体设计 (6)
1.1总体框图 (6)
1.2软、硬件功能划分 (6)
第2章系统硬件电路设计 (8)
2.1STC12C5A60S2单片机引脚介绍 (8)
2.2充电电路的设计 (10)
2.3取样电路 (17)
2.4显示电路 (17)
2.5按键电路 (18)
第3章元件清单 (19)
第4章系统调试 (20)
4.1充电电路调试 (20)
4.2控制与显示的调试 (20)
第5章毕业设计总结 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
附录 (24)
...................................................错误！未定义书签。
前言
近年来，随着电子产品的广泛应用，可充电电池在人们生活中应用日益广泛。当前，市面上有着各种各样的可充电电池，电池就离不开充电器，电池种类越来越多，充电器也越来越多，因此，未来充电器的发展方向，能兼容多种电池，并且可调节快慢充，有电压，电流，时间显示功能，缩短充电时间，提高充电效率。可通过数字化控制去调节充电电压，并且可根据电池电量自动调节充电电流，保护电池。“电池不是用坏的，是充坏的”电池寿命的长短往往取决于充电器的好坏，劣质充电器往往影响电池的使用。所以，一种合适的充电器能减少电池的损耗，延长电池使用寿命。
第1章总体设计
1.1总体框图
本系统结构框图如图1所示。系统由单片机控制电路，充电电路，显示电路，按键调节，取样电路五部分组成，其工作原理是：根据电池电压，通过按键调节电路设定充电电压，当充电器工作时，充电电路对电池充电，此时由采样电路采集电压信号，传给单片机，经过单片机处理后，通过显示电路显示出来。
图1系统框图
1.2 软、硬件功能划分
利用单片机设计一个智能充电控制器，要求实现以下功能：
1．能通过按键设定输出电压值，步进0.1v；
2．能通实时检测被充电装置的电压值，当接近一定值时改为小电流充电；
3．能通过显示装置显示设定电压值、当前电压值和已充电时间等参数。
其中我负责完成的是软件设计部分，主要有：1．充电电路的设计；
2．显示电路的设计；
3．取样电路的设计；
4. 按键电路的设计
第2章系统硬件电路设计
2.1 STC12C5A60S2单片机引脚介绍
图 1 STC12C5A60S2引脚图
STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。
1.增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051；
2.工作电压：STC12C5A60S2系列工作电压：5.5V-
3.3V（5V单片机）STC12LE5A60S2系列工作电压：3.6V-2.2V（3V单片机）；
3.工作频率范围：0 - 35MHz，相当于普通8051的 0～420MHz；
4.用户应用程序空间8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字节；
5.片上集成1280字节RAM；
6.通用I/O口（36/40/44个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口），可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过55Ma；
7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；
8.有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM无内部EEPROM)；
9. 看门狗；
10.内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体12M以下时，复位脚可直接1K电阻到地）；
11.外部掉电检测电路:在P4.6口有一个低压门槛比较器，5V单片机为1.32V，误差为+/-5%,3.3V单片机为1.30V，误差为+/-3%；
12.时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器(温漂为+/-5%到+/-10%以内) 1用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟，常温下内部R/C振荡器频率为：5.0V单片机为：11MHz～15.5MHz，3.3V 单片机为：8MHz～12MHz，精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准；
13.共4个16位定时器两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1，没有定时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器；
14. 2个时钟输出口，可由T0的溢出在P3.4/T0输出时钟，可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟；
15.外部中断I/O口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块，Power Down模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通过寄存器设置到P4.2 ), CCP1/P1.4 (也可通过寄存器设置到P4.3)；
16. PWM(2路）/PCA（可编程计数器阵列,2路）：
——也可用来当2路D/A使用
——也可用来再实现2个定时器
——也可用来再实现2个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持)；
17.A/D转换, 10位精度ADC，共8路，转换速度可达250K/S(每秒钟25万次)18.通用全双工异步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定时器或PCA软件实现多串口；
19. STC12C5A60S2系列有双串口，后缀有S2标志的才有双串口，RxD2/P1.2(可通过寄存器设置到P4.2)，TxD2/P1.3(可通过寄存器设置到P4.3)；
20.工作温度范围：-40 - +85℃(工业级) / 0 - 75℃(商业级)21.封装：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48 I/O口不够时，可用2到3根普通I/O口线外接
74HC164/165/595（均可级联）来扩展I/O口, 还可用A/D做按键扫描来节省
I/O口，或用双CPU,三线通信，还多了串口。
2.2 充电电路的设计
2.2.1 市电噪声滤波电路
市电噪声滤波电路如图3市电噪声滤波电路图所示。市电电网中的交流电压受各种电器的干扰，在50Hz的交流电中携带有大量高频干扰信号（噪声）。该信号对开关电
源会造成一定影响，同时，开关电源中的高频脉冲信号也会串入市电电网中。市电噪声滤波电路有效解决了上述问题，保障了开关电源工作的稳定性。
市电噪声滤波电路实际上是一个LC低通滤波器，它利用电感和电容的交流特性（电感具有通低频，阻高频的特性，电容具有通高频，阻低频的特性），适当选取电容C电感L可使一定频率的高频分量收到抑制，从而消除了高频杂波。
图中交流220V电压经过熔断器加到电感L两端使一部分高频干扰信号衰减，经过电容C将高频干扰信号消除。开关电源产生的高频脉冲信号依次由C，L滤波，来降低
对市电电网的污染，过程一直相反。
FU
图 2 市电噪声滤波电路图
2.2.2 市电整流滤波电路
如图4市电整流滤波电路图所示，经过噪声滤波后的交流220V电压经过二极管整流后，在滤波电容C11两端形成300V左右的直流电压，再经过电容滤波，输出较为平直的直流电压，供后级电路使用。
图 4 市电整流滤波电路图
2.2.3 防浪涌电路
在市电整流滤波电路中，由于采用大容量的滤波电容，在通电瞬间，电容C11两端电压为零（电容两端电压不能突变），这将有很大的充电电流产生，称为浪涌电流。浪涌电流对二极管产生很大危害，有时还会引起熔断器烧毁导致充电器无法使用。习惯上，在电路中增加热敏电阻RT1，即图3中的5D-11.（RT1属于负温度系数电阻，冷态时阻值较大，温度上升后，阻值逐渐下降到近似为零）。
2.2.4 DC-DC转换电路
如图 5 DC-DC转换电路图，该电路属于自励启动，它励控制型半桥式电路。充电器接通电源后，开关管V4导通。V4导通后，电流经过T1R2流过T1R4经过T2的R2，R1对电容C9进行充电，同时，电流在T1R1产生上正下负的电动势，V4进一步导通，使流过T1的电流增大，V4电流迅速增大，并且进入饱和状态，在T1R3产生上负下正电动势，使V3进一步截止。随着电流逐渐减小，由于电感两端电流不能突变，所以在T1R4上产生上负下正的感应电动势，在T1R1上产生上负下正的感应电动势。在T1R3上产生上正下负的电动势，使V4迅速关断，V3导通，电容C9向电路放电，如此周而复始，电路进入自激震荡状态。
在整个震荡过程中，T2上产生左负右正或者左正右负感应电动势，二次绕组相继产生交流电动势。T2的感应电压，一路经过整流滤波对电池进行充电，另一路经过经过整流滤波之后对PWM供电。
图 5 DC-DC转换电路图
2.2.5 PWM控制电路
图 6 PWM控制电路图，该电路的PWM控制电路采用TL494芯片。TL494是一种固定频率的脉宽调制电路，它包含开关电源所需的全部功能，在开关电源中的到广泛应用。
当控制电路芯片输入电压达到8伏时，TL494开始启动，内部产生锯齿波信号，经过内部的脉宽调制电路，触发器，脉冲宽度比较器的处理后，形成的两路PWM激励脉冲信号，驱动放大电路V1和V2交替导通，推动开关管进入工作状态。
图 6 PWM控制电路图
关于TL494CN TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它主要为开关电源电路而设计。
·集成了全部的脉宽调制电路
·内置主从振荡器
·内置误差放大器
·内置5.0V参考基准电压源
·可调整死区时间
·内置功率晶体管可提供最大500mA的驱动能力
·输出可控制推拉电路或单端电路
·欠压保护
图 7 TL494原理图
2.2.6 稳压控制电路
如图8稳压控制电路图所示，该电路可直接对输出进行取样，电阻R24，R25，R21，R22组成取样电路，R24和R25取样电压直接加到PWM 控制芯片的同相输入端1引脚反向输入端2引脚接基准电压+5V 作为参考电压。当主电源电压发生变化时，TL494的1引脚输入电压随之发生改变，导致PWM 脉宽调制产生的占空比发生相应的变化，经过内部处理后输出，经过推完放大电路和DC-DC 转换电路对输出电压做相应的调整，使主电压恢复到正常数值。例如，当输出电压降低时，R24两端电压相应减小，使PWM 内部占空比增大，经过内部处理后，8和11引脚输出占空比升高，使开关管导通时间加长，输出电压升高到正常数值。若电压过低，则控制过程与之相反。
88K
2*
73J
223J
6K 图 8 稳压控制电路图
2.2.7 充电电流限制电路
如图9充电电流限制电路图所示，在充电初始阶段，由于充电电流较大，在R37两端产生上负下正的电动势，经过电阻R15和R16加到TL494的15引脚，该引脚为内部误差放大器的反相输入端，同相输入端16引脚接地为零电位。15引脚与16引脚电压比较，来控制输出占空比，从而控制输出电压。
T2
OUT
图 9 充电电流限制电路图
2.2.8 充电控制及状态显示电路
充电状态显示电路如图10所示，D12为电源指示，当充电器接通后，D12亮，显示充电器在工作状态。在充电初始阶段，由于充电电流较大，在R37上产生的上负下正的电压，LM358（1）的同相端电压大于反相端电压，1引脚数出高电平，红灯亮，显示当前为充电状态。并且加到LM358(2)的反向输入端，使LM358(2)输出低电平，绿灯熄灭。当充电电流较小时，LM358(1)的1引脚输出低电平，红灯熄灭；LM358(2)的7引脚输出高电平，绿灯点亮。显示充电完成。
DIANYUAN
图 10 充电状态显示电路图
LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
图 11 LM358内部电路图
2.2.9 可调压充电电路设计
如图 8 稳压控制电路图所示，，该电路的存在使充电器的输出电压稳定在一个确定的范围内，如果适当改变电阻的阻值，则输出电压会发生相应的变化。可考虑用将电位器作可变电阻用，实现电压的连续可调变化。
同样，对于输出电流控制，可改变R15和R16的阻值去改变输出电流。
充电电路的数字化控制是基于单片机STC12C5A60S2的控制。单片机STC12C5A60S2内部自带AD转换，可直接对稳压电路进行采样，并且通过LCD液晶显示屏显示。如果用数字电位器代替取样电阻，就可以实现该电路的数字化控制。通过单片机控制数字电位器的值不同，则数字电位器的电阻随即发生改变，电路的输出电压随之改变。通过按键给数字电位器不同的数值，即可让数字电位器阻值发生变化，充电器的输出电压随之发生变化。同样，可用数字电位器代替电流限制电路中的采样电阻，来改变充电电流。
CS/SI SCK L E D K
2
GND G N D
L L L LCD E
图 12 电路的数字化控制电路图
2.3 取样电路
在电压输出端，并联两个电阻，通过电阻分压把当前电压输入单片机的AD ，完成采样。
图 13取样电路图
2.4 显示电路
单片机通过内部自带的AD 把采集的模拟信号转换为数字信号，在给12864液晶屏显示出来。
L E D K
G N D
L L L
图 14显示电路图
2.5 按键电路
2
图 14按键电路图
CS/SI SCK GND LCD E LCD RS LCDRW
第3章元件清单
元件清单见表1
表1
基于单片机的智能充电器设计毕业论文
基于单片机的智能充电器设计毕业 论文 目录 1 绪论 (1) 1.1课题研究的背景、目的及意义 (1) 1.2国外研究现状 (2) 1.2.1国外研究现状 (2) 1.2.2国研究现状 (2) 1.3研究容与章节安排 (5) 2 方案比较和选择 (6) 2.1总体设计框图 (6) 2.2电源模块 (7) 2.2.1电源方案的选择 (7) 2.3充电方法 (8) 2.3.1锂电池的充电特性 (8) 2.3.2充电方案的选择 (9) 2.4 SOC估算方法 (10) 2.4.1 SOC估算方法的选择 (10) 2.5通信方式 (11)
2.5.1 通信方式的选择 (11) 2.6本章小结 (12) 3 硬件设计与实现 (13) 3.1单片机电路 (13) 3.2充电电源电路 (16) 3.2.1变压电路 (16) 3.2.2整流、滤波电路 (17) 3.2.3 TL494脉宽调制电路 (17) 3.2.4 DC-DC电路 (19) 3.3电压采集电路 (19)
3.4温度采集电路 (21) 3.5报警电路 (21) 3.6本章小结 (22) 4 软件设计与实现 (23) 4.1软件开发环境 (23) 4.1.1 Qt5.4集成开发环境 (23) 4.2单片机程序设计 (23) 4.2.1 整体设计逻辑概述 (23) 4.2.2 电压、温度数据采集 (24) 4.3上位机软件程序设计 (25) 4.3.1 整体设计概述 (25) 4.3.2 程序逻辑流程图 (25) 4.3.3 UI界面 (25) 4.4 上下位机的通信设计 (27) 4.4.1 通信协议概述 (27) 4.4.2 上下位机通信流程图 (27) 4.5 本章小结 (28) 5 调试与分析 (29) 5.1充电电路检测 (29) 5.2温度电路检测 (30) 5.3电压电路检测 (31) 5.4充电器运行检测 (32)
万能充电器结构设计
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.360docs.net/doc/308143915.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
镍氢电池充电器电路图及原理分析
镍氢电池充电器电路图及原理分析 镍氢电池充电器原理图:由LM324组成，用TL431设置电压基准，用S8550作为调整管，把输入电压降压，对电池进电行充电，电路附图所示.其工作原理是: 1.基准电压Vref形成 外接电源经插座X、二极管VD1后由电容C1滤波。VD1起保护作用，防止外接电源极性反接时损坏TL431。R3、R4、R5和TL431组成基准电压Vref，根据图中参数Vref= 2.5×(100+820)／820=2.80(v)，这个数据主要是针对镍氢充电电池而设计(单节镍氢充电电池充满后电压约 为1.40V)。 2.大电流充电 (1)工作原理 接入电源，电源指示灯LED(VD2)点亮。装入电池(参考图片，实际上是用导线引出到电池盒，电池装在电池盒中)，当电池电压低于Vref时，IC1-1输出低电平，VT1导通，输出大电流给电池充电。此时，VT1处于放大状态-这是因为电池电压和-VD4压降的和约为3.2V(假设开始充 电时电池电压约为2.5V)，而经VD1后的电压大约5.OV，所以，VT1的发射极－集电极压差远大于0.2V，当充电电流为300mA时，VT1发热比较严重，所以最好用PT=625mW的S8550，或者适当增大基极电阻以减小充电电流(注：由于LM324低电平驱动能力较小，实测IC1-2，IC1-4输出低电平并不是0V，而是约为0.8V)。 (2)充电的指示 首先看IC1-3的工作情况：其同相端1O脚通过R13接Vref,R14接成正反馈，反相端9脚外接电容，并有一负反馈通路，所以，它实际上构成了滞回比较器。刚开始时C2上端没有电压，则IC1-3输出高电平。这个高电平有两个放电通路，一个通路是通过R14反馈到10脚，另一通路是经电阻R15对电容C2充电，当充电的电压高于10脚电压V+ 时，比较器翻转输出低电平；与此同时，由于R14的反馈作用，10脚电压立即下跳到V-，这时，电容C2通过电阻R15放电，当放电的电压小于10脚电压V-时，比较器再次翻转输出高电平，由于R14的反馈作用，10脚电压立即上跳到V+，此后电路一直重复上述过程，因此，IC1-3的输出为频率固定的方波信号。 其次看IC1-4的工作情况：电池电压经R2、R16分压，接IC1-4的12脚，因为R2< 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。 前言 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。AVR 已经在竞争中领先了一步，被证明是下一代充电器的完美控制芯片。Atmel AVR 微处理器是当前市场上能够以单片方式提供Flash、EEPROM 和10 位ADC的最高效的8 位RISC 微处理器。由于程序存储器为Flash，因此可以不用象MASK ROM一样，有几个软件版本就库存几种型号。Flash 可以在发货之前再进行编程，或是在PCB贴装之后再通过ISP 进行编程，从而允许在最后一分钟进行软件更新。EEPROM 可用于保存标定系数和电池特性参数，如保存充电记录以提高实际使用的电池容量。10位A/D 转换器可以提供足够的测量精度，使得充好后的容量更接近其最大容量。而其他方案为了达到此目的，可能需要外部的ADC，不但占用PCB 空间，也提高了系统成本。AVR 是目前唯一的针对像“C”这样的高级语言而设计的8 位微处理器。C 代码似的设计很容易进行调整以适合当前和未来的电池，而本次智能型充电器显示程序的编写则就是用C语言写的。 第一章概述 第一节绪论 1.1.1课题背景 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。从20世纪60年代的商用镍镉和密封铅酸电池到近几年的镍氢和锂离子技术，可充电电池容量和性能得到了飞速的发展。目前各种电器使用的充电电池主要有镍镉电池（NiCd）、镍氢电池（NiMH）、锂电池（Li-Ion）和密封铅酸电池（SLA）四种类型。 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： 手机万能充电器电路原理 由于各型号手机所附带的充电器插口不同，所以造成各手机充电器之间不能通用。当用户手机充电器损坏或丢失后，无法修复或购不到同型号充电器，使手机无法使用。万能充电器厂家看到这样的商机，就开发生产出手机万能充电器，该充电器由于其体积小、携带方便，操作简单，价格便宜，适合机型多，深受用户的欢迎。下面以深圳亚力通实业有限公司生产的四海通S538型万能充电器为例，介绍其工作原理和维修方法。该充电器在市场上占有率较高，又没有随机附带电路图，给维修带来一定的难度，本文根据实物测绘出其工作原理图，见附图，供维修时参考。 四海通S538型万能充电器在外观设计上比较独特，面板上采用透明塑料制作的半椭圆形夹子，透明塑料面板上固定有两个距离可调节的不锈钢簧片作为充电电极。面板的尾部并排有1个测试开关(极性转换开关)和4个状态指示灯，用户根据需要可以调节充电器电极距离和输出电压极性，并通过状态指示灯可方便看出电池的充电情况。 一、工作原理 该充电器电路主要由振荡电路、充电电路、稳压保护电路等组成，其输入电压AC220V、50／60Hz、40mA，输出电压DC4.2V、输出电流在150mA～180mA。在充电之前，先接上待充电池，看充电器面板上的测试指示灯是否亮?若亮，表示极性正确，可以接通电源充电；否则，说明电池的极性和充电器输出电压的极性是相反的，这时需要按一下极性转换开关AN1(测试键)才行。具体电路原理如下。 1．振荡电路 该电路主要由三极管VT2及开关变压器T1等组成。接通电源后，交流220V 经二极管VD2半波整流，形成100V左右的直流电压。该电压经开关变压器T的1-1初级绕组加到了三极管VT2的c极，同时该电压经启动电阻R4为VT2的b 极提供一个正向偏置电压，使VT2导通。此时，三极管VT2和开关变压器T1组成的间歇振荡电路开始工作，开关变压器T的1-1初级绕组中有电流通过。由于正反馈作用，在变压器T的1-2绕组感应的电压通过反馈电阻R1和电容C1加到 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。 USB用电池充电器电路图 如图是USB用电池充电器电路。它是在5.25V/500mA最大额定功率时，使用通用串联总线(USB)以最大电流对锤离子充电的电路。电路中，LM3622为锤离子电池充电控制器。设计的充电电路使USB具有最大功率工作的能力，为了满足USB的技术指标，在正常工作情况下，最大功率工作能力从总线中取出的电流不能大于5OOmA。通过限流电阻R1将其最大充电电流设定为400mA，而剩下的100mA电流供给充电器控制电路等。在系统启动期间，LM3525电源开关使电池充电器与总线保持隔离状态，充电电流不会超过总线提供的最大电流。 在总线输出口经过适当的计算后，USB控制信号将USB电源通过LM3525与充电电路连接起来。在开关通/断工作时，LM3525具有过电流与欠电压防止功能。在设计充电电路时，应认真考虑总线电源与充电电路之间的电压降，因此，VT1和VD1要选用低电压降的器件，使输入电压较低时电路也能有效地对电池进行充电。在优选元件的情况下 LM3525输入与电池正极之目的电压降的典型值为53OmV，或对电池的充电电流大于400mA。最佳充电时间为从以最大电流对电池开始充电直到电池达到满充电电压为止。 对于4.2V锤离子电池，要求充电电路的输入电压典型值为4.7V。USB规格规定的最小输出电压为4.75V，但USB电缆和接线电阻上电压降为35OmV，因此，在最坏情况下，充电电路的输入电压低至4.4V，而在USB规格中充电电路仍然有效。要说清楚的是，要防止USB电压规格下限的系统对电池进行慢充电，或防止对满度电池充电。4.2V电池的最佳充电电压是充电电路的输入电压，其典型值为4.7V。当电路的输入电压低到4.6V以及电池电压接近满充电4.2V时，VT1和VD1的电压降使电路不能有效地提供充电电流。 在VT1和VD1的电压降仅为400mV时，电路为电池提供的充电电流不大于2OOmA。在低输入情况下，充电电流降为50%对电池恒压充电。当输人电压低到4.5V时，电池不能满充电到4.2V。在设计USB电源时，要采用低阻抗电缆和低电阻接线，使充电电路的输入电压足够高，确保不会出现慢充电或不完全充电的情况。 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。 一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对锂电池起到一定的维护作用，修复由于记忆造成的记忆效应，即电池容量下降现象。设计比较科学的充电器往往采用专用充电芯片配合单片机控制的方法。专用的充电芯片可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确的结束充电工作，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，以缩短充电时间，同时能够维护电池，延长电池使用寿命。 另外，比起一般充电器，智能充电器还增加了充电电压的显示，让我们能直观的看到电池的由预充、快充、满充充电阶段，从而加强对电池的维护。 二、基本方案 （一）方案分析 该设计采用逐个功能模块分析再组合的方法来实现方案。1、单片机模块 智能的实现利用单片机控制,经过分析，单片机芯片可以选择Atmel公司的AT89C52，来控制充满电时蜂鸣器报警声，以及通过中断控制光耦器件通电和断电。 2、充电过程控制模块 手机电池 万能充电器电路原理 由于各型号手机所附带的充电器插口不同，以造成各手机充电器之间不能通用。当用户手机充电器损坏或丢失后，无法修复或购不到同型号充电器，使手机无法使用。万能充电器厂家看到这样的商机，就开发生产出手机万能充电器，该充电器由于其体积小、携带方便，操作简单，价格便宜，适合机型多，深受用户的欢迎。下面以深圳亚力通实业有限公司生产的四海通S538型万能充电器为例，介绍其工作原理和维修方法。该充电器在市场上占有率较高，又没有随机附带电路图，给维修带来一定的难度，本文根据实物测绘出其工作原理图，见附图，供维修时参考。 四海通S538型万能充电器在外观设计上比较独特，面板上采用透明塑料制作的半椭圆形夹子，透明塑料面板上固定有两个距离可调节的不锈钢簧片作为充电电极。面板的尾部并排有1个测试开关(极性转换开关)和4个状态指示灯，用户根据需要可以调节充电器电极距离和输出电压极性，并通过状态指示灯可方便看出电池的充电情况。 一、工作原理 该充电器电路主要由振荡电路、充电电路、稳压保护电路等 组成，其输入电压AC220V、50／60Hz、40mA，输出电压DC4．2V、输出电流在150mA～180mA。在充电之前，先接上待充电池，看充电器面板上的测试指示灯是否亮?若亮，表示极性正确，可以接通电源充电；否则，说明电池的极性和充电器输出电压的极性是相反的，这时需要按一下极性转换开关AN1(测试键)才行。具体电路原理如下。 1．振荡电路 该电路主要由三极管VT2及开关变压器T1等组成。接通电源后，交流220V经二极管VD2半波整流，形成100V左右的直流电压。该电压经开关变压器T的卜1初级绕组加到了三极管VT2的c极，同时该电压经启动电阻R4为VT2的b 极提供一个正向偏置电压，使VT2导通。此时，三极管VT2和开关变压器T1组成的间歇振荡电路开始工作，开关变压器T的1-1初级绕组中有电流通过。由于正反馈作用，在变压器T的1-2绕组感应的电压通过反馈电阻R1和电容C1加到VT2的b极，使三极管VT2的b极导通电流加大，迅速进人饱和区。随着电容C1两端电压不断升高，VT1的b 极电压逐渐降低，使三极管VT2逐渐退出饱和区，其集电极电流开始减少，变压器T的1-1初级绕组中产生的磁通量也开始减少。在变压器T的1-2绕组感应的负反馈电压，使VT2迅速截止，完成一个振荡周期。在VT2进入截止期间， 天津理工大学中环信息学院 专业设计报告 设计题目：手机万能充电器 设计人：张伟琦 系别：电子信息工程系专业：电子信息科学学与技术 指导老师：王奉良盖琦彭利标 设计时间：2009 年 12 月 07 日至 2009 年 12 月 18 日 目录 关键词：万能充电器，工作原理 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25 0ma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 专门找了几个例子，让大家看看。自己也一边学习。 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。这个10欧的电阻用来做保护的，如果后面出现故障等导致过流，那么这个电阻将被烧断，从而避免引起更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻，构成一个高压吸收电路，当开关管13003关断时，负责吸收线圈上的感应电压，从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管(完整的名应该是MJE13003)，耐压400V，集电极最大电流1.5A，最大集电极功耗为14W，用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时，就会在开关变压器中形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压。由于图中没有标明绕组的同名端，所以不能看出是正激式还是反激式。 不过，从这个电路的结构来看，可以推测出来，这个电源应该是反激式的。左端的510KΩ为启动电阻，给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻，电流经取样后变成电压(其值为10*I)，这电压经二极管4148后，加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V，即开关管电流大于0.14A时，三极管C945导通，从而将开关管13003的基极电压拉低，从而集电极电流减小，这样就限制了开关的电流，防止电流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构，将开关管的最大电流限制在140mA左右)。 变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流，22uF电容滤波后形成取样电压。为了分析方便，我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右)，并且输出电压越高时，采样电压越负。取样电压经过6.2V稳压二极管后，加至开关管13003的基极。前面说了，当输出电压越高时，那么取样电压就越负，当负到一定程度后，6.2V稳压二极管被击穿，从而将开关13003的基极电位拉低，这将导致开关管断开或者推迟开关的导通，从而控制了能量输入到变压器中，也就控制了输出电压的升高， 手机充电器电路图2 随风吹去收集整理 超力通手机旅行充电器适合给摩托罗拉３０８、３２８、３３８及３６８等系列手机电池充电。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150～250V、40ｍA的交流市电输入时，可输出300±50mA电流。 该充电器采用了RCC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。 ２２０Ｖ市电经ＶＤ１～ＶＤ４桥式整流后在Ｖ２的集电极上形成一个３００Ｖ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，３００Ｖ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Ｖ２的基极提供一个偏置电压。由于正反馈作用，Ｖ２Ｉｃ迅速上升而饱和， 在Ｖ２进入截止期间，开关变压器次级绕组产生的感应电压使ＶＤ７导通，向负载输出一个９Ｖ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ＶＤ５整流、Ｃ１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VD１７的稳压值，VD１７便导通，此负极性整流电压便加在Ｖ２的基极，使其迅速截止。Ｖ２的截止时间与其输出电压呈反比。ＶＤ１７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，ＶＤ１７的导通时间越短，Ｖ２的导通时间越长，反之，电网电压越高或负载电流越小，ＶＤ５的整流电压越高，ＶＤ１７的导通时间越长，Ｖ２的导通时间越短。Ｖ１是过流保护管，Ｒ５是Ｖ２Ｉｅ的取样电阻。当Ｖ２Ｉｅ过大时，Ｒ５上的电压降使Ｖ１导通，Ｖ２截止，可有效消除开机瞬间的冲击电流，同时对ＶＤ１７的控制功能也是一种补偿。ＶＤ１７以电压取样来控制Ｖ２的振荡时间，而Ｖ１是以电流取样来控制Ｖ２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。ＳＷ１是镍镉、镍氢、锂离子电池充电转换开关。ＳＷ１与精密基准电源ＳＬ４３１为运放ＬＭ３２４⑨提供两个不同的精密基准源，由ＳＷ１切换。在给镍镉、镍氢电池充电时，ＬＭ３２４⑨脚的基准电压约０．０９Ｖ（空载）；在给锂离子电池充电时，ＬＭ３２４⑨脚的基准电压约为０．０８Ｖ（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ＳＷ２，Ｖ５基极瞬间得一低电平而导通，可充电池上的残余电压通过Ｖ５的ｅｃ极在Ｒ１７上放电，同时放电指示灯ＶＤ１４点亮。在按下ＳＷ２后会随即释放，这时可充电池上的残余电压通过Ｒ１６、Ｒ１３分压，Ｃ９滤波后为Ｖ４的基极提供一个高电平，Ｖ４导通，这相当于短接ＳＷ２。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Ｖ４基极上的电压不能维持其继续导通时，Ｖ４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３Ｖ时便不能开机，其残余电压经电阻Ｒ４０、Ｒ４１分压后得到２．５３Ｖ送入运算放大器的同相端③、⑤、⑩脚，由于ＬＭ３２４⑨脚电压在负载下始终为２．６６Ｖ，因此⑧脚输出低电平，Ｖ３导通，＋９Ｖ电压通过Ｖ３ｅｃ极、ＶＤ８向可充电池充电。ＩＣ１ｄ在电容Ｃ６的作用下，{14}脚输出的是脉冲信号，由于ＩＣ１⑧脚为低电平，因此ＶＤ１２处于闪烁状态，以指示电池正在充电，对应容量为２０％。随着充电时间的延长，可充电池上的电压逐渐上升。当Ｒ４０、Ｒ４１的分压值约等于２．５８Ｖ时，即ＩＣ１③脚等于２．５８Ｖ时，ＩＣ１②脚经电阻分压后得２．５７Ｖ，其①脚输出高电平（由于在充电时，ＩＣ１⑨脚电压始终是２．６６Ｖ，Ｖ６导通；反之在空载时，ＩＣ１⑨脚为０．０８Ｖ，Ｖ６截止），ＶＤ１０、ＶＤ１１点亮，对应指示容量为４０％、６０％。当Ｒ４０、Ｒ４１的分压值上升到２．６３Ｖ时，即ＩＣ１⑤脚等于２．６３Ｖ，其⑥脚经电阻分压后得２．６３Ｖ，⑦脚输出高电平，ＶＤ９点亮，对应充电容量为８０％。只有ＩＣ１⑩脚电压≥２．６６Ｖ时，⑧脚才输出高电平，ＶＤ１３点亮，对应充电容量为１００％。即使ＶＤ１３点亮时，ＶＤ１２仍处于闪烁状态，这表示电池仍未达到完全饱和。只有ＩＣ１⑧脚电压＞６．５Ｖ时，ＶＤ１２才逐渐熄灭，表示电池完全充至饱和。 ＶＤ１６在电路中起过充、过流保护作用，ＶＤ８起反向保护作用，避免充电器断电后，电池反向放电。 摘要 随着便携式电子设备的普及和充电电池的广泛应用，充电器的使用也越来越广泛，但其性能却跟不上电池的发展要求，其电路设计存在较大的缺陷。针对目前市售充电器的技术缺陷，本文应市场需求设计了一款智能镍氢电池充电器。本智能充电器具有检测镍氢电池的状态；自动切换电路组态以满足充电电池的充电需要；充电器短路保护功能；以恒压充电方式进入维护充电模式；充电状态显示的功能。本文充分考虑了国内外的设计方案，在设计中针对市场需求，在功能上进行了适当调整，以满足用户对高性价比的需要。功能适用、价格低廉、电路简化是本设计的重点。 关键词：维护充电、充电电池、智能充电 Abstract Along with the prevalence of the portable devices and cells used widely, chargers are implicated in more fields than before. But the performance of the chargers is far too behind the requirement of the developing cells. With the demerit of the available chargers, this paper designs an intelligent Ni-Mn cells charger. The features of the intelligent charger are depicted as follows, detecting the state of the recharge cells, automatically switching the module of the circuit to meet the demand of the cells, short protection for the charger, maintenance charge module with constant voltage and current, state showing. This paper considers designations from home and abroad fully and adjusts a few functions of the circuit to satisfy the user requirement of high performance-price ratio. The focus of this designation in this paper is proper function, low-cost, and simplified circuit. KeyWords:maintenance charge module、Rechargeable batteries、 intelligent charge 恒流恒压充电器的原理与设计 2009-09-22 09:26 随着高新电子技术的发展各类充电电子产品不断上升，为此云峰电子为朋友们提供些相关恒流充电器的制作与原理分析，请仔细阅读！详情咨询https://www.360docs.net/doc/308143915.html, 第一类、lm317恒流源电路图 图１、图２分别是用７８××和ＬＭ３１７构成的恒流充电电路，两种电路构成形式一致。对于图１的电路，输出电流Ｉｏ＝Ｖｘｘ／Ｒ＋ＩQ，式中Ｖｘｘ是标称输出电压，ＩQ是从ＧＮＤ端流出的电流，通常ＩQ≤５ｍＡ。当ＶＩ、Ｖｘｘ及环境温度变化时，ＩＱ的变化较大，被充电电池电压变化也会引起ＩQ的变化。ＩQ是Ｉｏ的一部分，要流过电池，ＩQ的值与Ｉｏ相比不可忽略，因而这种电路的恒流效果比较差。对于图２的电路，输出电流Ｉｏ＝ＶREF／Ｒ＋ＩADJ，式中ＶREF是基准电压，为１．２５Ｖ，ＩADJ是从调整端ＡＤＪ流出的电流，通常ＩADJ≤５０μＡ。虽然ＩADJ也随ＶI及环境条件的变化而变化，且也是Ｉｏ的一部分，但由于ＩADJ仅为７８××的ＩQ的１％，与Ｉｏ相比，ＩQ可以忽略。可见ＬＭ３１７的恒流效果较好。 对可充电电池进行恒流充电，用三端稳压集成电路构成恒流充电电路具有元件易购、电路简单的特点。有些读者在设计电路时采用７８××稳压块，如《电子报》２００１年第２期第十一版刊登的《简单可靠的恒流充电器》及今年第６期第十版的《恒流充电器的改进》一文，均采用７８０５。７８××虽然可接成恒流电路，但恒流效果不如ＬＭ３１７，前者是固定输出稳压ＩＣ，后者是可调输出稳压ＩＣ，两种芯片的售价又相近，采用ＬＭ３１７才是更为合理的改进。 ＬＭ３１７采用Ｔ０－３金属气密封装的耗散功率为２０Ｗ，采用ＴＯ－２２０塑封结构的耗散功率为１５Ｗ，负载电流均可达１．５Ａ，使用时需配适当面积的散热器。由于ＬＭ３１７的ＶREF＝１．２５Ｖ，其最小压差为３Ｖ，因此输入电压ＶI达４．２５Ｖ就能正常工作。但应注意输出电流Ｉｏ调得较大时，输入电压ＶI的范围将减小，超出范围会进入安全保护区工作状态，使用时可从图３的安全工作区保护曲线上查明输入—输出压差（ＶI－Ｖｏ）的范围。 ７８××与ＬＭ３１７内部均有限流、过热保护功能，后者还有安全工作区保护功能。７８××不允许ＧＮＤ端悬空，否则器件极易损坏。ＬＭ３１７即使ＡＤＪ端悬空，各种保护功能仍然 毕业设计附件题目：智能充电器的设计 姓名：王研 学号：2007080303316 学院：信息学院 专业：电子信息工程 指导教师：杨萍 协助指导教师： 2011年5月23日 目录 开题报告 (1) 翻译外文资料及译文 (2) 程序清单和图纸 (3) 北京联合大学毕业设计（论文）开题报告 题目：智能充电器的设计 专业：电子信息工程指导教师：杨萍 学院：信息学院学号：2007080303316 班级：0708030303 姓名：王研 一、课题任务与目的 任务： 针对电动车常用的动力电池的特点，以单片机作为控制芯片，结合国内外现行的各种充电技术和充电器设计方案，设计一款基于单片机控制的智能充电器，以达到最佳的充电效果，使智能充电器具有良好的性能指标，电路简单可靠。 研究目的： 随着能源的日益紧缺和大气污染的加剧，作为新型交通工具的电动车的研究日益受到重视，从我国国情和人们的消费水平出发，电动车具有广阔的发展前景。作为电动车核心部件的电池及其充电器，其性能的优劣，直接影响电动车的质量状况。针对电动车充电技术的要求，为了使电动车充电器获得良好的性能指标，必须寻找最佳的充电模式，我要设计一款基于单片机控制的智能充电器，涓流充电、大电流充电、过充电和浮充电组合起来的充电方式，这种充电方式经理论和实践表明，可达到最佳的效果，使得蓄电池具有较高的使用容量和较长的循环寿命，可满足不同电动车动力电池的复杂充电要求，为提高蓄电池的性能和可靠性提供有效的途径，对环保、节能型电动车和充电器的设计和开发具有重要的意义，同时，研制性能良好的智能充电器，会带来显著的经济效益和良好的社会效益。 二、调研资料情况 1 电动车用电池的现状和发展趋势 电池作为电动车动力来源，目前应用于电动车的可充式二次电池主要有:铅酸(Lead Acid)电池、镍福(Nickel Cadmium)电池、镍氢(Nickel Metal Hydride)电池和锂(Lithium)电池[1]。 （1）镍一氢电池(Ni-MH ) 此类蓄电池的比能量高，寿命长，有较高的比功率，污染轻等优点，被认为 简单充电器电路图 一般电池充电均采用恒流方式，这样只需控制充电时间即可完成对电池的充电。从该电池外观上看，它是镍氢电池，容量为1450毫安时。其标准充电方法是：用电池额定容量的1/10电流即145毫安充电14~16小时。本充电器实测充电电流为170毫安左右，充电时间约为12小时。制作所需的元件有：变压器一个，功率在10W左右，次级绕组的电压在12~15V之间；7812三端稳压集成电路一个；IN4008二极管4个（或1A/200V整流桥一个），2200UF/50V电解电容和0.1UF无极性电容各一个；56欧姆电阻一只（阻值大小可以根据需要自定）；可放4节电池的电池盒一个；电路板一块，导线若干。制作说明及注意点：选好元件以后按照电路图组装好电路，仔细检查确保焊接无误。三端稳压集成电路须安装散热片。电阻的功率2W以上，最好选择阻燃电阻。在电路板上安装电阻时要在他周围预留一定的空间，因为电阻也有较大的发热量。充电时间计算：应充入的容量是1450/10*14=2030毫安时充电电流为170毫安时的充电时间为2030/170约为12小时根据实际需要，改变电阻的阻值大小即可在一定范围内改变充电电流，也就控制了充电时间的长短。不过建议在一般情况下不要采用大电流充电，以免影响电池的使用寿命。本充电器给电池充一次电，在笔者的奥林巴斯C-860L上可以拍照200~300张（LCD取景屏常开，偶尔使用闪光灯），使用至今已4个多月，电池工作一直良好。而制作本充电器仅花费十几元，起性价比是极高的，使用效果也非常令人满意。 说明：印刷电路板中J1接电源变压器的副边输出，J2接电池组。板中的D为硅整流桥。毕业设计_基于MAX1898的智能充电器设计
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