手机充电器的制作论文

手机万能充的制作

摘要：对于万能充的空前成功，如此评价其历史价值：以前一个手机要对一个充电器，因为手机换代很快，有的人半年就换一台手机，一个老百姓平均使用的充电器十个八个，对社会资源是极大的浪费。万能充发明出来后，一个充电器基本可以满足全家人使用。所以说对节约社会资源，做出了一定的贡献，在这个行业来说也是一个创新性的里程碑式的产品，有效地推动了充电器标准化的进程。一个小小充电器不仅改变了海陆通公司的命运，也改变了数以千万中国手机用户换手机一定要换充电器的束缚，给手机用户带来了极大的便利。

本设计的手机充电器的工作原理是由一个稳定电源（主要是稳压电源提供稳定工作电压和足够的工作电流）加上必要的恒流、限压、限时等必要的电路组成。制作成功后该充电器能自动识别电池极性，自动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。

本电路主要利用来了三极管13001的开关作用，和变压器、稳压管和三极管构成的反激式开关电源作用以及集成块IC3582C具有的自动识别电池极性，支持普通三灯模式，充电饱和电压4.25V（典型值），空载时稳压输出、短路保护、充电电流典型值200mA、最大值为300mA的作用，使得整个电路具有充电过压保护、恒流及短路保护功能。

关键字：开关作用过压保护 IC3582C

一、绪论

本设计采用的是最普遍的锂电池，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，所以需要给手机选用适合的充

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方式，第二阶段采用恒电压充电方式为锂离子电

池充电。

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。

目前，市场上手机充电器种类繁多，但其中也有很多质量低劣的不合格产品。在去年产品质量国家监督抽查结果中，将近40％的厂家生产的充电器不合格。

其主要问题出现在: 与交流电网电源的连接，电源端子骚扰电压，辐射骚扰场强和充电电压几个方面。另外，一些产品的低温性能、额定容量、放电性能、安

全保护性能等方面存在质量问题。这些质量问题会影响到手机的正常使用，还

会影响手机的使用寿命，严重时还可能伤害消费者。

现在市场上发现有一些假冒伪劣手机电池便携式充电器。这些充电器由于价

格非常低，携带方便，有许多手机用户更愿意使用这些充电器来对电池进行充电。劣质充电器实际上就是一个没有安全保证的简易变压器，由于内部缺少保

护电路等保证安全的零配件，因而重量较原装品轻很多。但实际上，由于现在

的手机电池多采用锂离子电池或镍氢电池作电芯，对充电器的电压、电流特性

及安全保护有很高的要求。这些假冒伪劣充电器由于设计简单，采用劣质材料，加工手段粗糙，对手机电池的性能和寿命有很大损害。没有保护电路的充电器，

由于不能保证充电时电流的稳定，因而会有烧坏电池甚至爆炸的危险。

1.1 指导思想

手机充电器的工作原理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工作电流）加上必要的恒流、限压、限时等必要的电路组成。原装充电器上所标注的输出参数，比如输出4.4V/1A就是指内部稳压电源的相关参数。一个品质好的手机充电器很容易改成一个质地优良的稳压电源，比如输出4.4V可以可以给4.5V的设备用。手机常用锂离子电池充电器采用的是恒流限压充电制，充电电流一般采用两小时充电率，比如

500mah电池采用250mah充电大约两小时达到4.2V后再用恒压充电。

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。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。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uA）。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。

二、充电器分析及设计

2.1 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。

以美国TI公司的BQ2057为例，其充电流程如下：除了上面的流程描述，它

还具有可选的电池温度监测，利用电池组温度传感器连续检测电池温度，当电

池温度超出设定范围时BQ2057关闭对电池充电。而且，充电状态识别可由输

出的LED指示灯或与主控器接口实现，具有自动重新充电、最小电流终止充电、低功耗休眠等特性。

一般来说，恒压充电结束时的小电流充电过程中，电流的大小一般为恒流充

电时电流的十分之一。目前在锂离子电池充电器的设计中，对手机充电结束后

由于某种因素放电的情况而专门设计了检测电路，一旦检测到电池电压降低，

就会重新启动充电过程。

综上所述，随着便携式产品突发猛进的发展，尤其是手机的普及，以及锂离

子电池的广泛应用，锂离子电池充电器的设计和功能面临着进一步的改善。对

于众多充电器生产厂家来说，尽早设计出功能完善、安全实用的充电器，就能

更早的在市场中占据领先地位，抢占商机。

快速充电过程分为恒流充电阶段（快速充电阶段）和恒压充电阶段（涓流

充电阶段）。充电期间，单片机轮流采集电池电压、充电电流、电池温度和进行时间计数，每检测一次进行判断控制程序走向。为了系统控制的更精确，对电

池电压，充电电流采样过程中可以次采样求平均值，并且可以对采样值进行数