毕业设计（论文）-电池充电装置设计.doc

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1、 电池充电装置设计 摘要：便携式电子产品的快度发展，促使电池的品种增加及性能提高，并且使 可充电电池的产量大增，同时对充电器的要求也趋于效率高、体积小、成本低、 重量轻并且安全实用。在比较了现有充电器的设计原理后课题设计采用安森美 公司生产的低成本、低功耗开关电源控制芯片 NCP1215 设计电池充电装置的 电源电路，输入 200240V 交流电压，输出 6.5V 直流电压，输出功率为 7W； 采用 MAXIM 公司生产的快速充电管理芯片 MAX712 设计电池充电电路。该 电池充电装置能对 5#镍氢/镍镉电池快速充电，并且在电池充电过程中利用电 压变化对充电过程进行控制，防止电池过充电。 关

2、键词：电池；充电器；电源 I The Design Of Battery Charging Equipment Abstract：With the rapid development of portable electronic products, the variety of batteries increase fast, so does the improvement of quality. The output of the rechargeable batteries is enlarged also. Moreover, the requirement for the rechar

3、ger is tend to be high efficiency, small size, and low cost, light weight, safe and practical. In this paper, the current design principle of chargers is compared. Using the rapid- charging management chip MAX712 produced by MAXIM, the battery refresh circuit has been completed. And the low-cost and

4、 low-power switching power controller- NCP1215 made by Ansemi is adopted to design the power circuit. The input voltage of the device is AC 200-240V, the DC voltage output is 6.5V, and the DC power output is 7W. In addition, the device can recharge the #5 nickel-hydrogen/nickel-cadmium batteries qui

5、ckly, and with controlling the changeable power in the process of charging, the battery can be protected from the over-charging. key words：Battery , Chargers, Power Supply II 目 录 第 1 章 绪论1 1.1 课题背景.1 1.1.1 电池充电器.1 1.1.2 开关电源.2 1.2 课题的目的及意义.3 第 2 章 电池与充电4 2.1 充电电池相关知识.4 2.2 电池充电的控制.6 第 3 章 电源原理与设计7 3

6、.1 直流稳压电源.7 3.1.1 整流电路.7 3.1.2 滤波电路.8 3.1.3 稳压电路.9 3.2 集成稳压电源.10 3.3 开关式稳压电源10 3.4 开关式电源的控制芯片11 3.4.1 M51995A.11 3.4.2 NCP1215 .12 3.5 电源的设计.12 3.5.1 设计电源的思路.12 3.5.2 NCP1215 引脚图及功能 13 3.5.3 NCP1215 应用资料 13 3.5.4 NCP1215 内部功能块 14 3.5.5 电源电路的计算.18 第 4 章 充电电路的选择和设计23 4.1 充电电路的选择.23 4.2 充电电路控制芯片的选择.23

7、4.2.1 DS271223 4.2.2 MAX71224 III 4.3 充电电路设计24 4.3.1 MAX712 的内部结构.24 4.3.2 MAX712 的引脚及功能.24 4.3.3 充电控制方法.26 4.3.4 充电器电路计算.27 第 5 章 电路调试30 5.1 电源电路测试.30 5.2 充电电路测试.30 结论32 致谢33 参考文献34 0 第 1 章 绪 论 1.1 课题背景 1.1.1 电池充电器 现代社会电池的使用范围已经由 40 年代的手电筒、收音机、汽车和摩托车 的启动电源发展到今天上百种用途。小到从电子表手表、CD 唱机、移动电话、 MP3、MP4、照相机

8、、摄影机、各种遥控器、剔须刀、手枪钻、儿童玩具等。 大到从医院、宾馆、超市、电话交换机等场合的应急电源，电动工具、拖船、 拖车、铲车、轮椅车、高尔夫球运动车、电动自行车、电动汽车、风力发电站 用电池、导弹、潜艇和鱼雷等军用电池。还有可以满足各种特殊要求的专用电 池等。电池已经成为人类社会必不可少的便捷能源。 电池(Batteries)，是一种能量转化与储存的装置，它通过反应将化学能或物 理能转化为电能。电池最早诞生于 1836 年，1899 年发明了镍镉电池，1901 年 发明了镍铁电池，进入 20 世纪以后，电池理论和技术处于一度停滞时期但 在第二次世界大战之后，电池技术又进入了快速发展的时

9、期首先是为了适应 重负荷用途的需要，发展了碱性锌锰电池，1951 年实现了镍镉电池的密封化， 这是镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑。在这种电池中，化学反应产生的 各种气体不用排出，可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功，使镍镉 电池的应用范围大大增加。镍镉电池在 20 世纪 80 年代得到了迅猛发展。 我国的电池产业虽然起步较晚，但发展很快。2005 年，中国镍氢电池产量 超过 9.6 亿只，2006 年产量继续以超过 15%的速度增长，达到 11 亿只左右。 随着消费者和产业的环保意识增强，碱性一次电池和含有有毒金属镉等二 次电池使用日益受到限制，可充电的镍氢电池和锂电池得到了广泛的使

10、用1。 充电器是伴随着充电电池的发展而发展的，早期出现的充电器多为镍镉电 池充电器，当镍氢电池逐渐替代镍镉电池后，充电器也主要以镍氢电池充电器 为主。 镍镉电池充电器大致可分为三类。 第一类是简单的定时充电器，充电时间是固定的，时间一到，就自动停止 充电。此类充电器不适合给镍氢电池充电，镍氢电池不会被完全充满电。 第二类是所谓的“通宵”充电器，它的充电速率就非常低。这类充电器能 1 为镍氢电池充分充电，但是它必须花上很长的时间，使用很不方便。 第三类疾速充电器，它给镍氢电池充电，不需要多余的电路，一旦电池充 满后，充电停止。能在 2 个小时以内给电池充分充电的充电器，就称为疾速充 电器，此类疾

11、速充电器会使镍氢电池过度充电。在充电过程中，电池变得很热， 那么这就是过度充电的征兆。在充电过程中电池的电压会随著储存电量的增加 而逐渐上升，当电池储存的电量达到饱和电极材料无法继续充电时，若继续充 电则电解液会起电解，并且在阳极产生氧气，在阴极产生氢气，如此会在密封 的电池内部造成内部压力上升，会对电池内部结构造成破坏。像这种现象称之 为过度充电，过度充电会使电池的寿命缩短。所以，总的来说专门为镍镉电池 充电的充电器可以充镍氢电池但不适用2。 1.1.2 开关电源 开关电源自问世以来，显示出强大的生命力，并以其优良特性倍受人们的 青睐。目前，它已成为开发国际通用的高效率中、小功率开关电源优选

12、 IC，也 为新型开关电源的推广和普及创造了条件。 （1） 开关电源的发展趋势 电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设 备的技术指标及能否安全可靠地工作。目前常用的直流稳压电源分线性电源和 开关电源两大类。线性稳压电源亦称为串联调整式稳压电源。其稳压性能好、 输出纹波电压很小，但它必须使用笨重的工频变压器与电网进行隔离，并且调 整管的功率损耗较大，致使电源的体积和重量大、效率低。开关电源 SPS（Switching Power Supply）被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发 展方向，现已成为稳压电源的主流产品3。开关电源内部关键元器件工作在高 频开关状态，本身

13、消耗的能量很低，电源效率可达 80%90%，比普通线性稳 压电源提高近一倍。开关电源也称为无工频变压器电源，它是利用体积很小的 高频变压器来实现电压变换及电网隔离的，不仅能去掉笨重的工频变压器，还 可以采用体积较小的滤波元件和散热器，这就为研究与开发高效率、高密度、 高可靠性、体积小、重量轻的开关电源奠定了基础4。 （2） 开关电源的发展历史 开关电源已有了几十年的发展历史。早期的开关频率很低，成本昂贵，仅 用于卫星电源等少数领域。20 世纪 60 年代出现过晶闸管（旧称可控硅）相位 控制式开关电源，70 年代由分立元件制成的各种开关电源，均因效率不够高、 2 开关频率低、电路复杂、调试困难而

14、难于推广，使之应用受到限制。70 年代后 期以来，随着集成电路设计与制造技术的进步，各种开关电源专用芯片大量问 世，这种新型节能电源才重获发展。目前，开关频率已从几十千赫兹左右提高 到几百千赫兹至几兆赫兹。与此同时，供开关电源使用的元器件也获得长足发 展。MOS 功率开关管（MOSFET） 、肖特基二极管（SBD） 、超快恢复二极管 （SRD） 、瞬间电压抑制器（TVS） 、压敏电阻器（VSR） 、熔断电阻器（FR） 、 线性光耦合器、可调式精密并联稳压器（TL431） 、电磁干扰滤波器(EMI Filter)、 高导磁率磁性材料、由非晶合金的磁珠（magnetic bead） 、三重绝缘线（

15、Triple Inslated Wire） 、玻璃珠（glass beads）胶合剂等一大批新器件、新材料正被广 泛采用。所有这些，都为开关电源的推广与普及提供了必要条件5。 1.2 课题的目的及意义 目前，镍镉电池和镍氢电池充电器的价格一般都在几十元到几百元之间， 但这个小小的充电器如果质量不过关的话，给用使用者带来的危害却不小。 首先，劣质充电器由于配件质量不过关或电器性能不良，自身容易出现短 路、过热烧毁等故障，轻则让用户损失充电器，重则会引起各种灾难性的危害 如火灾等。 其次，劣质充电器由于输出电流不稳定或不符合规格，会引起电池过热、 充电不完全等故障，轻则影响使用，减短电池使用寿命，

16、重则会引起电池爆炸 等危险。 在比较了市面上几个充电器的基本设计之后，设计选用开关电源技术和集 成电路芯片设计电池充电装置，期望达到安全、实用、快速充电的目的。课题 的设计是一次很好的学习机会，独立思考能力和动手能力都在设计中得到锻炼。 3 第 2 章 电池与充电 2.1 充电电池相关知识 （1）电池的容量 电池的容量是指对电池放电，直到电压降到终止电压为止，在这期间所能 取得的放电电荷量。若是在规定的电流和温度等标准放电条件下，对充满电的 电池进行放电到放电终止，所得到的容量称之为额定容量（或标称容量） 。容量 的大小与其所消耗的电极材料之活性物质的量有关，而标准放电条件则是依照 电池种类的

17、不同有所规定。容量是根据电池的放电反应来定义，而非充电反应 来定义，因此我们常说的电池容量有多大，是指放电时可得到的累积放电电荷 量有多少，而非充电时流进去的电荷量有多少。 虽然理论上电池的额定容量很大，但实际上充满电后再放电时可得到的电 量却往往小于理论容量，表示电池可储存的实际储存容量并没有那麼大，此实 际容量相对于理论容量的比率称之为利用率。通常电池的放电电流越大，或者 周遭温度降低时，利用率会减小。 （2）电池的容量估算 电池的容量估算方式很多种，一般以 C=IT （2-1） 的计算方式。 电池的电压是随著放电时间的长短而逐渐降低的，要估算出比较准确的放 电容量，一般采用积分方式。从开

18、始放电起到电压降至终止电压为止这段期间 内，每一个时间点上的电压值换算成电流之后对时间积分起来，即可得到很准 确的放电容量。 因为电池的放电曲线并非线性，所以想取得在每一时间点的电流变化的计 算有困难，因此一般都是使用积分的近似估算方式，将时间细分成很多小时段， 撷取每一个时段内某一参考点的电压值（或者该时段之平均电压值）来当作该 时段的电压值，每一时段各自计算其放电容量，再将每一时段的容量加起来就 成了放电容量的近似值。时段切割得越细估计越准确，但是要人工计算非常困 难，因此只有具备微电脑处理能力的充电器才能做精密计算。 另一种比较简单但是误差较大的估算方式，是在放电期间内任意选取几个 4

19、适当的时间点（包括放电启始与终止） ，以梯形面积的计算公式来计算，求取每 一个时间点之间的放电容量之后，将整个放电期间各放电容量加起来即可得到 粗略的放电容量了。 （3）过度充电 在充电过程中电池的电压会随著储存电量的增加而逐渐上升，当电池储存 的电量达到饱和，电极材料无法继续充电时，若继续充电则电解液会起电解， 并且在阳极产生氧气，在阴极产生氢气，如此会在密封的电池内部造成内部压 力上升，会对电池内部结构造成破坏。像这种现象称之为过度充电。 为了避免过度充电电池遭毁损，通常将阴极之容量制作得比阳极容量大， 当过度充电时阳极会先达到饱和并产生氧气，而阴极却未饱和而不会产生氢气， 阳极产生的氧气

20、扩散到阴极之后会与充电产生的金属镉起化学反应吸收掉氧气， 且此反应的速度与金属镉产生的速度平衡，因此可以有效地避免电池的压力上 升。但是若充电电流过大（使用快充时）就会失去平衡，电池的内压过大会将 电池的安全阀推开，氢气和氧气会泄漏到电池外部，直到压力降低安全阀关闭 电池才又再密封起来，气体的泄漏已使得内部化学材料减少，造成电池寿命的 缩短。 （4）过度放电 镍镉电池的一大致命伤就是被过度放电，将放电终止电压设定在此状况下， 不但没有电力可以推动负载，对电池寿命也会造成损害。而且一旦不慎让电压 继续下降到几乎等於 0V 时，就算想终止放电把负载移走恐怕也来不及了，电 池的电压无法再自动回升，一

21、般的充电器也无法再把电充进去，它的电压会一 直固定住停留在 0V。 （5）充电效率 电池不可能充多少电量进去就能储存有多少电量，一定会有所耗损，除了 阳极和阴极漏电间的绝缘体漏电之外，材料也不可能无瑕地储存所有电量。电 池放电时取出的电量与充电时流进去电池的电量之比，称之为充电效率。 通常电池厂商都是建议充电量必须为额定容量的 1.5 倍，才能将电池充饱。 也就是说若以 0.1C 的电流充电需要充 15 小时，以 3C 的电流充电需要充半小时， 虽理论填充量是额定容量的 1.5 倍，但实际填充量差不多刚好为额定容量。 （6）利用率 5 虽然理论上电池的额定容量很大，但实际上充满电后再放电时可得

22、到的电 量却往往小于理论容量，表示电池可储存的实际储存容量并没有那么大，此实 际容量相对于理论容量的比率称之为利用率。通常电池的放电电流越大，或者 周围温度降低时，利用率会减小。 （7）电池的内阻与电压 电池是有内阻的电压源，可以视为是一个理想电压源（没有内阻）串联电 阻输出。未接负载时电池两端测到的端电压就是理想电压源的电压，称之为开 路电压，当电池外接负载时，负载与内阻串联接到理想电压源上，因此负载上 所得到的分压也就是电池的端电压，会小于理想电压源的电压，称之为闭路电 压。电池的内阻越高则负载可分得的电压就越小，因此理想的电池是没有内阻。 2.2 电池充电的控制 （1）温度控制 电池充到

23、饱和时产生的氧气会在两极反应产生氧化热，电池的温度会开始 快速上升，利用此现象测到温度到达某程度时既结束充电。在同样的电量下充 电电流越大此上升的温度也越高，因此若充电电流过大时，达到预定之温度时 电池可能尚未饱和，若电流太小，则氧化吸收快，温度就不会明显上升，充电 动作就会一直持续下去而不知终止。此外这种方式会受周围温度影响，无法判 别电池的温度是内部自行产生的化学热，还是由周围环境引起的高温而误判， 因此此方式在高温的环境下会充电不足而低温的环境会充电过度。 （2）电压控制 当测到电池电压上升到设定的电压准位时就停止充电。这种方式是最简单 的方式，只要根据电池特性知道电池的电压上升曲线，就

24、可以将被测电压设为 最接近充饱时的准位，不同款式的电池充电饱时的电压准位不大一样，新旧电 池特性也不一样，用此方法无法设定理想电压。 0 第 3 章 电源原理与设计 电池充电装置总共分为了两部分： （1） 电源部分。 （2） 充电器部分。 电源按稳压对象可分为直流稳压电源和交流稳压电源。 直流稳压电源输出电压为直流量，交流稳压电源输出为交流量，这两种电源都 是用交流供电6。 由于对电池充电需要的是直流电压，所以电源的输出电压应为直流，因此选用 的电源为直流稳压电源。 稳压电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许的输入电压、输出 电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种质量指标，用来衡

25、量输出直流电压 的稳定程度，包括稳压系数、输出电阻、温度系数及纹波电压等。 课题设计对电源的要求是:输入电压 200V240V，输出电压不小于 7W。 3.1 直流稳压电源 3.1.1 整流电路 整流电路的任务是将交流电变换成直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单 向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。在小功率整流电路中（1kW） ， 常见的几种整流电路有单相半波、全波、桥式等整流电路。 （1）单相半波整流 单相半波整流电路是出现最早的也是最简单的整流电路，如图 3-1，电路中只 有一个二极管。当且仅当交流电正半周时，电路导通。负载 R 电压极性上正下负， 只有半个周期15。 1 2

26、 D1 R 图图 3-1 单相半波整流电路单相半波整流电路 （2）单相桥式整流电路 电路如图 3-2 所示，图 R 是要求直流供电的负载电阻，四支整流二极管 D1D4 1 接成电桥形式，故有桥式整流电路之称16。 R D1 D2 D4 D3 1 2 图图 3-2 单相桥式整流电路单相桥式整流电路 为简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无 穷大。 在交流电的正半周，电流从 1 端流出，只能经过二极管 D1流向 R，再由二极管 D3流回 2 端，所以 D1、D3正向导通，D2、D4反偏截止。在负载上产生一个极性为 上正下负的输出电压。 在交流电的负半周，电流从 2 端流

27、出，只能经过二极管 D2流向 R，再由二极管 D4流 1 端，所以 D1、D3反偏截止，D2、D4正向导通。电流流过 R 时产生的电压极 性仍是上正下负，与正半周时相同17。 综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导通性，将四个二极管分 为两组，根据交流电压的极性分别导通，将交流电压的正极端与负载电阻的上端相 连，负极端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压。 3.1.2 滤波电路 滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电 阻两端并联电容器 C，或与负载串联电感器 L，以及电容电感组合而成的各种复式 滤波电路。常用的结构如图 3-3

28、所示。 由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器 C 在电源供给的电压升高时， 能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比 较平滑，即电容 C 具有平波的作用；与负载串联的电感 L，当电源供给的电流增加 （由电源电压增加引起）时，它把能量储存起来，而当电流减少时，又把能量释放 出来，使负载电流比较平滑，即电感 L 也有平波作用18。 滤波电路又分为电容输入式（电容器 C 接在最前面，如图 3-3 中的 a，c）和电 2 感输入式（电感器 L 接在最前面，如图 3-3 中的 b） 。前一种滤波电路多用 (a) C 性滤波电路性滤波电路 (b) 倒倒 L 型滤波电

29、路型滤波电路 (c) 型滤波电路型滤波电路 图图 3-3 滤波电路的基本形式滤波电路的基本形式 于小功率电源中，而后一种滤波电路多用于较大功率电源中（而且电流很大时 一般使用电感器与负载串联的方法） 。 3.1.3 稳压电路 电源变压器是将交流电网 220V 的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路 将交流电压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须 通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。但这样的电压还随电网电压波 动（一般有10%左右的波动）和负载和温度的变化而变化。因而在整流、滤波电 路之后，还要接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，

30、 维持输出支流电压的稳定19。 a、二极管稳压电路 3 二极管稳压电路利用硅稳压二极管的稳压特性，实现直流工作电压的稳压输出。 这种直流稳压电路的稳压特性一般，通常只用于稳定局部的直流电压，在整机电源 电路中一般不用。 b、串联调整管稳压电路 这种稳压电路利用了三极管集电极与发射极之间阻抗随基极电流大小变化而变 化的特性，对直流输出电压的进行调整，实现直流输出电压的稳定。在这种稳压电 路中的三极管一直处于导通状态。 c、开关型稳压电路 这是一种高性能的直流稳压电路，稳压原理比较复杂。电路中的三极管处于导 通、截止两种状态的转换中，即工作在开关状态，所以名为开关型稳压电路。 d、三端集成稳压电路

31、 这是一种集成的稳压电路，其功能是稳定输出直流电压。这种集成电路只有三根引 脚，使用很方便，在许多场合都有着广泛应用20。 3.2 集成稳压电源 对于直流稳压电源，有以下二种选择： （1） 分离器件组成的直流稳压电源； （2） 集成稳压电源。 集成稳压电源在近二十年发展很快，目前国内外以发展到几百个品种。 集成稳压电源按电路的工作方式分，有线性集成稳压电源和开关式集成稳压电 源；按电路结构形式分，有单片式集成稳压电源和组合式稳压集成电源；按管脚连 接方式分，有三端式集成稳压电源和多端式集成稳压电源；按制造工艺分，有半导 体集成稳压电源、薄膜混合集成稳压电源和厚膜集成稳压电源21。 3.3 开关

32、式稳压电源 开关式稳压电源和串联反馈式稳压电路相比，电路增加了 LC 滤波电路以及产 生固定波频率的三角波电压发生器和比较器组成的控制电路。 在闭环情况下，电路能自动地调节输出电压。设在某一正常工作状态时，输出 电压为某一预定值 Vset，反馈电压 VF=FVVset=VRET，比较放大器输出电压 vA为零， 比较器 C 输出脉冲电压 vB的占空比 q=50%。当输入电压 VI增加致使输出电压 VO 增加时，VFVREF，比较放大起输出电压 vA为负值，vA与固定频率三角波电压 vT相 比较，得到 vB的波形，起占空比 q0.5F，取 C3=1F。 C6 为补偿电容，C65000pF，取 C6

33、=0.01F。 Q2 为 NPN 型功率管 2N3904，其主要参数为 VCEO=40V，ICE=200mA，PCE=625mW。 Q1 为增强型场效应管 IRFI9620，其主要参数为 VDSS=-200V，RDS(ON) 21 =1.5，ID=-3.0A，PD=30W。 D1、D2 为续流二极管，D3 为整流二极管，选用肖特基二极管 1N5818。 R7 为基极偏置电阻。 R3 为检测电阻，用来设定快速充电电流 IFAST值： （4-4） 3 0.250.25 0.21 1.2 FAST R I L1 为贮能电感，C1 为滤波电容，接电池时 C4=10F。 LED1、LED2 为充电状态指

34、示灯，LED1 指示充电器已经接入电源，LED2 发光 时表示正在进行快速充电，熄灭时表示快速充电结束，处在涓流充电中。 所有计算结果应用如图 4-4 所示。 22 VLIMIT 1 BATT+ 2 PGM0 3 PGM1 4 THI 5 TL0 6 TEMP 7 FASTCG 8 PGM2 9 PGM3 10 CC 11 BATT- 12 GND 13 DRV 14 V+ 15 REF 16 IC1 MAX712 47uF C2 47uF C1 VDC 200 R1 1uF C3 470 R2 68kR5 22k R4 0.01uF C6 0.33pF C5 1.5k R6 48.7k R8

35、 Q3 2N3904 Q2 2N3906 LED1 LED2 Q1IRFI9620 D1 1N5818 D2 1N5818 0.21 R3 10uF C4 150uH L1 D3 1.5k R7 图图 4-44-4 充电器电路图充电器电路图 23 第 5 章 电路调试 5.1 电源电路测试 因为 NCP1215 内部电路出现错误，未能完成电源电路的实物，所以无法进行电 源电路的调试。 5.2 充电电路测试 电池充电电路 VDC 端输入 6.5V 交流电压，电流 1200mA。对 1800mAh 镍氢电 池充电。 接通电源后 LED1 亮，两端电压为 5V，LED2 未亮。当 C9 两端电压达到

36、 5.0V 时，LED2 仍然未亮，用万用表测得 LED2 两端电压为 0V,R2 两端电压为 5V 重新焊 接 R2 与 LED2 间导线后测得 LED2 正常发光。此时两端电压为 5.02V 如图 5-1， 图图 5-1 LED2 发光时两端电压发光时两端电压 引脚 15 电压为 5V。 引脚 12 电压与 GND 的电压差为 2V。大于的设定需要的 0.25V，用万用表测得 R6 两端电阻为 6.5k,如图 5-2，远大于所需要的 1.5K。 。 图图 5-2 R8 的阻值错误的阻值错误 引脚 5 为 5V，脚 1 为 5V。如图 5-3。 24 接通电源后，当 C3 两端电压达到 5V

37、 时，电池两端电压为 4V。如图 5-4。 1.5 小时后电池两端电压为 O。当电池电压达到 1.6V 后，电池两端充电电压仍 然为 4.06V，如图 5-4。 电压控制充电过程没有成功。重新焊接 R4，和替换 R4 后，仍然无法对电池的 充电过程进行电压控制，在电池充电饱和后，不能对其进行涓流充电。 图图 5-3 引脚引脚 1、5 的电压的电压 图图 5-4 电池两端的充电电压电池两端的充电电压 25 结结 论论 充电器已成为人们家居、旅游、办公的常用电器，而目前市面上的充电器很多 因为配件质量不过关或电器性能不良，容易出现短路、过热烧毁等故障，轻则让用 户损失充电器，重则会引起各种灾难性的

38、危害如火灾等。其次，劣质充电器由于输 出电流不稳定或不符合规格，会引起电池过热、充电不完全等故障，轻则影响使用， 减短电池使用寿命，重则会引起电池爆炸等危险。 设计使用了 MAXIM 公司生产的快速充电管理芯片 MAX712 和安森美公司生产 的低成本、低功耗开关电源控制器 NCP1215，设计一种安全、实用，快速的电池充 电装置。 模拟电路的设计是工程师们最头疼、但也是最致命的设计部分，尽管目前数字 电路、大规模集成电路的发展非常迅猛，但是模拟电路的设计仍是不可避免的，有 时也是数字电路无法取代的。 在设计过程中所做的工作： （1） 阅读很多关于电池、充电器、电源的资料； （2） 更深入的学

39、习模拟电路知识； （3） 熟悉 PORTEL 的操作； （4） 选择并学习控制芯片 NCP1215 和 MAX712。 在电路的设计中，还可以增加一些保护电路，如停电自锁电路。 停电自锁电路具有停电自锁功能，即停电后如果没有人员操作，当电源恢复供 点后，自锁电路也不会把电源与设备接通。自锁电路主要是用一个 220V 的交流继 电器来实现。 在焊电路板的过程中，常遇到烙铁头不能粘锡的情况，这是烙铁头常时间通电 不用导致的，解决方法：断开烙铁电源后用锉刀将烙铁头锉出紫铜色，然后给烙铁 通电，待烙铁有些热后搪些松香再搪些焊锡，使焊锡包住整个烙铁头部，即可使用。 26 致 谢 本次设计是在邵阳学院实验

40、室完成的，在此我对所有提供帮助的老师和同学表 示衷心的感谢！ 首先，我深深得感谢我的导师张文希老师，张老师对我的毕业设计进行了全面 的指导，同时注重培养我多方面的能力，扩大了我的知识面。张老师的认真负责的 工作态度令我非常敬佩，在生活和学习中给了我很多宝贵的建议，使我在毕业设计 过程中获益良多。感谢学校为我提供良好的学习和实验环境。 感谢各位与我共同学习的同学们，在学习和生活中给予的帮助。特别感谢同学 黄超、陈旭、刘斌、贺晶晶等，他们灵活的思维方式给了我有益的启示。 谨以此机会向所有关心、支持和帮助过我的人们表示最诚挚的谢意。 27 参考文献参考文献 1 郭炳昆，李星海.电池原理及制造技术M.

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