萬能充的設(shè)計(jì)與制作.doc
《萬能充的設(shè)計(jì)與制作.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《萬能充的設(shè)計(jì)與制作.doc(14頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
______________________________________________________________________________________________________________ 目 錄 1課題名稱 1 2設(shè)計(jì)主體要求及內(nèi)容 1 3 課題分析與方案論證 1 3.1 方案一 2 3.2 方案二 3 4 各局部電路設(shè)計(jì) 4 4.1 整流濾波電路 4 4.2恒壓電路 5 4.3恒流電路 5 4.4充電提示電路 7 5組裝調(diào)試 10 6元器件的選擇 10 7 設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)意見 10 7.1本方案特點(diǎn)及存在的問題 11 7.2改進(jìn)意見及其他設(shè)想 11 8 設(shè)計(jì)心得 12 參考文獻(xiàn) 1 課題名稱 萬能充的設(shè)計(jì)與制作。 2 設(shè)計(jì)主體要求及內(nèi)容 通信技術(shù)的高速發(fā)展促使手機(jī)種類眾多,也導(dǎo)致手機(jī)充電器也是多種多樣,本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)并制作一套手機(jī)通用鋰電池的充電器。 充電器的簡單工作過程如下: 交流輸入電壓經(jīng)電容降壓,二極管整流橋整流后變成直流電,經(jīng)隔離二極管和濾波電容對手機(jī)充電,隨著充電時(shí)間的增長,電池兩端的電壓也升高,通過分壓器將此電壓引入基準(zhǔn)電壓比較器,其中三個(gè)比較器帶三個(gè)指示燈,分別指示充電的狀態(tài),當(dāng)三個(gè)燈全亮?xí)r,表示充電已滿。通過以上的工作過程描述結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)手機(jī)實(shí)用充電器電路。 技術(shù)要求:能夠順利為鋰電池充電,有必要的顯示、保護(hù)功能,充電電壓4.2V,充電限制電壓4.5V。 工作要求:獨(dú)立設(shè)計(jì)充電器方案,根據(jù)本人的方案,購買所需要的元器件和電路板,獨(dú)立設(shè)計(jì)并調(diào)試正常,要求總投資不得高于20元。 3 課題分析與方案論證 從課題上可以看出設(shè)計(jì)的主體要求是將市電變換為符合要求的直流電源,整體上應(yīng)該有降壓、整流、濾波、恒壓電路。 降壓電路可以用最簡單的變壓器完成,將220V電壓變?yōu)?0V左右的低壓,為了讓優(yōu)化波形使其更加穩(wěn)定可采用濾波電容去除高頻干擾。 手機(jī)通用的鋰電池充電電壓為4.2V,因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)恒壓源電路。充電電流在一定程度上影響了充電的時(shí)間,過高的電流會縮短電池的使用壽命,所以我們還需要一個(gè)可靠地恒流源來保證充電的時(shí)間和手機(jī)的使用壽命。 當(dāng)上述條件都具備時(shí)對于不同容量的手機(jī)電池充電時(shí)間是不一樣的,因此需要一個(gè)不以時(shí)間為參考的充電完成信號,我們可以根據(jù)電池兩端的電壓是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電壓來判斷是否充滿電。 3.1 方案一 本方案采用的是現(xiàn)行手機(jī)充電器的通用電路,主要是由開關(guān)電源和充電電路組成的。 電路圖如下。 圖3.1原理圖 制作成功后該充電器能自動(dòng)識別電池極性,自動(dòng)調(diào)整輸出電流使得電池達(dá)到最佳充電狀態(tài),可保護(hù)電池延長電池壽命。充電飽和時(shí)七彩燈會自動(dòng)熄滅。 當(dāng)接入電源后,通過整流二極管VD1、R1給開關(guān)管Q1提供啟動(dòng)電流,使Q1開始導(dǎo)通,其集電極電流Ic在L1中線性增長,在L2中感應(yīng)出使Q1基極為正,發(fā)射極為負(fù)的正反 饋電壓,使Q1很快飽和。與此同時(shí),感應(yīng)電壓給C1充電,隨著C1充電電壓的增高,Q1基極電位逐漸變低,致使Q1退出飽和區(qū),Ic開始減小,在 L2中感應(yīng)出使Q1基極為負(fù)、發(fā)射極為正的電壓,使Q1迅速截止,這時(shí)二極管VD1導(dǎo)通,高頻變壓器T初級繞組中的儲能釋放給負(fù)載。在VT1截止 時(shí),L2中沒有感應(yīng)電壓,直流供電輸人電壓又經(jīng)R1給C1反向充電,逐漸提高Q1基極電位,使其重新導(dǎo)通,再次翻轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài),電路就這樣重復(fù)振蕩下 去。這里就像單端反激式開關(guān)電源那樣,由變壓器T的次級繞組向負(fù)載輸出所需要的電壓,在C4的兩端獲得9V的直流電,供充電電路工作。 在充電電路中Q2與CH(七彩發(fā)光二極管)組成充電指示電路。R7與PW(紅色二極管)組成電池好壞檢測及電源通電指示電路。Q4、Q5、Q6、Q7組成自動(dòng)識別電池極性的電路。 當(dāng)充電端1接電池的正,端2接電池的負(fù)時(shí),充電回路是電源的+、Q5(發(fā)射極)、Q5(集電極)、端1接+ 、Q7(飽和)、端2接-; 當(dāng)充電端2接電池的正,端1接電池的負(fù)時(shí),充電回路是電源的+、Q4(發(fā)射極)、Q4(集電極)、端2接+、Q6(飽和)、端2接-。即可完成自動(dòng)極性的識別,保證充電回路自動(dòng)工作。 3.2 方案二 本方案是前期分析的具體實(shí)現(xiàn),也是比較簡單的一種。 電路圖如下。 圖3.2 原理圖 該電路有四部分組成電源輸入電路、恒流電路、恒壓電路、充電指示電路組成。 電源輸入電路由電源變壓器T、整流橋堆D1,D2,D3,D4和濾波電容C組成。 恒壓電路由電阻R1、R2、電位器RP1、晶體管V1、精密穩(wěn)壓基準(zhǔn)源IC組成。 恒流電路由晶體管V2、電阻R3、電位器RP2。 充電指示電路由晶體管V3、電阻R4、R5和發(fā)光二極管VL組成。 交流電220V電壓經(jīng)過變壓器T(二次側(cè)電壓9V)、整流橋、濾波電容C后,產(chǎn)生8.1V的直流電壓。該電壓經(jīng)過恒流電路恒壓電路處理后對電池充電。同時(shí)V3導(dǎo)通,VL發(fā)光。隨著電池兩極板電壓的升高充電電流將逐漸減小。當(dāng)電池電壓到達(dá)4.2V時(shí),R1上電壓降低使V3截止VL熄滅,提醒用戶充電結(jié)束。 4 各局部電路的設(shè)計(jì) 4.1 整流濾波電路 圖4.1電源輸入部分 變壓器源邊是220V交流電,二次側(cè)電壓為9V經(jīng)過四個(gè)二極管組成的整流橋就變?yōu)榱酥绷麟?,DE電壓為8.1左右,濾波電容是為了濾除交流成分。在實(shí)際購買原器件時(shí)為了降低成本和焊接方便購買的是集成整流橋堆,規(guī)格是2A、50V。 4.2 恒壓電路 在這邊部分電路中使用了TL431。TL431是TL、ST公司研制開發(fā)的并聯(lián)型三端穩(wěn)壓基準(zhǔn),其突出優(yōu)點(diǎn)是封裝簡單(型如三極管)、參數(shù)優(yōu)越(高精度、低溫漂)、性價(jià)比高(民品1.3~1.5元/只),是作為電壓基準(zhǔn)的良好選擇。其電壓調(diào)節(jié)范圍為2.5V~36V。本方案中的接法類似于下圖(b)調(diào)節(jié)電位器RP1就可以調(diào)節(jié)輸出電壓,這也正是本方案的一大優(yōu)點(diǎn),可以做到電壓連續(xù)可調(diào),這樣不僅可以為手機(jī)電池充電還可以作為電源為其他電子芯片、元件供電。 圖4.2.1 TL431原理圖 圖4.2.2 恒壓電路 BC電壓可以被精確的調(diào)整到一個(gè)值,再經(jīng)過V2的CE管壓降就得到充電電壓。 4.3 恒流電路 圖4.3恒流源 流經(jīng)B點(diǎn)的電流經(jīng)過三極管V2,1013被放大,最終提供給手機(jī)電池。調(diào)節(jié)RP2可以調(diào)節(jié)基極電流,由公式 (4.3) 就可以由IB調(diào)節(jié)整個(gè)充電電流的大小。 4.4充電提示電路 圖4.4 充電提示電路 當(dāng)充電結(jié)束時(shí)電池陽極電壓接近4.2V,此時(shí)R1上的電壓降低,使得V3截止,VL熄滅。此時(shí)電池并沒有充滿而是進(jìn)入恒壓充電方式,在恒流充電階段,電池充到 70% 的總?cè)萘繒r(shí)通常需要約 30% 的充電時(shí)間,而在恒壓階段用 70% 的充電時(shí)間僅能充 30% 的總電池電量。這是由于電池具有內(nèi)部電阻。電池內(nèi)部電阻越低,電池充電時(shí)間就越短。 為了保證電池能夠充滿可在VL熄滅后繼續(xù)充電1~2個(gè)小時(shí),當(dāng)充電電流降至100mA以內(nèi)時(shí)則應(yīng)停止充電。這使得本方案有了一個(gè)缺陷,當(dāng)二極管燈滅時(shí)不能說明電池已經(jīng)充滿,需要特別說明否則一般用戶會自然的認(rèn)為充電結(jié)束而致使電池充不滿。 5 組裝和調(diào)試 組裝時(shí)選用的是11*8cm的PCB電路板,變壓器獨(dú)立放置。一句電路圖從左至右從中間到兩邊依次焊接。由于變壓器獨(dú)立放置所以將變壓器安排在最后焊接。 為了焊接的方便和減少電線的使用在焊接過程中盡量使用引腳連接,最后只使用了三根導(dǎo)線。 為了連接充電器的方便使用了一般萬能充都采用的夾板和引針,這樣可以很好的固定手機(jī)電池。 如下圖所示(圖片源自網(wǎng)絡(luò))。 圖5 夾板和引針實(shí)物圖 調(diào)試分為兩部分,電壓的調(diào)試和電流的調(diào)試。首先是調(diào)節(jié)RP1的電阻值使得充電電壓為4.2V再調(diào)節(jié)RP2的電阻阻值使得充電電流為200mA。 調(diào)試時(shí)將萬用表接入夾板兩引針再調(diào)節(jié)相應(yīng)電阻使各參數(shù)達(dá)到要求。 6 元器件選擇 R1選用3W金屬膜電阻器; R2~R5均選用1/4W碳膜電阻; RP1和RP2均選用小型線性電阻或可變電阻器; C選用電壓值為16V的電解電容; VL選用紅色LED發(fā)光二極管; V1選用BD137、3DA硅1C或2383型硅NPN晶體管,V2選用BD138、3CA4或1013型硅PNP晶體管,V3選用S9015或3CG120硅型PNP晶體管。 7 設(shè)計(jì)總結(jié)及改進(jìn)意見 7.1本方案特點(diǎn)及存在的問題 本次設(shè)計(jì)制作是結(jié)合之前學(xué)習(xí)積累的實(shí)際引用,具有典型性,設(shè)計(jì)思路簡單,易于初學(xué)者接受,所用元器件都是常用的,達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)中的要求可以安全的給手機(jī)充電器充電。 本方案最大的問題就是在充電結(jié)束時(shí)沒有明確的信號,盡管有二極管指示燈但是不能準(zhǔn)確的反應(yīng)充電的飽和程度,當(dāng)然這也是本方案簡單的一個(gè)原因。 變壓器的體積、重量、價(jià)格都是本方案中排名第一的,與方案一中的高頻變壓器相比差距很大,高頻變壓器體積小,在價(jià)格上與使用的變壓器相比相差十倍之多。 7.2改進(jìn)意見及其他設(shè)想 在自動(dòng)斷電功能方面需要有所改進(jìn),先進(jìn)行恒流充電再進(jìn)行恒壓充電當(dāng)電流達(dá)到飽和時(shí)發(fā)出提示信號并且自動(dòng)斷電,目標(biāo)是智能化自動(dòng)化。 8.設(shè)計(jì)心得 通過這次課程設(shè)計(jì),首先使自己在模擬電路實(shí)踐上獲得了很多的經(jīng)驗(yàn),無論是理論設(shè)計(jì)還是焊接。解決問題的第一步是分析問題,在開始理論設(shè)計(jì)時(shí)就能大致找到問題的核心,在腦海中初步構(gòu)想設(shè)計(jì)原理圖,可以說是先有根據(jù)設(shè)計(jì)需求再去構(gòu)建電路圖。 在這之后我有一個(gè)感觸特別深,那就是理論和實(shí)踐的差距有時(shí)真的很大,在幫助其他同學(xué)解決問題是我設(shè)計(jì)了兩個(gè)個(gè)不同的實(shí)踐方案,每個(gè)方案都能成功仿真,但是實(shí)踐證明只有一個(gè)是可行的,每當(dāng)實(shí)驗(yàn)失敗時(shí)對信心都是一份打擊,有時(shí)我開玩笑的用“黔驢技窮”來形容自己,當(dāng)然最后問題還是成功解決了。 我們當(dāng)中的大多數(shù)同學(xué)日后都會從事商業(yè)活動(dòng),無論是工廠礦場還是公司企業(yè),這些組織每時(shí)每刻都在創(chuàng)造價(jià)值和財(cái)富,我個(gè)人認(rèn)為在這個(gè)過程中起根本作用的是技術(shù)和資本,可以說技術(shù)和資本的結(jié)合就必然會產(chǎn)生價(jià)值,有了技術(shù)和資本我們就能生產(chǎn)新的產(chǎn)品開創(chuàng)新的服務(wù),創(chuàng)造更多的社會財(cái)富。我們中的很多同學(xué)本身沒有大量的資本,雖然可以從其他途徑獲得,但是從結(jié)果上來看大多數(shù)人還是沒有足夠的資本,所以在這之前技術(shù)是我們必須掌握的。一個(gè)社會的理性程度越高那么這個(gè)社會就越發(fā)達(dá),我們學(xué)習(xí)了很久的自然科學(xué),掌握了很多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),但是社會學(xué)科卻跟不上自然科學(xué)的發(fā)展程度,我們可以在1加1等于幾的問題上給出正確的答案,但是在明是非辨真?zhèn)紊峡偸堑貌坏搅钊藵M意的答案,當(dāng)以這種不論是非的狀態(tài)去將技術(shù)和資本結(jié)合在一起時(shí)就會引起很多社會問題,它所產(chǎn)生的價(jià)值也是負(fù)價(jià)值,是文明的倒退,而這也能解釋很多社會現(xiàn)象。 以上所述的內(nèi)容是我在思考如何將設(shè)計(jì)成果轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣r(jià)值的感想,雖然到目前為止我們的設(shè)計(jì)都沒有轉(zhuǎn)換為社會財(cái)富,但是我們還是要在這方面做準(zhǔn)備,要在實(shí)際行動(dòng)之前做充足的思考,做到有備而無患。 參 考 文 獻(xiàn) 【1】 童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).清華大學(xué).高等教育出版社.2006 【2】 黨宏社.電路、電子技術(shù)試驗(yàn)與電子實(shí)訓(xùn).華中科技大學(xué). 電子工業(yè)出版社.2008 【3】 錢金榮. 在為系統(tǒng)供電的同時(shí)盡可能縮短電池充電時(shí)間. 電子產(chǎn)品世界. 2007-01-02 THANKS !!! 致力為企業(yè)和個(gè)人提供合同協(xié)議,策劃案計(jì)劃書,學(xué)習(xí)課件等等 打造全網(wǎng)一站式需求 歡迎您的下載,資料僅供參考 -可編輯修改-- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
32 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 萬能 設(shè)計(jì) 制作
鏈接地址:http://www.hcyjhs8.com/p-1275557.html