大学毕业论文-—usb充电器的设计
USB充电器原理
USB手机电池充电器原理一、产品简介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。
用户根据需要可以调节充电器电极距离。
两个状态指示灯，一个电源识别，另一个充电指示。
通过状态指示灯可方便看出电池的充电情况。
1．主要性能指标（1）输入电压：AC：~220V（2）输出电压：USB输出：DC5V；电池充电输出：4.2V（3）输出电流：最大200mA（4）自动识别电池极性（5）用途：手机电池充电；MP3，MP4充电（6）电池充满后自动断电2．工作原理该充电器电路主要由振荡电路、充电电路、充电指示电路、USB电源输出电路、电池极性自动判别电路、稳压电路等组成，其输入电压AC220V、50／60Hz、4mA，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，表示极性已识别，可以接通电源充电。
（1）高压整流电路该电路由二极管D4、电解电容C4组成。
对工频220V直接进行半波整流。
当空载时可输出310V高电压。
当振荡电路工作后此电压降低到100V左右。
（2）振荡电路该电路主要由三极管Q1、Q9及开关变压器T1等组成。
R3、R4、R13及T1-1主线圈为Q1设定了合适的静态工作点，使Q1工作在放大区。
C3、R2及T1-2副线圈组成反馈回路，为Q1提供正反馈电压，使Q1形成振荡输出。
Q9、D1、D3、D10、C1的作用是稳定去Q1的振荡工作点。
使Q1输出稳定的交流电压。
C3、T1的参数可控制振荡器的振荡频率。
此振荡器振荡频率可达几千赫兹。
（3）低压整流电路D5、C2组成低压整流电路。
二极管D5选用1N5819型，这是一种快恢复型二极管，一般用于对频率较高的电压整流。
提高整流效率。
整流输出电压6V左右。
（4）充电指示电路D7、R5、Q3、R7、LED1组成充电指示电路。
完整的充电器设计方案
完整的充电器设计方案充电器是一个关键的电子设备，被广泛应用于各种电子设备、汽车和工业设备等领域。
为了设计一个完整的充电器，我们需要考虑到以下几个关键方面：电源适配器、电池管理、充电保护、接口设计和效率优化。
首先，电源适配器是充电器的核心组件之一、我们需要选择合适的交流电源适配器，以将输入电压变换为适合充电器工作的直流电压。
这个过程需要考虑到输入电压范围、输出电压稳定性和电流容量等因素。
同时，为了提高效率和减少能耗，我们可以考虑采用开关电源技术。
其次，电池管理是充电器设计中的重要一环。
在选择合适的电池管理方案时，我们需要考虑到电池类型（如锂电池、铅酸电池等）、电池容量和充电电流等因素。
电池管理系统应具备充电状态监控、电池保护和温度控制等功能，以确保电池的正常运行和安全充电。
充电保护也是充电器设计不可或缺的部分。
充电保护主要包括过流保护、过压保护、短路保护和温度保护等功能。
这些保护措施可以有效防止充电器在异常情况下引起故障或损坏，同时提高用户的安全性和充电器的可靠性。
接口设计是充电器设计中的重要一环。
常见的充电器接口包括USB、Type-C和无线充电等。
我们需要根据实际需求选择合适的接口类型，并确保接口的稳定性和可靠性。
在设计中，我们还可以考虑加入快充技术以提高充电速度。
最后，效率优化是充电器设计中的重要一环。
提高充电器的效率可以减少能量损耗和充电时间，同时降低发热量。
为了实现效率优化，我们可以采用高效的开关电源技术、优化电路设计和合理选择和配置元器件等。
综上所述，一个完整的充电器设计方案应该包括电源适配器、电池管理、充电保护、接口设计和效率优化等方面。
通过合理的设计和配置，我们可以实现高效、安全和可靠的充电器，以满足用户的需求并改善用户体验。
为此，我们需要在设计之前充分了解用户需求，选择适合的技术和元器件，并进行详细的电路设计和测试验证。
电子信息工程技术专业毕业设计(论文)[管理资料]
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选用单片机作为此次设计的控制系统主要是考虑到单片机的通用性和廉价性。通用性是指单片机的电路以及编程语言相对比其他控制模块来说更加简单和通用，这个对于往后功能的添加以及系统的维护来说更加简便和易行。廉价性是单片机相对于其他的控制模块来说成本更低，一块成熟的12C5A60S52的成本不过10元，加上其他的外围电路成本也不超过100元，无论是开发成本和维护成本都能够得到很好的控制。本设计选用12C5A60S52主要也就是基于上述的两个原因。
单片机相关介绍......................................................1
课题意义............................................................2
2课题内容..............................................................3
方案二：采用无线控制模块24L01代替按键开关。进行若用该方案，比较灵活方便控制,但稳定性比较差，实施困难。
综合考虑本设计的实际需要，在使用输入的时候不需要过于复杂的功能，故采用方案一。
单片机相关介绍
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过停车线，但车辆已十分接近停车线而不能安全停车时可以进入交叉路口。本设计的单片机控制交通灯就是基于信号灯。
智能手机充电器的设计与研究
智能手机充电器的设计与研究智能手机充电器是普遍存在于现代社会中的电子产品，它作为智能手机必备的配件之一，让用户能够方便快捷地给手机充电。
然而，随着智能手机的出现和发展，充电器的设计和研究也要不断地跟上时代的步伐。
本文将从充电器的设计与研究两个方面进行探讨。
一、充电器的设计方案1. USB接口设计随着智能手机的快速发展和普及，市场上的充电器种类也越发繁多，其中最为常见的设计便是基于USB接口的充电器。
随着USB接口的不断更新和升级，充电器的设计方案也在不断地进化。
目前市面上的USB接口分为Type-A、Type-B、Type-C等多种类型，而Type-C接口由于其快速充电、高速传输等优点，成为当前充电器设计的主流方案之一。
2. 充电器功率设计在设计充电器的功率方案时，需要根据手机电池的容量和充电速度需求进行合理安排，以充分利用电源资源，同时也要避免因充电器功率过高造成的损坏和安全隐患。
目前，市场上常见的智能手机充电器功率集中在5W-18W之间，而随着5G网络的开通和手机的功能升级，未来充电器的功率需求将会进一步提升。
3. 多合一充电器设计为了方便用户同时给多个设备充电，一些充电器设计师提出了多合一的设计方案。
这种充电器在设计时会增加多个接口和多种输出功率，使得用户能够一次性给多个设备进行快速充电。
而在设计多合一充电器时，还需要考虑设备之间的兼容性和功率分配等问题，确保用户的充电体验得到最大的优化。
二、充电器的研究方向1. 快速充电技术随着手机功能的不断升级，对充电速度的需求也日益提高。
因此，现代充电器研究已经聚焦于如何实现更快速的充电。
目前快速充电技术主要分为表面充电、直流快充、无线充电等多种方式。
然而，这种技术的快速充电与电池寿命的平衡也是研究该领域的一个主要方向。
2. 绿色环保技术在充电器研发领域，绿色环保技术也逐渐成为广泛关注的方向之一。
充电器的生产、使用和处理过程中都会产生一定的污染和影响环境的因素，因此如何减少该类问题也成为研究的重点。
usb充电器实训心得体会
usb充电器实训心得体会USB充电器实训心得体会最近，我参加了一次关于USB充电器的实训课程，课程主要以理论和实践相结合的方式进行。
通过这次实训，我不仅学到了USB充电器的工作原理和设计要点，也收获了很多宝贵的经验和体会。
首先，我了解到了USB充电器的工作原理。
USB充电器主要通过将电网交流电转换为直流电，并通过内部的电子元件进行电压的稳定和电流的控制。
这样，我们就可以将手机、平板等设备连接到USB充电器上进行充电，而且可以在短时间内快速完成充电。
其次，我学到了USB充电器的设计要点。
在实践中，我们首先需要选择合适的电子元件，包括电容、电感、二极管等。
这些元件的选择需要根据实际需求和设计要求进行，以保证充电器的性能和稳定性。
另外，还要注意充电器的线路布局和散热设计，以避免线路干扰和过热等问题。
在实际操作过程中，我也遇到了一些困难和挑战，但通过自己的思考和老师的指导，我成功地解决了这些问题，并且不断提高了我的技能和能力。
通过这次实训，我还学会了团队合作和沟通的重要性。
在实训过程中，我们是以小组的形式工作的，每个小组负责设计和制作一个USB充电器。
在小组合作过程中，我们需要相互配合和协作，共同解决问题。
我们要互相交流和分享自己的经验和观点，以便更好地完成项目。
另外，我们还参观了一些USB充电器的生产厂家和电子器件的制造工厂。
通过参观，我了解到了USB充电器的生产流程和质量控制过程。
我发现，生产厂家在每个环节都严格把控，确保产品的质量和安全。
这让我更加明白了产品设计和质量的重要性，也为我今后的工作提供了很多启示。
通过这次实训，我深刻体会到了理论知识和实践操作的结合的重要性。
在实践中，我发现有很多理论知识是无法通过课本和讲解去完全理解的，只有亲自动手去做，才能真正地学到知识和技能。
因此，我将继续提高自己的实践能力，不断学习和应用新的知识。
总结起来，这次USB充电器实训对我来说是一次宝贵的经历和机会。
通过这次实践，我不仅学到了充电器的工作原理和设计要点，也体会到了团队合作和沟通的重要性。
通过USB总线为电池充电
通过USB总线为电池充电通用串行总线 (USB) 端口是一种带有电源和地的双向数据端口。
USB可以连接所有类型的外围设备，包括外部驱动器、存储设备、键盘、鼠标、无线接口、摄像机和照相机、MP3播放器以及数不尽的各种电子设备。
这些设备有许多采用电池供电，其中一些带有内置电池。
对于电池充电设计来说，应用广泛的USB 既带来了机遇，也带来了挑战。
本文阐述了如何将一个简单的电池充电器与USB 电源进行接口。
文章回顾了USB电源总线的特性，包括电压、电流限制、浪涌电流、连接器以及电缆连接问题。
同时介绍了镍氢电池 (NiMH) 和锂电池技术、充电方法以及充电终止技术。
给出了一个完整的示例电路，用于实现USB端口对NiMH电池智能充电，并给出了充电数据。
USB特性无处不在的USB总线能够为所有类型的低功耗电子设备提供电源。
总线电源与电网隔离，并且具有很好的稳定性。
但是，可用电流是受限的，同时负载和主机或电源之间存在潜在的互操作问题。
USB端口由90Ω双向差分屏蔽双绞线、VBUS (+5V电源) 和地组成。
这4条线由铝箔内屏蔽层和编织网外屏蔽层进行屏蔽。
最新的USB规范标准是 2.0版，可以从USB组织 () 免费获得。
要做到完全符合该规范标准，需要通过一个功能控制器来实现设备和主机间的双向通信。
规范定义了1个单位负载为100mA (最大)。
任何设备允许吸取的最大电流为5个单位负载。
USB端口可分为低功率端口和大功率端口两类，低功率端口可提供1个单位负载的电流，大功率端口可最多提供5个单位负载的电流。
当设备刚连接到USB端口时，枚举过程对器件进行识别，并确定其负载要求。
在此过程中，只允许设备从主机吸取最多1个单位负载的电流。
枚举过程完成后，如果主机的电源管理软件允许，则大功率设备可以吸取更大的电流。
某些主机系统 (包括下游USB集线器) 通过保险丝或者有源电流检测器提供限流功能。
如果USB设备未经过枚举过程便从USB端口吸取大电流 (超过1个单位负载)，则主机会检测到过流状态，并会关闭正在使用的一个或多个USB 端口。
USB充电器原理与制作
USB充电器USB充电器套件，又名MP3MP4充电器，输入AC160-240V，50/60Hz，额定输出：DC 5V250mA（标签贴纸为500mA，如果要长期输出更大电流，请更换Q1为13003）。
MP3和MP4在全国范围大量流行，不过作为日常用品的充电器由于直接和220V高压相连，具有故障率较高，容易损坏的特点，特别是买到那些不成熟的产品后，真是苦不看言。
最后，受学校老师委托，我们联系到了一款成熟量产的充电器套件，现在一同给广大电子爱好者分享。
下面是对着实物绘制的电路原理图：（电路板上有多种元件安装方法，安装请与原理图、实物图为准，PCB板上有些元件孔是不要安装的，有些元件要装在别的元件孔上，这点请注意！）说明：为了简化电路，达到学习目地，图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用，用一个二极管D1完成整流作用。
接通电源后，C1会有300V左右的直流电压，通过R2给Q1的基极提供电流，Q1的发射极有R1电流检测电阻R1，Q1基极得电后，会经过T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在T1的（5、6）（1、2）上产生感应电压，这两个次级绝缘的圈数相同的线圈，其中T1（1、2）输出由D7整流、C5滤波后通过USB座给负载供电；其中T1（5、6）经D6整流、C2滤波后通过IC1（实为4.3V稳压管）、Q2组成取样比较电路，检测输出电压高低；其中T1（5、6）、C3、R4还组成Q1三极管的正反馈电路，让Q1工作在高频振荡，不停的给T1（3、4）开关供电。
当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，T1（5、6）、IC1取样比较导致Q2导通，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低；当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压又会升高；这样起到自动稳压作用。
本电路虽然元件少，但是还设计有过流过载短路保护功能。
当负载过载或者短路时，Q1的集电极电流大增，而Q1的发射极电阻R1会产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压会经过R3让Q2饱和导通，从而让Q1截止停止输出防止过载损坏。
5V-USB开关电源充电器电路设计
5V-USB充电器电路图,有详细制作步骤文章出处： 发布时间： 2012-4-9 10:38:25 | 1958 次阅读 | 26次推荐 | 0条留言USB充电器套件，又名MP3/MP4充电器，输入AC160-240V,50/60Hz,额定输出：DC 5V 250mA （标签贴纸为500mA,如果要长期输出更大电流，请更换Q1为13003）。
MP3和MP4在全国范围大量流行，不过作为日常用品的充电器由于直接和220V高压相连，具有故障率较高，容易损坏的特点，特别是买到那些不成熟的产品后，真是苦不看言。
最后，受学校老师委托，我们联系到了一款成熟量产的充电器套件，现在一同给广大电子爱好者分享。
下面是对着实物绘制的电路原理图：（电路板上有多种元件安装方法，安装请与原理图、实物图为准，PCB板上有些元件孔是不要安装的，有些元件要装在别的元件孔上，这点请注意！）说明：为了简化电路，达到学习目地，图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用，用一个二极管D1完成整流作用。
接通电源后，C1会有300V左右的直流电压，通过R2给Q1的基极提供电流，Q1的发射极有R1电流检测电阻R1,Q1基极得电后，会经过T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在T1的（5、6）（1、2）上产生感应电压，这两个次级绝缘的圈数相同的线圈，其中T1（1、2）输出由D7整流、C5滤波后通过USB座给负载供电；其中T1（5、6）经D6整流、C2滤波后通过IC1（实为4.3V稳压管）、Q2组成取样比较电路，检测输出电压高低；其中T1（5、6）、C3、R4还组成Q1三极管的正反馈电路，让Q1工作在高频振荡，不停的给T1（3、4）开关供电。
当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，T1（5、6）、IC1取样比较导致Q2导通，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低；当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压又会升高；这样起到自动稳压作用。
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2 设计方案
2.1电路框图
充电器通常指的是一种将交流电转换为低电压直流电的设备，充电器在各个领域的应用很广泛，特别是在生活领域被广泛用于手机，相机等常见电器。充电器是采用电力电子半单体器件，将电压和频率固定不变的交流电变换为直流电的一种静止变流装置。所以本文制作的是适合大多数带USB插口的电子产品使用的充电器。
3硬件电路分析
3.1整流模块
如图所示：二极管D3起到整流的作用，当接通电源后，C1会有300V左右的直流电压，给后面的电路提供电流，图中F1起到二极管的作用。
3.2稳压模块
通过电阻R2给三极管Q1的基极提供电流，三极管Q1的发射极有电流检测电阻R1，三极管Q1基极得电后，会经过变压器T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在变压器T1的（5、6）上产生感应电压，两个次级绝缘的圈数相同的线圈，其中变压器T1（5、6）经过电容瓷片D5整流、电解电容C3滤波后通过稳压二极管IC1、、三极管Q2组成的取样比较电路，检测输出电压高地；其中的变压器T1（5、6）、涤纶电容C2、电阻R4还组成了三极管Q1的正反馈电路，让三极管Q1工作在高频振荡，不停的给变压器T1（3、4）开关供电。当负载变轻或者电源电压变高的等任何导致输出电压升高的原因时，变压器T1（5、6）、稳压二极管IC1取样比较导致三极管Q2导通，三极管Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低；当输出电压降低后，三极管Q2取样后又会截止，三极管Q1的负载能力变强，输出电压又会增大；这样就能起到自动稳压的作用。
2.2设计目的
USB充电器在人们的生活中应用广泛，与我们的日常生活息息相关。随着人们物质生活水平的提高，MP4、ipad。手机等大电流电子产品越来越多，对日常生活所用的电子产品大电流充电的需求增多，以往那些简单结构、小电流的充电器不能满足人们的要求。所以，各种各样的充电器充斥于市场上，竞争激烈。在以蓄电池为工作电源或备用电源的用电场合，充电器的应用前景广泛。
保密的毕业论文(设计)在解密后遵守此规定。
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USB充电器的设计
摘 要
大部分USB充电器都是由一个稳定电源，主要有稳压电源、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。
本文设计的是插座式的USB充电器，USB充电器相当于反激式变压器开关电源，只需要将USB插入借口就可以充电。本文主要介绍了USB充电器的概念、工作原理等。并且从硬件上设计了USB充电器的原理图，并制作出了实物。
锂离子电池的不足之处在于对充电器的要求比较苛刻，对保护电路的要求较高。其要求的充电方式是恒流恒压，为了有效利用电池容量，需要将锂离子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，充电终止检测除电压检测外，还需要采用其他的辅助方法作为防止过冲的后备措施。
本人签名：
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某大学本科毕业论文(设计)使用授权说明
本人完全了解某大学有关收集、保留和使用毕业论文 (设计)的规定，即：本科生在校期间进行毕业论文(设计)工作的知识产权单位属某大学。学校根据需要，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许毕业论文 (设计)被查阅和借阅；学校可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业，并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。
某大学
本科毕业论文（设计）
题 目USB充电器的设计
院（系）**
专 业**
学生姓名某某
学 号09
指导教师某某职称教授
论文字数6000
完成日期:2013年5月25日
某大学本科毕业论文(设计)诚信承诺书
本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
This paper is the design of USB charger socket type charger, USB is equivalent to the flyback transformer of switch power supply, only need to insert the USB into the excuse can charge. This paper mainly introduces the concept, USB charger principle. And the hardware design schematic diagram of the USB charger, and make a real.
关键词：USB充电器;充电器；开关电源
Design of the USB Charger
Abstract
Most of the USB charger is composed of a stable power supply, mainly regulated power supply, to provide a stable working voltage and sufficient current, with the necessary constant current, limited pressure, time control circuit.
Keywords: USB charger charger; switching powerFra biblioteksupply;
1绪论
当今时代通讯事业迅猛发展，手机在消费群体中得到了普及，为了更好的使用和维护手机，需要给手机选择适合的充电器。手机电池中以锂离子电池最为普遍，锂电池是以金属锂或锂物质为负极、利用化学反应而产生电能的电池。它具有较高的能量重量比和能量体积比，无记忆效应，可重复充电次数多，使用寿命较长，价格也相对较为实惠。