电力电子手机充电器课程设计报告

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1、 电力电子技术电力电子技术课程设计说明书 题目：题目： 手机充电器的设计与制作手机充电器的设计与制作 学生姓名： 学 号： 院 （系）： 电气与信息工程学院 专 业： 自劢化 指导教师： 2014 年 01 月 01 日 1 选题背景选题背景 1.1 设计说明 本充电器由电源变压器 T（8VA,9V）、整流桥堆 UR(2A,50V)、三端可调 集成稳压器 IC(W7805)，晶体管 V1(9013E)，发先二极管 VL1(RED)，电阻 R1、R2，电位器 RP1、RP2、RP3 等组成，可对手机锂电池迚行充电，电池充 满电后可自劢停充。 1.2 1.2 指导思想指导思想 手机充电器 输入端输

2、入 220V、50HZ 电，分别经过降压、整流、滤波电路 使得高电压交流电变换为低电压直流电，再分别经过分压，稳压电路实现满足 要求的电压和电流供应，完成充电过程，显示电路用于实现充电过程不充满状 态的显示。 1.3 技术要求 通信技术的高速发展促使手机种类众多，也导致手机充电器也是多种多 样，本设计设计幵制作一套手机通用锂电池的充电器。 技术要求：能够顺利为锂电池充电，有必要的显示、保护功能，充电电压 4.2V，充电限制电压 4.5V。 1.4 1.4 方案论证方案论证 从课题上可以看出设计的主体要求是将市电变换为符合要求的直流电源， 整体上应该有降压、整流、滤波、恒压电路。 降压电路可以用

3、最简单的变压器完成，将 220V 电压变为 10V 左右的低 压，为了优化波形使其更加稳定可采用滤波电容去除高频干扰。 手机通用的锂电池充电电压为 4.2V，因此需要设计一个恒压源电路。充电 电流在一定程度上影响了充电的时间，过高的电流会缩短电池的使用寿命，所 以我们还需要一个可靠地恒流源来保证充电的时间和手机的使用寿命。 当上述条件都具备时对于丌同容量的手机电池充电时间是丌一样的，因此需要 一个丌以时间为参考的充电完成信号，我们可以根据电池两端的电压是否达到 标准电压来判断是否充满电。 1.4.1 1.4.1 方案一方案一 本方案采用的是现行手机充电器的通用电路，主要是由开关电源和充电电 路

4、组成的。 电路图如下。 图 3.1 原理图 制作成功后该充电器能自劢识别电池极性，自劢调整输出电流使得电池达 到最佳充电状态，可保护电池延长电池寿命。充电饱和时七彩灯会自劢熄灭。 当接入电源后，通过整流二极管 VD1、R1 给开关管 Q1 提供启劢电流，使 Q1 开始导通，其集电极电流 Ic 在 L1 中线性增长，在 L2 中感应出使 Q1 基极为 正，发射极为负的正反 馈电压，使 Q1 很快饱和。不此同时，感应电压给 C1 充电，随着 C1 充电电压的增高，Q1 基极电位逐渐变低，致使 Q1 退出饱和 区，Ic 开始减小，在 L2 中感应出使 Q1 基极为负、发射极为正的电压，使 Q1 迅速

5、截止，这时二极管 VD1 导通，高频变压器初级绕组中的储能释放给负 载。在 VT1 截止 时，L2 中没有感应电压，直流供电输人电压又经 R1 给 C1 反 向充电，逐渐提高 Q1 基极电位，使其重新导通，再次翻转达到饱和状态，电 路就这样重复振荡下 去。这里就像单端反激式开关电源那样，由变压器的次 级绕组向负载输出所需要的电压，在 C4 的两端获得 9V 的直流电，供充电电路 工作。 在充电电路中 Q2 不 CH（七彩发先二极管）组成充电指示电路。R7 不 PW （红色二极管）组成电池好坏检测及电源通电指示电路。Q4、Q5、Q6、Q7 组 成自劢识别电池极性的电路。 当充电端 1 接电池的正

6、，端 2 接电池的负时，充电回路是电源的+、Q5（发 射极）、Q5（集电极）、端 1 接+ 、Q7（饱和）、端 2 接-； 当充电端 2 接电池的正，端 1 接电池的负时，充电回路是电源的+、Q4 （发射极）、Q4（集电极）、端 2 接+、Q6（饱和）、端 2 接-。即可完成自 劢极性的识别，保证充电回路自劢工作。 1.4.2 1.4.2 方案二方案二 本方案是前期分析的具体实现，也是比较简单的一种。 电路图如下。 T1 NLT_PQ_4_10 D1 1N4007 D2 1N4007 D3 1N4007 D4 1N4007 2 C1 1uF D5 MZ4621 D6 MZ4621 5 U1 LM7805CT LINEVREG COMMON VOLTAGE R1 2k Key=A 50% R2 2k Key=A 50% R3 300 Q1 2N2222 8 R4 300 LED1 9 10 6