《模拟电子技术设计》 报告。
作品名称: 七彩万能充电器。
姓名: 庄美玲。
学号: 20151090123
专业班级: 15级电气工程及其自动化一班。
指导教师: 逯宗胜。
二0一六年十二月二十二日。
目录。摘要 2
关键词 21.引言 2
1.1 作品研究背景及意义 2
1.2 设计目的 3
1.3 预期实现功能 3
2.设计任务及要求 3
3.设计方案 3
3.1方案选择与论证 (方案。
一、方案。二、方案三3
3.2 方案功能框架图 4
4.硬件电路设计。 5
4.1电源电路电路 5
4.2开关管电路 5
4.3充电电路 6
5.总电路设计。 9
5.1总电路图 9
5.2功能分析及元器件明细表 9
6.制作与调试 10
6.1制作 10
6.2. 调试过程 11
6.3 测试结果 11
6.4实物图 11
7. 小结(或结束语) 12
8.心得与体会 13
参考文献 14
七彩万能充电器。
庄美玲 15级电气工程及其自动化一班。
摘要:该充电器由开关电路和充电电路两部分组成。开关电路是利用控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种直流稳压电源;充电电路主要由一块8脚集成芯片(ct3582)和其他辅助元件组成。
这是一款专用芯片的万能充。组装焊接好后,外观漂亮,工作稳定,充电效果良好。具有自动识别极性和充电完成自动提示功能。
为了节约器件有三个元件省略不装。该充电器适用于各类可拆卸的手机电池,方便,简单,体积小,便于携带等优点。
关键词:开关电路,充电电路,电池,充电器,1、引言:
1.1作品设计的背景。
随着电子科技的快速迅猛的发展,电子产品走进了千家万户,并被人们粘附性的利用,其中移动通讯电子设备更是被人们普遍性的应用和依赖,曾流传的一句话,足以见其重要地位,“饭可少,水可少,手机不可没电。”这其中又会引出一个不得不解决的问题,能源供给的问题,一部手机的正常工作必定需要电能的有力支撑,就在这样的背景下,充电器应用而生。不同型号的手机需要不同的充电器,这样我们就需要设计不同的充电器去满足,这是很麻烦的一个问题,为了解决专一充电器的局限性,万能充电器得到广泛应用。
1.2 设计意义。
打破专一充电器的局限性,为外出的人们提供便捷安全的手机充电服务;通过制作次电路让我们了解电子产品的生产工艺流程,熟悉电子工艺的一般知识和掌握基本的技能,增强我们的创作意识和应用能力,为以后走上实际岗位打下坚实的基础。
1.3 设计目标。
通过手机万能充电器的设计与制作,熟悉掌握常用充电器的工作原理及电路原理,学习常见的故障判断方法,应用所学的电子技术及模拟电路知识已完成制作的课程设计,有效的提高自己的动手能力,将理论与实际操作相结合,已达到对所学的专业知识的巩固和加深,达到对电子知识的更好的掌握和实际应用。
2、设计任务及要求:
不带电池时接入 220v的电压,充电器指示灯亮,再用万用表测量输出电压在4.5v左右;当带有电池接入220v的电压,充电器指示灯亮,七彩二极管闪烁,表示为电池正常充电,当电池饱和后七彩二极管不在闪烁。
1) 当接入220v交流电压时,会有指示灯提示,且输出电压能达到4.5以上;
2) 当接入电池时,七彩二极管闪烁;
3) 充电完成时,七彩二极管不在闪烁;
3、设计方案:
3.1方案选择与论证
方案一:方案二:
选择方案:相比之下,从元件个数,设计电路的复杂程度,及制作的成本,方案二较好,元件个数少,设计电路简单,制作成本较低。
3.2设计方案。
图 3—3设计方案框图。
4、硬件电路设计:
4.1开关电源电路的设计:
图 4—1 开关电源电路。
1) 工作原理。
开关电源电路的设计如图4—1所示。
设电源输入为上正下负,当输入220v交流电压时,二极管d2导通,并经过d2的半波整流作用,变为直流,接着经过r3,使三极管开始导通,由于电感l1的自感作用,对变化电流产生一定的阻碍,故通过l1比过r3慢些;接着直流经过稳压二极管z1(z1使基极增压6.2v),普通二极管d1,接着通过电感l2对其进行充电,此时电感l2的极性为“上正下负”;同时电压经过c3,r1,对电容进行充电,此时电容极性为“上正下负”;由于z1的稳压及l2与r2组成一个正反馈的作用,使三极管t的基极电压迅速增加,三极管快速导通并饱和;同时由l2感应l3输出快速升压的电动势。t管饱和后,随着电压的变化(减小过程)l2进行放电,经过r1,c3,此时三极管的基极电压慢慢变小,三极管慢慢经过饱和区,放大区,最后到截止区;l2又会经过c1,r4的作用对三极管t进行调整;此放电过程无需电压,设备继续工作;此过程缓慢进行,在l3上感应出缓慢下降但极性相同的电压。
直到下次的正半周电压变化来临,如此循环进行。
设电源为上负下正,当输入220v的交流电时,二极管d2反接,二极管截止不导通,故电压无法回地,无法形成完整的闭合回路;实际上,开关电源电路中开关管快速饱和后,慢速返回截止的过程中,为放电过程无需电压可继续工作。
2) 部分元件作用:
a 、二极管d2:起半波整流作用,开关作用;
b、 稳压二极管z1:应用其反向击穿特性,起到稳压作用,为三极管的基极提供一个基准电压;
c、电感l2:通过其的充放电过程为电路提供持续的电压;
d、c1,r4,c3,r1:在l2放电过程中,对三极管进行调节;
3) 总体工作原理:
当电源导通时,在z1作用下为三极管t的基极提供一个基准电压,在r2的正反馈下,三极管t快速达到饱和状态,后随电压的变化,l2放电,开始缓慢削弱基极电压,三极管开始慢慢由饱和区变为截止区,故此时的三极管起到了开关管的作用。
4.2充电电路的设计。
图4—2 充电电路。
1) 工作原理:
2) 充电电路的设计如图4—2所示。
电感l3通过互感感应出电压,电压再通过c6,d3的滤波作用,将电压变为较稳定的电压,为ct3582提供,接着再通过ct3582的作用对电池进行充电,且对充电过程进行指示,由于ct3582的内部设计充电的正负极可进行自动切换。
3) ct3582的工作原理:
a、 管脚图:
b、 内部电路图:
c、 特点:ct3582支持七彩灯模式,普通三灯模式,二灯模式;能自动识别电池的极性;充电饱和电压4.25v(典型值),可通过l3 调整;空载时稳压输出;有短路保护功能;
d、 电池检测:在电源断开的情况下接入电池,ct3582会通过自动“极性识别”系统对电池进行相应控制,使电池检测指示l2亮;
e、 电池空载:当电源接通而尚未接入电池时btn与btp两端之间得点压差为4.25v(典型值);
f、 正常充电及饱和检测:电源接通并接入未满电池时,电源开始通过ct3582的控制对电池进行正常充电(电池以何种极性接入,均能正常充电),l1开始闪烁,电池两端电压缓慢升高当电池电压升压到4.25v时,充电结束,电池已饱和,l1不在闪烁;
g、 短路保护:若在电源接入后发生电池短路的情况,则ct3582内部“短路保护”系统会自动将充电电路切断,避免产生大电流。
5、总电路设计:
5.1总电路图:
.2功能分析及元器件明细表:
6、制作与调试:
6.1制作:
1)万能充电器的焊接。
a、观察印刷线路板上每个电子元器件对应的位置,不要出现错装或将某些带有极性的元件装反极性的情况(如:二极管,发光二极管,稳压二极管,电解电容等)。并识别各个电子元器件的参数,将同类但不同参数的元器件分类放置,不要混放,否则容易出现错装等状况;
b、焊接时,应由矮到高的顺序焊接,具体顺序为电阻-二极管-稳压二极管-插件二极管-集成电路-瓷片电容-电解电容-高频变压器-发光二极管。焊接时对应位置,注意极性。(焊接七彩灯二极管时应该注意,与红色发光二极管保持同一高度,以保证安装外壳后,两个发光二极管都可露出,使显示更加明显);
c、组装,将引线焊接**路板上的电源处,再将另一端接到充电器插头后的接点上,用焊锡焊牢。再将线路板放到充电器外壳对应的位置上,将后盖安装好,最后再旋上固定用的螺丝。
2)焊接注意事项:
焊接时间不宜过长,不然会损坏线路板(必要时可以用镊子夹住被焊元器件,起到散热作用)。 焊接时不能出现假焊或者虚焊。
6.2. 调试过程:
将充电器插在220v电源上,上面的红灯会一直亮起,在未接入电池的情况下,用万用表的直流电压挡测得电压为4.214v;充电状态时,红灯上面的七彩灯开始闪烁。
6.3 测试结果:
接通电源,未接入电池时,电压测量值为4.214v,本实验要求达到的电压值为4.5v,虽然未能达到实验的要求,但充电器仍可使用,出现此现象可能由于电阻焊接时出现一些问题,在以后的学习工作中我会更加努力,细心,避免出现一些不必要的失误。
6.4实物图:
7、小结:可创新点:
此充电器的规格为输入为220v交流电压,输出为5v左右的直流电压。
1) 扩大输入的电压范围,使其变到220v~380v ,以至于范围更大;
2) 扩大输出的范围,使其可满足不同需要的用电器,增大充电器的功能;
3) 实现快充和慢充功能;电压充电和电流充电功能;
8、 心得与体会:
此次课程设计我感觉主要分为两大块:一是实物的焊接,在此部分中我知道了了一些焊接的基本知识及注意点,如错焊,虚焊,及一些有极性元件的正负极焊接,再此过程中或许是由于女生的细心,一次性就焊接成功了,就是在最后的组装**现了一些问题,在认真的检查和测试下,也很顺利地解决了;二是电路原理图的分析:电路原理图的分析相对而言有些难,和同学**了好久,都未能完整的讨论出来,最后在老师的帮助下,解决了这个难题。
通过此电路的的的分析,我得到了好多,进一步的巩固了电路的分析方法,及对电容,电感,稳压二极管,普通二极管,三极管有了更深一步的深刻认识,还有对充电电路有了一个总体的认识。通过此次课程设计让我有一个很大的感触,其实生活中的一些电子产品,并不是那么高大上,它的内部原理有时候我们也可以思考到的。
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