模电课程设计—手机充电器

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

前言

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——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。

目录

1设计的目的 (1)

2设计的任务与要求 (1)

2.1设计的任务 (1)

2.2设计的要求 (1)

3设计方案与论证 (1)

3.1 设计的方案 (1)

3.2万能充的原理方框图 (2)

4设计原理及功能说明 (3)

4.1元器件的选用原理 (3)

4.2总体电路图 (5)

5单元电路 (7)

5.1变压器 (7)

5.2二极管 (8)

6硬件的安装与调试 (9)

6.1硬件的安装 (9)

6.2硬件的调试 (9)

7总结 (10)

参考文献 (10)

附录1：总体电路原理图 (11)

附录2：元器件清单 (11)

1设计的目的

1.1增加同学们的动手能力，和自己学过的知识结合起来，有利于增加学生的

实践能力，更有利于学生今后的工作，尽可能早的步入社会。

1.2增加学生对课堂学过知识的理解，通过做物品对自己不熟悉的知识进行更

深一步的认识，而自己已掌握的知识更懂，让学生更加明白，学以致用，1.3开拓学生的思维，增加学生的学习兴趣。

1.4了解各元器件的作用及其辨别方法，例如：电阻，电容。三极管。

1.5掌握万能充的工作原理。

2设计的任务与要求

2.1设计的任务

这次模电课程设计，我和同学设计了一个万能充电器，依据自己学过的知识和有限的元件。

1.掌握万能充的工作流程及其原理。

2.明白各元器件在其中起到的作用，以及各元器件的识别方法。

3.能正确的运用电烙铁的使用方法。

2.2设计的要求

1.根据学过的知识和原理画出正确的电路图。

2.根据电路图，合理的连接实物。

3.根据设计目标的要求分析，该电路应该满足以下要求：可以在平时充

好电以备不时之需，有充电显示功能，可选择充电，待机两个功能位。

集快充，方便于一身。

3设计的方案与论证

3.1设计的方案

对于学生来说制作电子工艺品时，主要是学习怎样填写工艺文件，学习各电子工艺元件的功能机器焊接流程，因此对于焊接方法以及各元器件的选择应该考虑经济、方便等因素。下面就对一些方案进行讨论：

1 焊接方案的选择

方案一、手工焊接手工焊接适合于产品试制、电子产品的小的、电子元器件少的·电路图相对较为简单的工艺品，但是对学生的焊接能力有一定的要求。方便，快捷。

方案二、浸焊浸焊的特点：操作简单，无漏焊现象，生产效率高；但容易造成虚焊等缺陷，需要补焊修正焊点；焊槽温度掌握不当时，会导致印制板起翘、变形，元器件损坏。该方案对焊接工具要求较高，对于学生学习来说不经济

2 电子元器件的选择。

方案一·集成片IC3852C，三极管13001，发光二极管三个，二极管IN4007 ,8V2,1N4148，1N5819，变压器六脚，电阻若干，瓷片电容 1KV/101，104，涤纶电容 332，电解电容 2.2UF,220UF,导线若干。

方案二·集成片 CT35828，三极管 13001，发光二极管两个，二极管 1N4007，1N4148，变压器六脚，电阻若干，稳压二极管ZD1 6.2V，电容102,101/KV,22VUF/50V,22UF/16V,104，10UF,导线如干。

由上面的分析可知，手工焊接对学生来说比较经济，方便，对焊接技术要求不高，因此我们可以采用方案一。对于电子元器件的选择，根据已有的知识和自己的能力，再加上经济的基础以及电路的难易程度，可选择方案一。

3.2万能充的原理方框图

电路图的工作流程：

交流电100~240伏电压输入，经过一个二极管半波整流，形成直流电压到变压器初级。另一路经过启动电路流向开关管控制电路，此时变压器与开关管共同产生开与关的振荡工作，使初级线圈绕组电路产生回路开始工作；反馈电路也同时维持开关管的振荡工作，及稳压电路将稳定所传送的电压值，并由开关管的调整电路及工作频率进行稳压。变压器具备工作条件时，变压器开始振荡及感应产生电压输出；经过二极管半波整流滤波，输至充电器IC控制电路供电，充电IC进行内部运算工作，对各脚位的电压检测，检测LED灯会虽LED灯的启动电压值决定输出电压的高低，最后经过IC输出脚输出；充电检测时，当电池触点与输出点接触时，电池电压传送至IC的输出脚进入IC运算电路中，经过运算过程决定IC输出的正、负极方向，并传送至检测灯发亮。表示检测过程已完成，插入市电对电池开始充电过程（充电LED灯会亮或闪烁）

4设计原理及功能要求

4.1元器件的选用原理

1三极管

13001管为NPN型管，高反压（也就是耐压450V以上）。大多用在大功率电子镇流器里和电瓶车充电器里，另外还有13003与13005相应耗散功率更大一些！13001耐压都比较高,1A/400V。常用于直流高压变换电路中作开关管.,如电子节能灯,电子镇流器,手机充电器等.另外13001是高速/高压开关管，它的参数是：NPN 、500V/400V、 0.3A 、7W。

2变压器

万能充电器上的变压器（特点：高频，小）作用：将高频交流电压变成各种需要的交流电压。

高频交流电压如何得到的？

利用“振荡电路”把工频50hz交流电变成高频交流电（变压器只对交流起变压

作用频率越高变压效率就越高，所以用很小的变压器就可以代替工频50hz笨重大变压器，三极管主要是一个开关管，其它三极管是起取样、稳压、过流等保护作用，其工作过程）再镇流，就是将市电交流220v变成直流300V，再经过开关振荡电路变成高频交流电压。

3集成片

集成电路中集成片选用IC3582C,集成电路3582在原来358的基础上又把外围电阻和三极管全部集成，还增加了双刀开关。具有自动识别电池正负极功能，它采用恒流电压方式充电，一般充电两个小时左右即可到达4.1V恒压，对电池性能和寿命起到一定的保护作用。

4.2 总体电路图

1电路的工作原理

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

万能充正常工作时，输入电压为220V交流，输出为4.2～4.3V直流。可充电电池电压约 3.7V。根据万能充输出电压与可充电电池间的电压差进行充电。可充电电池在充电过程中随着电池电量的增加，电压会缓慢升高，当可充电电池电压接近万能充输出电压时充电电流逐渐减小到0。当可充电电池的电压与万能充输出电压相等时充电停止。智能型的万能充限制了充电电流，避免充电电流过大对可充电电池的损害。智能型万能充还有充电完毕自动停止功能，充电时当电池电压达到一定数值时万能充自动停止充电，起到保护电池和避免电池充电过量引起爆炸的危险。

如图所示为电路原理图及仿真图

电路仿真，顾名思义就是设计好的电路图通过仿真元件进行实时模拟，模拟出实际功能，然后通过其分析改进，从而实现电路的优化设计。是EDA(电子设计自动化)的一部分，对学生来说有很大的帮助。整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的。

提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建

自己的元器件。以SPICE3F5和XspicE1的内核作为仿真的引擎，通过Electronic workbench 带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、电路向导等功能。这些仪器的设置和使用与真实的一样，动态互交显示。除了Multisim2提供的默认的仪器外，还可以创建L的自定义仪器，使得图形环境中可以灵活地可升级地测试、测量及控制应用程序的仪器。

电路仿真图对刚进行电路设计的同学来说是有很大帮助的，它可以在你不确定自己所作电路图正确与错误的情况下，先进行验证，再根据仿真的效果，进行试验，如果错误的情况下再进行改进。大大提高了实验的准确率和效率，也可以增加学生的课外知识。

2电路图的工作流程

交流电100~240伏电压输入，经过一个二极管半波整流，形成直流电压到变压器初级。另一路经过启动电路流向开关管控制电路，此时变压器与开关管共同产生开与关的振荡工作，使初级线圈绕组电路产生回路开始工作；反馈电路也同时维持开关管的振荡工作，及稳压电路将稳定所传送的电压值，并由开关管的调整电路及工作频率进行稳压。变压器具备工作条件时，变压器开始振荡及感应产生电压输出；经过二极管半波整流滤波，输至充电器IC控制电路供电，充电IC进行内部运算工作，对各脚位的电压检测，检测LED灯会虽LED灯的启动电压值决定输出电压的高低，最后经过IC输出脚输出；充电检测时，当电池算过程决定IC输出的正、负极方向，并传送至检测灯发亮。表示检测过程已完成，插入市电对电池开始充电过程（充电LED灯会亮或闪烁）。

5单元电路

5.1 变压器

如图所示为变压器输出端，通过仿真出的电路波形图，进行实物制作时，由于变压器损毁，不能使放光二极管变亮。所以更换变压器。

5.1二极管

如图所示为电路实物图，进行焊接时，二极管1N5819击穿，1N4148反接，致使放光二极管不能常亮灯，应对其进行替换。后半部分电路正常工作，加上电池能使灯变亮。

6硬件的安装与调试

6.1硬件的安装

安装：首先对元件进行检测，在知晓其好坏和规格正确后，进行焊接。焊接应遵循由小到大、由低到高、由上到下、由左到右的顺序。对于色环电阻应该将有效数字的第一环放在左边（上边）误差环放在右边（下边）。对于电容应该先安装瓷片电容，后安装电解电容，安装电容应该先安装小体积的电容后安装体积较大的电容。对于其他元件没有什么先后顺序，但是三极管应该最后安装，因为三极管的焊接温度不能太高，过高的温度会使三极管烧坏，一般是尽量使三极管的管脚留长一些，这样可以使三极管被烧坏的可能性减小

6.2硬件的调试

电路在安装完所有元件后，应反复检查确认无误后再通电试机。此外，两电源金属片与电路板相接触处的铜箔应进行镀锡，以防氧化，但不用将金属电源接触片焊死在上面。在不接充电电池的情况下，将充电器插入220V 插座后，若电源指示灯L3 发光，则基本表示电路安装成功。当然，此时可装上一块充电电池进一步测试，若充电过程中，L2 闪烁发光，L1 熄灭，则整个电路安装成功。在保证安全的情况下，可测量、记录电路中各关键点电压，测量中应特别注意“冷地”、“热地”问题。

7总结

进行实物焊接时，灯泡不能正常发亮，有以下原因：

一：变压器短接两端无电压，无法使LED2变亮，因此对其进行更换。

二极管1N5819被击穿，其他二极管均反接，应对其进行更换和修正。

通过这一个周的模电课程设计，让我进一步了解了和掌握了电子元器件的整机装配。在本次实习中，我更加熟悉电子元器件的测量和识别，比如：电阻阻值的测量和识别，发光二极管的测量，一般二极管和稳压二极管方向的区分等都加深了认识。对电路板的的标识和标识的正负极也有进一步的了解和掌握。另外，我在实习过程中不断提高自己的动手能力之余也体会到了实践的乐趣，因为在实践时往往会发现许多自己不会的问题，因此遇到问题后要细心检查才能发现其中的错误，最后就要想办法去解决这些问题，寻找老师或者同学来解决它，这样的一个过程不知不觉地使我的实践能力提高，为以后学习、工作打下坚定的基础。

参考文献

【1】孙惠康.电子实训教程.北京：机械工业出版社，2003。

【2】王廷才，赵德申电子技术实训.北京：电子工业出版社，2003。

【3】党宏社 .电路电子技术实验与电子实训.北京：电子工业出版社，2008。

附录一电路总原理图

附录二：元器件清单