均因效率不够高开关频率低电路复杂调试困难而难于推广，使之应所有这些，都为开关电源的推广与普及提供了必要条件。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，会引起电池过开关电源也称为无安全可靠地工作。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。开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达，比普通线性稳压电源提高近倍。开关电源被誉为高效节能电源，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。部分内容简介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。开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，电源效率可达，比普通线性稳压电源提高近倍。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。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。世纪年代出现过晶闸管旧称可控硅相位控制式开关电源，年代由分立元件制成的各种开关电源，均因效率不够高开关频率低电路复杂调试困难而难于推广，使之应用受到限制。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。功率开关管肖特基二极管超快恢复二极管瞬间电压抑制器压敏电阻器熔断电阻器线性光耦合器可调式精密并联稳压器电磁干扰滤波器高导磁率磁性材料由非晶合金的磁珠三重绝缘线玻璃珠胶合剂等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。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，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。课题的设计是次很好的学习机会，思考能力和动手能力都在设计中得到锻炼。第章电池与充电充电电池相关知识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。电池的容量估算电池的容量估算方式很多种，般以的计算方式。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，般采用积分方式。从开始放电起到电压降至终止电压为止这段期间内，每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，所以想取得在每时间点的电流变化的计算有困难，因此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，撷取每个时段内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，每时段各自计算其放电容量，再将每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。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，通常将阴极之容当电池电量达到额定值后，电池组电压开始下降，即为零时系统从快速充电转到涓流充电时间，此时电池电压继续下降到定值后保持不变，电池温电池电压充电电流度也随之降低。当充电电源从电路中断开后负载和从电池吸收电流时间。为保证电路能准确可靠地工作，在选择直流充电电源时，必须大于且在线性模式下要求必须比电池组最大电压高出至少开关模式。充电器电路计算对两节的镍氢电池冲电。选择为，快速充电时间由表可知悬空，接。快速充电电流为，涓流充电电流充电速率为由表可知，对节电池充电，应将接，悬空。设，内部并联式稳压器电压为，用将端最小电流限定为，经过对充电，当时开始快速充电。要求，取。为补偿电容，取。为型功率管，其主要参数为。为增强型场效应管，其主要参数为，。为续流二极管，为整流二极管，选用肖特基二极管。为基极偏置电阻。为检测电阻，用来设定快速充电电流值为贮能电感，为滤波电容，接电池时。为充电状态指示灯，指示充电器已经接入电源，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所示。图充电器电路图第章电路调试电源电路测试因为内部电路出现，未能完成电源电路的实物，所以无法进行电源电路的调试。充电电路测试电池充电电路端输入交流电压，电流。对镍氢电池充电。接通电源后亮，两端电压为，未亮。当两端电压达到时，仍然未亮，用万用表测得两端电压为，两端电压为重新焊接与间导线后测得正常发光。此时两端电压为如图，图发光时两端电压引脚电压为。引脚电压与的电压差为。大于的设定需要的，用万用表测得两端电阻为Ω，如图，远大于所需要的Ω图的阻值引脚为，脚为。如图。接通电源后，当两端电压达到时，电池两端电压为。如图。小时后电池两端电压为。当电池电压达到后，电池两端充电电压仍然为，如图。电压控制充电过程没有成功。重新焊接，和替换后，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。图引脚的电压图电池两端的充电电压结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。设计使用了公司生产的快速充电管理芯片和安森美公司生产的低成本低功耗开关电源控制器，设计种安全实用，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阅读很多关于电池充电器电源的资料更深入的学习模拟电路知识熟悉的操作选择并学习控制芯片和。在电路的设计中，还可以增加些保护电路，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。自锁电路主要是用个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。致谢本次设计是在邵阳学院实验室完成的，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