遼寧工業(yè)大學(xué)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：具有放電功能的自動(dòng)充電器院（系）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（簽字）起止時(shí)間：2013.7.1—2013.7.12本科生課程設(shè)計(jì)（論文）PAGEIV

課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：教研室：學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目具有放電功能的自動(dòng)充電器課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)設(shè)計(jì)參數(shù)：1． 設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)具有放電功能的自動(dòng)充電器。2． 充電電流為500mA。3． 充電電壓為3.2V（每節(jié)1.6V）。設(shè)計(jì)要求：1.分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2.確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來源，敲定可行方案。3.設(shè)計(jì)各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說明。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí)：論文質(zhì)量：答辯：總成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月日注：成績(jī)：平時(shí)20%論文質(zhì)量60%答辯20%以百分制計(jì)算

摘要隨著便攜式設(shè)備不斷小型化和高性能化，作為其電源的二次電池的使用率日益增高。一款性價(jià)比高的充電器注定成為消費(fèi)者的首選。本課程設(shè)計(jì)為具有放電功能的自動(dòng)充電器。電源部分主要經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定直流電壓。通過對(duì)器件參數(shù)的控制，電源電路使輸出電壓為3.2V。充電放電通過繼電器閉合與打開和電壓升高降低的變化進(jìn)行自動(dòng)控制充放電功能。具有放電功能的自動(dòng)充電器在一定程度上方便了日常生活的使用，同時(shí)進(jìn)一步改善了電池的使用壽命和使用周期，并且在安全性和實(shí)用性上都盡可能達(dá)到較高的水準(zhǔn)。本充電器不僅電路簡(jiǎn)單，制作容易，成本較低，并且方便實(shí)用，便于推廣。關(guān)鍵詞：充電器；自動(dòng)充放電；橋式電路；方便實(shí)用目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章具有放電功能的自動(dòng)充電器方案論證 11.1具有放電功能的自動(dòng)充電器的設(shè)計(jì)意義 11.2具有放電功能的自動(dòng)充電器設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo) 11.3總體設(shè)計(jì)方案 21.3.1方案論證 21.3.2總體設(shè)計(jì)方案框圖 3第2章具有放電功能的自動(dòng)充電器各單元電路設(shè)計(jì) 42.1電源電路設(shè)計(jì)部分 42.2充電電路設(shè)計(jì)部分 42.3放電電路設(shè)計(jì)部分 5第3章具有放電功能的自動(dòng)充電器整體電路設(shè)計(jì) 63.1整體電路及原理 63.2電路參數(shù)計(jì)算 63.3電路分析仿真 7第4章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 9參考文獻(xiàn) 10附錄I總體電路圖 11附錄II元器件清單 12PAGE12具有放電功能的自動(dòng)充電器方案論證具有放電功能的自動(dòng)充電器的設(shè)計(jì)意義具有放電功能的自動(dòng)充電器在一定程度上方便了日常生活的使用，同時(shí)進(jìn)一步的改善了電池的使用壽命和使用周期。并且在安全性和實(shí)用性上都盡可能的達(dá)到了較高的水準(zhǔn)。一般電池為鎘鎳電池，有記憶效應(yīng)，所以需要在充電前對(duì)電池進(jìn)行一次放電，以使電池能能夠在每次充電時(shí)能夠充分充放電。所以這次具有放電功能的自動(dòng)充電器就此產(chǎn)生，本充電器電路簡(jiǎn)單。制作容易，成本較低，并且具有自動(dòng)充電放電功能，方便實(shí)用，便于推廣。具有放電功能的自動(dòng)充電器設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求：1. 分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須自習(xí)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2. 確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、成本的高低以及制作的難易等方面綜合比較，并且考慮器件的來源，敲定可行方案。3. 設(shè)計(jì)各單元元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4. 組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并且標(biāo)出必要的說明。設(shè)計(jì)參數(shù)：1. 設(shè)計(jì)并且是做一個(gè)具有當(dāng)?shù)旯δ艿淖詣?dòng)充電器。2. 充電電流為500mA。3. 充電電壓為3.2V（每節(jié)1.6V）。

總體設(shè)計(jì)方案1.3.1方案論證方案1：如圖1.1，將220V交流電壓經(jīng)過變壓器到10V左右再通過橋式電路D1整流，經(jīng)過C1濾波，然后再其上加一個(gè)12V直流電壓并作為穩(wěn)壓電路輸入，由C2和7805穩(wěn)壓調(diào)整后，從電容C3的兩端輸出穩(wěn)定的3.2V直流電壓。。圖1.1電源電路方案2：如圖1.2，將220V交流電壓經(jīng)過變壓器到3.2V左右交流電壓經(jīng)過D2，D3全波整流后輸出3.2V直流電壓。再通過橋式電路D1整流，再通過LM317穩(wěn)壓器穩(wěn)壓輸出3.2V比較電壓。圖1.2電源電路分析：本課設(shè)要求結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，故選用方案2，可以是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，電路圖相對(duì)簡(jiǎn)單。1.3.2總體設(shè)計(jì)方案框圖放電電路充電電路電源電路放電電路充電電路電源電路圖1.2方案框圖整個(gè)電路分為三個(gè)部分，及放電電路、充電電路和電源電路。通過對(duì)器件參數(shù)的控制，電源電路是輸出電壓為3.2V。充電和放電電路中通過LM317和TL082構(gòu)成的比較電路將反饋控制晶體管VT的導(dǎo)通和截止，從而控制繼電器J的吸合和釋放，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)充放電的控制。具有放電功能的自動(dòng)充電器各單元電路設(shè)計(jì)2.1電源電路設(shè)計(jì)部分電源部分總體由變壓器，整流電路，穩(wěn)壓電路構(gòu)成。如圖2.1所示，電壓220V經(jīng)過變壓器變到3.2V左右交流電壓經(jīng)過D2，D3整流后變?yōu)橹绷麟妷哼M(jìn)行充電，而經(jīng)過二極管橋式整流電路D1整流后，通過LM317穩(wěn)壓輸出3.2V直流比較電壓。圖2.1電源電路2.2充電電路設(shè)計(jì)部分如圖2.2所示，將電池放入電池盒中，接通電源，此時(shí)TL082（2）腳的參考基準(zhǔn)電壓為3.2V，而（3）腳上鎘鎳電池反饋電壓小于3.2V，（1）腳輸出負(fù)電平，晶體管截止，繼電器J中無電流流過，J2閉合，通過R8，J2對(duì)電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池電壓到達(dá)3.2V后，TL082的（1）腳輸出高電平，使晶體管VT導(dǎo)通，繼電器得電后使其常閉觸點(diǎn)J2斷開，充電結(jié)束，LED2是充電指示燈，充電完畢熄滅。圖2.2充電電路2.3放電電路設(shè)計(jì)部分如圖2.3所示，電池在充電前要對(duì)鎘鎳電池進(jìn)行一次放電。將電池放入后接通220V電源，閉合J3，此時(shí)LM317輸出基準(zhǔn)電壓設(shè)定為1.6V，若反饋電壓高于此值，晶體管導(dǎo)通，繼電器J使得J2斷開，J1閉合，同時(shí)點(diǎn)亮LED1，當(dāng)電池電壓小于1.86時(shí)，晶體管截止，J1斷開，LED1熄滅，放電結(jié)束。圖2.3放電電路具有放電功能的自動(dòng)充電器整體電路設(shè)計(jì)3.1整體電路及原理如圖3.1所示，該電路給兩節(jié)個(gè)鎳電池充電，件檢測(cè)到個(gè)鎳電池的電壓充電至3.2V或放電至1.6V時(shí)，電路將自動(dòng)斷電或充電。在圖中，交流電壓經(jīng)過VD1、VD2全波整流后的直流電壓給電池充電，經(jīng)過橋式整流后的直流電壓經(jīng)過濾波和穩(wěn)壓后供給比較，控制電路，電路TL082構(gòu)成比較電路，LM317的輸出作為TL082的基準(zhǔn)電壓，電池反饋電壓引至（3）腳，反饋電壓與輸入電壓比較后，由TL082的腳（1）輸出信號(hào)去控制晶體管VT的導(dǎo)通截止，控制繼電器J對(duì)開關(guān)的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制。圖3.1自動(dòng)充電器原理圖3.2電路參數(shù)計(jì)算運(yùn)放大器選用TL082，變壓器選擇10W左右變壓器，次級(jí)電壓為10V左右晶體管選用2N1711，穩(wěn)壓選擇LM317。LM317計(jì)算公式為個(gè)Vo＝1.25（1＋R2/R1），317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo＝1.25V—37V（高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等，其輸出電壓變化范圍是Vo＝1.25V—45V），所以R2/R1的比值范圍只能是0—28.6。充電功率（C）=充電電流（MA）/電池電容（MAH）。電池電容量為500MAH，充電率=1，則充電電流為500MA。3.3電路分析仿真如圖3.2所示為電路的整流部分的波形。圖3.2整流波形充電時(shí)的電路，如圖3.3，將電池放入電池盒中，接通電源，此時(shí)TL082（2）腳的參考基準(zhǔn)電壓為3.2V，而（3）腳上鎘鎳電池反饋電壓小于3.2V，（1）腳輸出負(fù)電平，晶體管截止，繼電器J中無電流流過，J2閉合，通過R8，J2對(duì)電池進(jìn)行充電。圖3.3充電仿真電路圖放電時(shí)的電路，如圖3.4，將LM317輸出基準(zhǔn)電壓設(shè)定為1.6V，若反饋電壓高于此值，晶體管導(dǎo)通，繼電器J使得J2斷開，J1閉合，同時(shí)點(diǎn)亮LED1，當(dāng)電池電壓小于1.6V時(shí)，晶體管截止，J1斷開，LED1熄滅，放電結(jié)束。圖3.4放電仿真電路圖課程設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)通過方案比較，選出如下方案：本設(shè)計(jì)電路給兩節(jié)個(gè)鎳電池充電，件檢測(cè)到個(gè)鎳電池的電壓充電至3.2V或放電至1.6V時(shí)，電路將自動(dòng)斷電或充電。交流電壓經(jīng)過VD1、VD2全波整流后的直流電壓給電池充電，經(jīng)過橋式整流后的直流電壓經(jīng)過濾波和穩(wěn)壓后供給比較，控制電路，電路TL082構(gòu)成比較電路，LM317的輸出作為TL082的基準(zhǔn)電壓，電池反饋電壓引至（3）腳，反饋電壓與輸入電壓比較后，由TL082的腳（1）輸出信號(hào)去控制晶體管VT的導(dǎo)通截止，控制繼電器J對(duì)開關(guān)的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制。本設(shè)計(jì)采用二極管橋式整流電路整流，采用LM317穩(wěn)壓，采用發(fā)光二極管為顯示，采用TL082為過壓比較。通過Multisim真軟件仿真電路后，結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，完成本設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)[1]周志敏等編著《充電器電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用》人民郵電出版社2005.10[2]周志敏等編著《便攜式電子設(shè)備電源設(shè)計(jì)與應(yīng)用》人民郵電出版社2007.6[3]呂之倫等編著《電子元器件與電子電路識(shí)圖》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2009.4[4]何希才等編著《新型穩(wěn)壓電源及應(yīng)用實(shí)例》電子工業(yè)出版社2004.1[5]康華光主編《電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）》高等教育出版2005.7