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充电宝电路设计 
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 充电宝电路设计

摘要:21世纪,全球科技日新月异,越来越多的数码产品被人们接收以及使用,然而同时也存在着电不够用的情况,这也是内置电池存在的缺陷,只能用交流充电器进行充电。所以,人们在商务办公、外出旅行以及和家人朋友相聚的时候常常碰到没有电的烦恼。那么,问题来了,如何使数码电子产品的使用时间变的更长,功能得到更大的利用呢?本课题设计了一款智能充电宝,本课题完成了一下几部分工作:
(1)查阅相关文献,对充电宝充电系统的发展进行全面分析,充分了解其发展现状以及他在实用方面的作用,了解国内外MCU发展现状及充电宝概述。
(2)剖析充电宝充电系统的原理,并且完成充电宝充电系统总体计划的比较与选择,并采用STM8作为控制核心。
(3)通过引用控制器芯片,阐述充电宝充电系统硬件电路设计,最先使用HT46R064当作中枢控制,选择YF8036为供电芯片,通过tl431获得基准电压,并完成电量采样电路设计及LED显示电路设计,选择Y3141配合电感及桥式整流电路,实现升压电路。
(4)通过对充电宝充电系统软件进行调试,逐步优化设计,深刻分析并处理调试时碰到的难题。
关键词:充电宝;聚合物锂电池MCU;LED 
 
Circuit design of charging circuit
Abstract:In the 21st century, the global science and technology changes with each passing day, more and more digital products to receive and use by people, but also there are not enough electricity use, this also is the flaws of the built-in battery, can only use ac adapter to charge. As a result, people often have trouble with electricity when they are in business, traveling and gathering with family and friends. So, the question is, how do you make the use of digital electronics longer and more useful?This topic has designed a smart charging treasure, this project has completed a few parts of work:
(1) consulting relevant literature, to conduct a comprehensive analysis on the development of charging treasure charging system, fully understand the development status and his role in the practical aspects, knowledge of MCU development situation at home and abroad and charging treasure overview.
(2) analyze the principle of charging system, and complete the comparison and selection of the overall plan of charging system, and use STM8 as the control core.
(3) by reference controller chip, the paper expounds the charging treasure charging system hardware circuit design, the first to use HT46R064 as a central control, select YF8036 for power supply chip, through reference voltage tl431, and complete the power sampling circuit and LED display circuit design, choose Y3141 matching inductance and bridge rectifier circuit, realize the booster circuit.
(4) through the debugging of the charging system software, the design is gradually optimized, and the problems encountered in debugging are deeply analyzed and handled.
Keywords: charging treasure; Polymer lithium battery MCU; The LED
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
 
 
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
21世纪,全球科技日新月异,越来越多的数码产品被人们接收以及使用,然而同时也存在着电不够用的情况,这也是内置电池存在的缺陷,只能用交流充电器进行充电。所以,人们在商务办公、外出旅行以及和家人朋友相聚的时候常常碰到没有电的烦恼。那么,问题来了,如何使数码电子产品的使用时间变的更长,功能得到更大的利用呢?解决这个问题的最好方法,就是智能充电宝,由于数码电子产品的数量和使用人数与日俱增,让这个概念也迅猛发展起来。
直流移动电源充电转换系统是所有便携式电子产品的“动力心脏”,它通过电能转换科技将一次电能(外界供给的电能和另类直流电源等)储蓄在电池组里,再转变成二次电能(可以直接使用的电能)。直流功率变换系统的功能强弱对应着电子系统的安全稳定性系数。电子电力科技高速发展,电子设备在人们的生活、学习和工作中,变的更加重要。此时,电子产品的种类,也是越来越多,对电源的各项功能指标也是不断加强。直流开关电源转换技术在微电子科技的鞭策下,这些年,发展迅速,而且应用领域广泛,是电力应用系统发展的一个重点方向。
就我国目前的发展形势而言,电力应用是电力技术的核心。当下,电力应用市场在中国的发展速度,甚至比半导体行业发展更快。这里有三个要点,基于这些机会,可以看到巨大的挑战。第一是人们要求充电宝方便携带,但是这种需求对电池管理和电力应用的要求也更加高;第二,在现代,能源的节约也是不可忽视的方面。如果要实现能源节约,那么必不可少需要新的方法去不断创新店里应用设计以实现高效率的电力应用,因此,就需要电力应用芯片的设计者们不断创新,开发新的电力应用芯片,例如处理待机状态是充电宝的电力消耗,或者采用新技术进一步降低不必要的电力损失;第三,拓展电力应用市场的应用领域。半导体和电力应用的发现重点将侧重于新兴市场和新兴应用。本课题设计一种智能充电宝,具有较高市场价值和实用价值。
1.2充电宝组组成及特点
1.2.1充电宝组成
聚合物电池是充电电池的核心组成部分,它在给外界设备充电前,需自己充好电,这就需要一个成熟的充电管理系统来保护好电池,保证和增强自身的安全,节约成本。在聚合物电池正在放电的时候,便携式设备正在充电,大部分便携式设备的输入电压是5V,为了充电时达到充足的电压,配备了一个升压系统。
(1)电源电芯
综合来看,经常使用锂聚合物和锂,18650 AAA MH-Ni来做为电池。聚合物锂离子电池具有性能稳定,容量大等特点,尺寸想做多大,就做多大,形状也可以量身定制,大部分摸起来较为柔软,3.7V是其标准电压。锂离子电池分为两类:一、液体锂离子电池;二、聚合物锂离子电池,这是按照锂离子电池的电解质材料进行划分的。他的聚合物锂离子电池正极材料和负极材料与液态锂离子电池的正极材料和负极材料相同。LiCoO2、LiMn2O4、LiFeCoPO4、Li(NiCoMn)O2都可以作为电池的正极材料。石墨作为电池的负极材料,工作原理大体都是一样的。不同点是使用不同的电解质和液态电解质,聚合物有的是干的,有的是胶状,而聚合物锂离子电池的不同是,固体电解质替锂离子电芯,18650类聚合物电池是圆柱型,体积较小,但容量很大,半径9mm,高65mm,它的电解质呈凝胶状,正常电压是3.7v。干电池的容量比AAA MH Ni(1.2v)电池小,但应用领域却非常广,除了家用电器,还有游戏机、玩具等。
(2)升压系统
Boost技术的升压方法总体上都是DC-DC,我国的技术转换效率与其他国家相比,还有很大的差距,我国的转换效率在百分之五十到百分之七十之间,中国台湾在百分之七十五到百分之八十之间,而美国转换效率在百分之八十六到百分之九十五之间。只有电芯的一致性达到很高的标准,转换效率才会更高,以现阶段的科技手段,很难使用。这就是现在充电宝的输出电压在9V到12V之间的根本原因,而且其所要求的技术也已经很高了。
(3)充电管理系统
充电宝电池在没有电的情况下需要充满电以备没电的时候使用,充电时输出电压设置在5v,满足大部分便携式电子产品。现在,在国内,计费管理系统也发展成熟,充电的所有流程中,智能监控芯片的电芯电压在2.7v-4.2v。px40,pt4056等管理芯片,运用的最广泛,他们的充电时间一般是八个小时,充电电流为5000mAh。为求短时间内对电池充电,对电池的使用寿命影响很大片充电管理的失败将会可持续充电的电池造成永久性破坏,严重的情况下很可能会烧毁甚至爆炸。现如今,智能充电保护芯片还有50%以上的低端移动电源没有安装。
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2充电宝组组成及特点 2
1.2.1充电宝组成 2
1.2.2充电宝优势 3
1.3 单片机定义及发展 3
1.3.1.单片机组成 3
1.3.2 单片机发展概述 5
1.4 课题研究内容 6
第二章 充电宝总体方案 7
2.1总体方案及原理分析 7
2.2 供电电路方案 7
第三章 硬件电路设计 9
3.1 MCU选择及控制电路 9
3.2 电池充电及保护电路 10
3.3 电量检测电路 12
3.3.1电压采样 12
3.3.2基准电压电路 12
3.4电量显示电路 13
3.5输出升压电路 14
3.6电路元件列表 14
第四章 充电宝控制程序设计 18
4.1 Keil概述及步骤 18
4.2 编程步骤 19
参考文献 22
 
参考文献
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[18]韩志军,沈晋源,王振波.单片机应用系统设计.北京:机械工业出版社,2005
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