毕业设计166手机恒流充电器的设计

手机恒流充电器的设计

摘要：本文采用的是最普遍锂离子电池，在生活中为更好的维护它，延长它使用寿命，对其也要选用它的充电器，使之对手机本身以及蓄电池无损坏，因此选用锂离子手机充电器。

关键词：[手机充电器、锂离子手机充电器]

随着社会的进步，科学的提高，尤其是手机的普及，手机的更换速度也加快，为了更好的使用它，维护它，所以需要给手机选择适合的充电器。其中以锂离子电池最普遍，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。而对锂离子电池充电，采用了两阶段快充电控制方式。第一阶段采用恒电流充电，第二阶段采用恒电压充电方式为锂离子电池充电。

1.手机充电器的原理

所有手机充电器其实都是由一个稳定电源（主要是稳压电源、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。

原装充电器（指线充）上所标注的输出参数：比如输出4。4V/1A、输出5.9V/400mA……就是指内部稳压电源的相关参数。明白了这个道理，很快知道一个（品质好的）手机充电器很容易改成一个质量优良的稳压电源！比如输出4.4V可以给４.5V的设备用，5.9V的可以给6V的设备用……

1．1手机锂离子（lion）电池

手机常用锂离子（lion）电池的充电器采用的是恒流限压充电制，充电电流一般采用C2左右----即采用两小时充电率，比如500mah电池采用250ma充电大约两小时达到4.2V后再恒压充电。

lion电池并不适合采用NIMH电池高级快速充电器所用的-DV/DT检测快速充电方式，因为lion电池对充电电流有严格的限制.锂离子（Li+）非常活泼，大电流充电很容易产生危险。

根据国内最著名lion离子电芯厂家的技术人员提供的破坏性实验报告情况：一般情况下lion电池（电芯）在放电情况（包括短路）一般都不会发生爆炸，但有可能出现过热和燃烧，但在比较严重的过流充电情况，就非常容易发生爆炸！

目前市场上出现标称可以适合250mah---2500mah电池充电的“万能手机充电器”，其实是非常危险的，它缺乏对电池容量的检测，采用固定的输出电流，对不同的电池而言，不是导致充电时间过长就是导致过流充电，建议大家不用为妙！

1.1.1锂离子电池手机充电器现况

锂离子电池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，价格也越来越低。它的这些特点促进了便携式产品向更小更轻的方向发展，使得选用单节锂离子电池供电的产品也越来越多。

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方式，为有效利用电池

容量，需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（精度高于1％）。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，还需采用其他的辅助方法作为防止过充的后备措施，如检测电池温度、限定充电时间，为电池提供附加保护。由此可见实现安全高效的充电控制成为锂离子电池推广应用的瓶颈。

锂电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压，从而保证电池安全充电。增加其它充电辅助功能是为了改善电池寿命，简化充电器的操作，其中包括给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等。所有或者部分这些功能都可以在充电芯片中实现，当然，也可利用ASIC、分立器件、或在微处理器的基础上用软件实现。1.1.2 手机充电器的市场走向

(1).目前，手机充电器可分为单槽形状和双槽型充电器，单槽形充电器正在受到双槽形的攻击。双槽形充电器除了具有慢速充电、快速充电、放电及镍镉、镍氢电池兼充的标准功能外，还有部分产品带有自动温度控制与电压控制，严防过充的新功能，因而消费者应将倾向于选择双槽型充电器。

(2). 随着手机种类的日益增多，各种充电器因机型不同，电源端口的大小也不相同，从而不能互换使用，给消费者带来了不便。标准型充电器，是指可以连接所有手机底端电源插座（端口）的充电器。而且，生产的手机的电源端口将统一为适用于标准充电器的规格。这样，

消费者将不必在每次换手机时同时购买新的充电器。由此可见，充电器在从坐式向便携式、双槽式等方向发展的同时，也开始向标准化、通用化的方向发展。

(3). 手机充电器的待机耗电量的降低逐步成为充电器的设计过程

中的一个重要环节。相比于以前的充电器，今后生产的产品将会在各项功能完善的同时进一步降低本身的待机耗电量。为了达到这一目标，可以设计一个判断AC适配器是否连接负荷（手机）的IC，当未连接负荷时，将AC适配器的直流输出方（2级电路）切换到高阻抗电路上。通过采取这一措施可以大幅减少待机时2级电路的消耗电流（可以达到数十μA）。另外，还可以在输入交流100V方（1级电路）中设置切换电路。在未连接负荷时，通过开关切换电路来减少供应给直流输出方（2级电路）的功率从而减少耗电量。

(4). 现在市场上的大部分充电器，只是针对锂电池或镍氢电池充电的，但是随着市场的发展，自动识别两种电池而进行相应的充电进程的充电器正在逐步占据主流。可以自动分辨锂电池或镍氢电池的座充能“防止将锂电放电的错误动作”，如果在充锂电池时不小心按到了座充上的“放电钮”，好的座充可以辨识出来是锂电池，因此不会做放电动作；差的座充则不管三七二十一地进行放电，这就会造成锂电池寿命的折损。

1.1.3手机充电器的设计要求

目前一些大的厂家生产的手机充电器都具有以下特点:

宽范围AC输入或多国电压可选；具备限流保护，电流短路与反充保护线路设计；体积小、重量轻；自动、快速充电，充满电后自动关断等等。另外，有的充电器还有自动识别锂离子、镍氢、镍镉电池组；具有放电功能；LED

充电状态显示；低噪声；模拟微电脑控制系统等特点。

1.1.4手机充电器工作流程

目前手机充电器的工作流程一般为：

(1). 检测电池的电压，如果低于一个阈值电压，就要进行涓流充电；

(2). 电池充到一定电压（一般设置为2.9V）时，进行全电流充电；

(3). 当电池电压达到预置电压（锂离子电池一般为4.2V）时，开始恒压充电，同时充电电流降低；

(4). 当电流逐渐减小到规定的值时，充电过程结束。

2 .自制手机锂离子电池充电器

电池循环锂离子电池以其体积小,容量大,重量轻,无记忆效应,无污染充放电次数多(寿命长)等优点,现已普遍地在手机上使用.但在

实际使用中有不少会觉得锂离子电池的寿命很短,用不多久就充不上电了,其实都好似因为充电不当造成电池的损坏.锂离子电池充电条

件要求严格,充电控制要求精度高,对过充电的承受能力差,如果用一般的充电器对其充电,必定会因过充电而损坏.因此,锂离子电池的充电器必须符合锂离子电池的充电特性要求.

2.1工作原理