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1、姓 名 专 业 班 级 08电子（1）班 论 文 名 称 手机电池充电器的制作 指 导 教 师 毕业设计（论文）任务书专业（班）： 08电子（1） 姓名：陈慧敏 学号:08101169课题名称： 手机电池充电器的制作主要内容： 本设计以芯片CT3582为核心控制电池正常充电，同时也采用振荡电路为充电作准备，稳压电路使电路中的电压，电流趋于稳定起到保护作用。设计要求：1、 可以实现手机电池充电基本功能2、 充电准备由绿LED显示，充电由白LED显示，充满由红LED显示.3、 对电流，电压过大情况起到保护作用课题名称、主要内容和基本要求：进度安排：周次工作内容执行情况13选定题目、搜集资料完成4选
2、择方案、技术可行性分析、方案论证与确定完成5修改开题报告、评定开题报告完成6由老师对方案的制作要求作指定说明并改良完成7电路原理图设计、采购元器件完成89硬件的实现（焊接技术、相关仪器设备的使用）完成1415整个设计的硬件调试完成16演示制作成品、讲解设计思路、回答提问指导教师评语 指导教师签名： 评阅教师评语 评阅教师签名： 毕业设计（论文）成绩答辩委员会主任签名： 目录摘要8ABSTRACT8前 言9一、方案论证91.1方案一91.2方案二91.3方案选择9二、系统硬件设计1021 充电器的设计电路图102.2充电的调试电路设计选择102.2.1振荡电路102.2.2稳压电路102.2.2
3、.1过压保护112.2.2.2过流保护112.3充电的控制电路设计选择112.3.1充电电路11三、系统硬件主要元器件介绍113.1芯片CT3582113.1.1特点113.1.2脚位图说明123.1.3应用电路图123.1.4 功能描述133.1.4.1 电池检测133.1.4.2 电池空载133.1.4.3 正常充电及饱和检测133.1.4.4 短路保护133.2充电电路总图133.3元器件清单153.4毕业设计小结15致谢15参考文献16附录一17摘要本设计运用反激式开关电源工作原理实现了手机万能充电器。本充电器由振荡电路、稳压电路、充电电路三部分组成。当手机电池正确放置到万能充电器上时
4、绿灯亮表示开始充电；充电过程中充电指示白灯保持闪烁，手机电池充满电时白灯灭红灯亮。 关键词：反激式开关电源、手机万能充、振荡电路、稳压电路、充电电路AbstractThis article introduces a kind of switch power flyback type using the principle of universal charging mobile work plan.By oscillating circuit, this charger voltage circuit, charging circuit of three parts. When cell ph
5、one batteries positioned properly to universal charger lights says when start charging; Charging process white lights flashing charging instructions to keep cell phone battery full of electricity, when the red light is white lamp.KEY WORD: Flyback type switch power supply；Mobile universal charger；Os
6、cillating circuit；Voltage circuit；Charging circuit前 言随着科技的进步，人们从最初的书信联系,到现在,大部分人人手一部手机，但是手机也需要电池来维持，所以便有了充电器。充电器有以下几种：1.直充。直接插在手机上的那种。这种充电器随手机有配，突出特点是即充即用，充电时间短。2.座充。有两个槽位，前面可以放手机，后面可以放电池。座充里面有一个芯片（只读存储器ROM），固化了一些编码，电池插入充电器后，充电器读出编码，就知道是何种电池，执行相应的充电过程，一切都是事先安排好的。3.万能充。放上一块电池就能直接充电。它的特点是使用方便，不必像座充那样准
7、备两样东西，即使出了问题也不会殃及手机。早期的万能充电源部分只是简单的电容降压电路，容易出故障也不安全，现在的万能充基本都是开关电源了，稳定性不错。综上所述，万能充是最方便的充电器，随时随地只要有电源就可以充电，重点是不伤害手机，所以我们此次就是要做一个万能充。接下来，我们就要开始准备这次设计的资料。一、方案论证1.1方案一本设计是为了实现手机电池充电器基本功能充电功能，过压保护，过流保护。我们可以运用之前我们开关电源所学的知识来实现充电器基本功能所需要的电路条件，将相关的电路和并完成一个充电器的电路图。1.2方案二可以设法拆除几个现成的充电器，对其电路、功能、数据等进行分析比较，然后选择符合
8、本次设计的充电器作进一步的分析与测试。1.3方案选择第一个方案关键在于系统调试，如果电阻数值调试不对，在测试成品时整个电路就会容易烧坏。这样会导致成本提高，同时也要相对的耐心和精力。第二个方案整个电路的数值已经确定的，不需要再慢慢调试。经过综合比较，我采用了第二个方案。二、系统硬件设计 21 充电器的设计电路图 2.2充电的调试电路设计选择2.2.1振荡电路VT113001与开关变压器T2组成交流220V经过D1（二级管）半波整流，所以形成100V左右的直流电压（U0=0.45Ui），该电压经过变压器T2初级绕阻加到三极管VT113001C级,同时该电压经过启动 电阻R2为三极管VT11300
9、1B极提供正向电压，使其导通。此时三极管和开关变压器T2组成的间歇振荡电路开始工作，T2初级绕阻中有电流通过，由于正反馈的作用，在变压器T1感应的电压通过反馈电阻R3 和电容C2加到VT113001的B极，使三极管B极导通电流加大，迅速进入饱和区。随C2两端电压不断增大，三极管VT28050B极电压逐渐降低，使VT113001逐渐退出饱和区，集电极电流开始减少，T2初级绕阻 产生磁通量开始减少，T1绕阻感应的负反馈电压使VT113001迅速截止，完成一个振荡周期。在VT113001进入截止期间，T3绕阻就感应到10V左右的交流电压，作为一个后级的充电电压。 2.2.2稳压电路该电路由主要三极管
10、VT28050、稳压二极管ZD1等组成。2.2.2.1过压保护当输出电压升高时，在变压器T1反馈的绕阻端，感应的电压就会升高，则电容C3所充电压升高。当电容C3两端电压超过ZD1等稳压值时，稳压二极管ZD1激穿导通，三极管VT113001基极电压拉低，使其导通时间缩短或迅速截止，经开关变压器耦合后，使次级输出电压降低。反之使输出电压升高，从而确保输出电压稳定。2.2.2.2过流保护在接通电源瞬间或当某种原因使三极管VT113001的电流过大时，在R4、R1上的压降就大，使过流保护管VT28050导通，VT113003截止，从而有效防止开关管VT28050因冲击电流过大而损坏。通知电阻R1上的压
11、降，使电容C3两端电压升高，此后过流保护过程与稳压原理相同。三极管VT28050是过流保护管，R4和R1是VT113003的过流取样保护电阻。2.3充电的控制电路设计选择2.3.1充电电路由芯片CT3582和发光二极管、C4、IN4937组成。从变压器T的次级绕组感应出交流电压10V经过二极管IN4937整流，C4滤波。输出电压为4.2V的直流电压加到电池两端。芯片的5、8脚为供电输入端；当电池正极接入7脚，电池负极接入1脚时则2脚接入的确认（绿）LED3亮；当电池刚接入电路时，芯片的8脚输出的电平越低，充电指示灯LED2(白)闪烁放光强，随着充电时间延长，电池所充的电压慢慢升高，芯片的8脚输
12、出的电压慢慢升高，充电指示灯LED2（白）闪烁发光逐渐变弱。当电池慢慢充到4.2V左右时，芯片6脚电位也达到其内部的参考电压。此时芯片内部电路动作，使其8脚电压输出高电平，充电指示灯LED2（白）不在闪烁发光而熄灭，充满指示灯LED1（红）由灭变亮。三、系统硬件主要元器件介绍3.1芯片CT35823.1.1特点 支持普通三灯模式及二灯模式 自动识别电池极性 充电电流大 充电饱和电压4.25V(典型值),可通过L1调整 空载时稳压输出 短路保护功能 极少的外围器件3.1.2脚位图说明3.1.3应用电路图3.1.4 功能描述3.1.4.1 电池检测 在VDD断开的情况下接入电池,CT3582会通过
13、自动极性识别系统对电池极性进行判断并做出相应控制,使电池检测指示灯L1亮,表示电池已正常接入电路.当选用三灯模式时,如果电池电压小于4.25V(典型值),则L2闪烁,L3熄灭,表示该电池需要进行充电;如果电池电压大于或者等于4.25V(典型值),则L2熄灭,L3亮,表示该电池已经充满,不需要继续充电.当选用二灯模式时,如果电池电压小于4.25V(典型值),则L2闪烁,表示该电池需要进行充电;如果电池电压大于或者等于4.25V(典型值),则L2常亮,表示该电池已经充满,不需要继续充电. 3.1.4.2 电池空载 当VDD连通而尚未接入电池时,L1,L2常亮;此时BTP与BTN两端之间的电压差为4
14、.17V(典型值). 3.1.4.3 正常充电及饱和检测 VDD连通并且接入未满电池时,电源开始通过CT3582的控制对电池进行正常充电(此时不论电池以何种极性接入电路,均能正常充电).电池两端电压缓缓升高,若选用三灯模式,则此时L1亮, L2闪烁,L3熄灭,表示电池正在被充电;当电池电压升高到4.25V(典型值)时,L2熄灭,饱和检测指示灯L3亮,表示充电过程结束,电池已饱和;若选用二灯模式,充电时L2闪烁,饱和时L2常亮. 3.1.4.4 短路保护 若充电过程中,发生电池短路的情况,则CT3582内部短路保护系统会自动将充电回路切断,避免产生大电流.此时若选用三灯模式,L1,L2熄灭,L3
15、亮,若选用二灯模式,则L1熄灭,L2常亮,表示电池没有正常接入电路.3.2充电电路总图3.3元器件清单序号类型数量1二极管IN4007224.7UF 电容1322UF电容14470电阻152200K电阻1627电阻17220UF电容1810PF电容29芯片CT3582C110三极管13001111三极管S8050112二极管493713.4毕业设计小结 本次设计的充电器值得肯定的地方：（1）焊接的电路板比较美观。（2）在测试充电器功能时一次性通过，没有出现故障，非常顺利。充电器待改进的地方：（1）充电器功能有待增加。比如不用直接将电池从手机里拿出单独充电，可以用USB数据线连接充电器直接充手机
16、内置电池。（2）充电时间缩短。这方面可以考虑自动识别正负极及快速充电、涓流充电方式；判别调控截止电压电流及过充保护，短路/温度补偿保护功能。致谢通过这一次的毕业设计，我对一些专业知识和电子设计有了更深的了解，同时也尝试着去应用自己的所掌握的知识。本次设计主要是对开关电源应用，同时加上电路等知识，设计一些课题。经过几天的奋战,我感受很深。毕业设计不仅给我们提供了一个很好的展现应用自己所掌握的知识的平台,又是检验自己所学知识的一次考核. 充电器是我们生活中不可或缺的一部分，而老师也说充电器是一个比较有难度的设计，所以我打算挑战一下，便选择了充电器这个设计。其实做毕业设计同时也是对课本知识的巩固和加
17、强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次设计过程中，我了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个毕业设计对我的作用是非常大的。经过这次的毕业设计，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点
18、点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实验，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以克服种种困难，把握住这次机会，将理论和实践结合；我想说，确实很累，但当我看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实验必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结
19、合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！参考文献1陆治国 主编实用电源技术手册 开关电源分册2 网站3 中国电子网附录一反激式开关电源资料：顺便指出
20、，在控制开关K关断的Toff期间，变压器铁心中的磁通 主要由变压器次级线圈回路中的电流来决定，这就相当于流过变压器次级线圈中的电流所产生的磁场可以使变压器的铁心退磁，使变压器铁心中的磁场始状态。由于控制开关突然关断，流过变压器初级线圈的励磁电流突然为0，此时，流过变压器次级线圈中的电流就正好接替原来变压器初级线圈中励磁电流的作用，使变压器铁心中的磁感应强度由最大值Bm返回到剩磁所对应的磁感应强度Br位置，即：流过N3绕组电流是由最大值逐步变化到0的。由此可知，反激式变压器开关电源在输出功率的同时，流过次级线圈回路中的电流也在对变压器铁心进行退磁。图1-20是反激式变压器开关电源，工作于临界连续
21、电流状态时，整流输入电压uo、负载电流Io，变压器铁芯的磁通 ，以及变压器初、次级电流等波形。图1-20-a）中，变压器次级线圈输出电压uo是一个带正负极性的脉冲波形，一般负半周是一个很规整的矩形波；而正半周，由于输出脉冲被整流二极管限幅，当开关电源工作于连续电流或临界连续电流状态时，输出波形基本也是矩形波。因此，整流二极管的输入电压uo的正半周幅度与输出电压Uo或储能滤波电容的两端电压基本相同。因此，整流二极管的输入电压uo的幅值Up与半波平均值Upa以及整流输出电压Uo均基本相等。图1-20-b）是变压器铁芯中磁通量变化的过程，在控制开关接通期间，变压器铁芯被磁化；在控制开关关断期间，变压
22、器铁芯被退磁。因此，在Ton期间，变压器铁芯中的磁通量是由剩磁SBr向最大磁通SBm方向变化；而在Toff期间，变压器铁芯中的磁通量是由最大磁通SBm向剩磁SBr方向变化。图1-20-c），是反激式变压器开关电源工作于临界电流状态时，变压器初、次级线圈的电流波形。图中，i1为流过变压器初级线圈中的电流，i2为流过变压器次级线圈中的电流（虚线所示），Io是流过负载的电流（虚线所示）。在控制开关接通期间，变压器铁芯被初级线圈电流磁化；在控制开关关断期间，变压器铁芯被被次级线圈电流退磁，并向负载输出电流。从图1-20-c）还可以看出，流过变压器初、次级线圈中的电流是可以突跳的。在控制开关关断的一瞬间
23、，流过变压器初级线圈的电流由最大值跳变到0，而在同一时刻，流过变压器次级线圈的电流由0跳变到最大值。并且，变压器初级线圈电流的最大值正好等于变压器次级线圈电流最大值的n倍（n为变压器次级电压与初级电压比）。顺便指出：（1-110）的结果，虽然是以开关电源工作于临界连续电流状态的条件求得，但对于开关电源工作于连续电流状态或断流状态也同样成立，因为，在储能滤波电容的容量足够大的情况下，输出电压Uo只取决于其峰值电压Up，而不是取决于其平均值。当开关电源工作于电流不连续状态时，即：控制开关的占空比减小时，（1-100）式中的i(0)和（1-108）式中的i2x均为0 ，并且在控制开关关断期间还没结束前，流过变压器次级线圈的电流就已降到0，这相当于开关电源输出电压和输出电流都要降低，在此种情况下，开关电源将会向负载降低功率输出。
