基于多功能手机充电器的设计毕业论文设计

引 言............................................................... 1

1 概 述........................................................... 2

1.1电池的应用现状............................................... 2

1.2多功能手机充电器的设计背景................................... 3

2 锂离子电池特性.................................................... 5

2.1锂离子电池多功能充电器系统分析............................... 6

2.1.1锂离子电池快速充电特性 ................................. 6

2.1.2锂离子电池快速充电状态 ................................. 7

3 充电器的基本设计.................................................. 9

3.1工作原理..................................................... 9

3.2充电时间.................................................... 11

3.3设计注意事项................................................ 12

4 结 论............................................................ 13

致 谢.............................................................. 14

附录1 ............................................................. 15

附表2 ............................................................. 16

引 言

随着现代科技的日益发展，对手机的要求也日趋多功能化。而手机耗电量的

逐步增加，引起了人们的高度重视，这就使我们提高了对手机电池节能的要求。

另一方面，手机电池随着手机体积的日渐缩小而变得越来越精小化。然而，电池

供电技术却并没有随之提高，这就使我们手机出现了待机时间日渐减短的问题，

从而，给一些经常外出的人们在使用手机时带来了不少的麻烦。为解决这一问题，

许多人在购买手机时采用了双电双充的配置方案，以便用来解决手机耗电量大的

难题。当然，这样做也相应提高了手机的购置成本，同时，在我们使用的时候也

并不像想象中的那样方便，这使得我们外出时因为电池电量不足影响手机的正常

使用。针对这一现象，本文专门介绍了一种多功能的手机充电器，希望能够为那

些经常外出的朋友们解决这一难题，同时，带给大家更多的方便!

2 1 概 述

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。在去年国家产品质量监督部门的抽查结果中，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。这些质量问题不仅会影响到手机的正

常使用，而且还会影响到手机的使用寿命，严重时还可能使消费者受到伤害。现

在市场上出现了一些假冒伪劣手机便携式充电器。这些充电器由于价格非常低，

携带方便，有许多消费者更愿意使用这些充电器来对手机电池进行充电。而实际

上劣质充电器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安

全保证的零配件，因而重量较原装品轻许多。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都有很高的技术

要求，而那些假冒伪劣的充电器因其设计简单，材料劣质，加工粗糙，会对我们

的手机电池性能与寿命造成很大损害。所以，没有保护电路的充电器，是不能保

证我们手机充电时电流的稳定，从而会有烧坏电池甚至引发爆炸的危险。因此，

针对以上所述的各种情况，我们专门设计了一款安全可靠、携带方便、物美价廉

的多功能手机充电器，希望能够为大家解决更多的实际问题！

1.1电池的应用现状

在消费市场上锂电池因其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，价格日趋低廉等特点受到了不少

消费者的青睐。同样它的这些特点促进了便携式手机充电器转向多功能手机充电

器的发展趋势。

锂电池的不足之处在于对充电器的要求和保护电路的要求比较苛刻。其要求

的充电方式是恒流恒压方式，为了有效利用电池的容量，我们需要将锂离子电池基于多功能手机充电器的设计

3充电至最大电压，但由于过压充电会造成电池的损坏,这就要求有较高的控制精

度（精度高于1％）。另外，对于电压过低的电池需要进行预充，当充电终止时，

除检测电压外，还需采用其他的辅助方法来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等。由此可见，实现安全高效的充

电控制是成为锂离子电池推广与应用的瓶颈。

对于锂电池充电器的基本要求是在特定的充电电流和充电电压下，来保证电

池的安全充电。同样，增加其它的充电辅助功能是为了延长其电池寿命简，以便

进一步简化充电器的操作。例如：给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。当然，

所有或者部分功能都可以在充电芯片中实现，同样也可利用ASIC、分立器件或

在微处理器的基础上使用专门软件来加以实现。

1.2多功能手机充电器的设计背景

目前，所有手机充电器其实都是由一个稳定电源（主要用来提供稳定的工作

电压和足够的工作电流）以及必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。而手机

常用锂离子电池充电器采用的是恒流限压充电方式。由于每个品牌的锂电池不可

能完全一样，其内部的芯片肯定会有一定的差别。而我们平日常用的万能充同样

是根据自己的电板设计，来满足部分消费者的需要。所以，有时候为我们手机电

池充电的时候，它显示充电满了，可是实际上与真正的饱和还差甚远。从上可以

看出，我们所使用的万能充不能提供恒流限压充电限制，所以我们最好是少用甚

至不用。根据以上的各种事实论述和技术基础，为本款多功能手机充电器提供了

更多的技术指标，从而能够为我们的手机充电提供更多的便捷服务！ (1)手机充电器市场需求情况及发展趋势 1）当前，手机充电器可分为单槽形状和双槽型两种，而单槽形充电器正在

受到双槽形的攻击。双槽形充电器除了具有慢速充电、快速充放电以及镍镉、镍

氢锂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

过充等新功能，因而消费者应普遍倾向于双槽型充电器。

2）随着手机种类的日益增多，各种充电器因机型不同，电源端口的大小不基于多功能手机充电器的设计

4同，而不能互换使用，这样也给消费者带来了诸多不便。然而，标准型充电器是

指可以连接所有手机底端电源插座的充电器，并且生产的手机电源端口也应为适

用于统一标准充电器的规格。这样，消费者将不必在每次更换手机的同时去购买

新的充电器。由此可见，多功能手机充电器也应该向便携式、双槽式方向发展。

同时，也应该向标准化、通用化的方向发展。

3）对于手机充电器的待机耗电量的降低同样是多功能手机充电器设计过程

中的一个重要环节。相比于以前大众化的手机充电器，该款将会在各项多功能手

机充电器的功能更加的完善，同时，更进一步降低了本身的待机耗电量。

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进行充电。随

着市场的发展，自动识别两种电池而进行相应充电的多功能充电器正在逐步占据

主流。它可以自动分辨锂电池或镍氢电池的“座充能”（防止将锂电池放电的错

误动作）。同样，好的充电器可以辨识出来是锂电池还是镍氢电池，因此不会做

放电动作；差的充电器则做不到这一点，这就会造成锂电池寿命的折损。

2 锂离子电池特性 电子技术的不断发展促进了各种电子产品向小型化的发展趋势，如手机、数

码相机、笔记本电脑等电子产品的普及推广。从而也促进了充电电源的小型化。

金属锂是所有金属中最轻，氧化还原电位最低，质量能量密度最大的金属离子，

这都推动了锂离子电池的发展。另外由于人们环境保护意识的日益增强，对铅、

镉等重金属的使用日益受到限制，这也推动了锂离子电池的发展。

以下是锂离子电池的特性：

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