一種簡(jiǎn)單、易操作、新型手機自動(dòng)斷電充電器設計

　　隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，生活水平的不斷提高，工作強度不斷增大，手機作為一種便攜式移動(dòng)通訊設備越來(lái)越成為人們日常生活的必需品。隨著(zhù)手機的大范圍推廣，與之而來(lái)的相關(guān)耗材消費品也會(huì )隨之攀升。充電器（電源適配器）作為供給手機電池電能的必備品，其使用量不亞于手機。如何降低充電器空載狀態(tài)和充滿(mǎn)狀態(tài)下的電耗必將成為整個(gè)社會(huì )所必須面臨的問(wèn)題。

　　大部分手機用戶(hù)在給手機充完電后，為圖省事，都不拔插出插銷(xiāo)，以便下一次充電。這既耗電浪費，又造成巨大的安全隱患。根據最近諾基亞的調查數據可知，手機在空載模式下（充電器插接在墻壁插座，但并未與手機連接）所消耗的電能占到其電能使用總量的 60% 以上，也就是說(shuō)手機耗電的 3/4 以上都是由于手機充滿(mǎn)電以后，用戶(hù)不拔充電器插銷(xiāo)造成的，目前中國有六億多手機用戶(hù)，這是一種極大地浪費。據初步統計，手機充電后不拔插銷(xiāo)，每年將額外耗電逾 20 億度，相當于葛洲壩水電站發(fā)電量的4%。

　　為此，筆者設計了一款能夠在手機充電器空載和電池充滿(mǎn)的情況下自動(dòng)斷電以達到原線(xiàn)圈零電耗目的的充電器，實(shí)現節約資源，從身邊做起。

　　1 方案設計及硬件組成

　　1.1 方案設計

　　較現有斷電充電器而言，本產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于不僅能夠在充滿(mǎn)電的情況下自動(dòng)斷電，而且在人為拔掉手機的時(shí)候也能自動(dòng)斷電，實(shí)現自動(dòng)斷電。圖 1 為內部電路圖。

　　工作原理：將充電器與手機、插座連接后，電壓通過(guò)電阻調整，以一較小值進(jìn)入電壓比較器，輸出一個(gè)額定值，是手機正常充電。當手機充滿(mǎn)電時(shí)，有一個(gè)大于另一端電壓進(jìn)入電壓比較器，輸出 0V，此時(shí)繼電器吸和銜鐵，使電路斷開(kāi)，實(shí)現自動(dòng)斷電。

　　圖1 內部電路圖

　　1.2 硬件組成

　　1.2.1 繼電器

　　使用微型繼電器實(shí)現電路通斷控制。當未充滿(mǎn)電時(shí)，上方銜鐵吸合，手機正常充電;當充電器充滿(mǎn)電時(shí)，上方銜鐵斷開(kāi)，使電路瞬間斷開(kāi)，實(shí)現自動(dòng)斷電。

　　1.2.2 電壓比較器

　　使用比較電壓比較器實(shí)現所需電壓輸出。電壓比較器可以看作是放大倍數接近“無(wú)窮大”的運算放大器。 電壓比較器的功能 ：比較兩個(gè)電壓的大小 （ 用輸出電壓的高或低電平，表示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系） ：

　　當“+”輸入端電壓高于“-”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為高電平;

　　當“+”輸入端電壓低于“-”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為低電平。

　　電壓比較器一端連接輸入電壓點(diǎn)，另一端接地。預先設定一個(gè)基準電壓 0.2V，當輸入電壓不足0.2V時(shí)，經(jīng)過(guò)電壓比較器一端電壓 u1 《 0.2V， 輸出一個(gè)合適的電壓，使電路正常工作充電。當充電完成后，通過(guò)比較器的電壓》 0.2V，比較器輸出電壓為 0V，繼電器銜鐵斷開(kāi)，使電路瞬間斷開(kāi)，實(shí)現自動(dòng)斷電。

　　1.2.3 二極管

　　電路多次運用到了二極管防止電流回流，而其各自的功能也不相同。

　?。?）采用1N4007 型號二極管。

　　作用 ：1. 當手機充滿(mǎn)電后，利用二極管單向導通的性能，防止電流逆流。（2）當手機電池正負極反接時(shí)，可以保護電池，延長(cháng)使用壽命。

　　采用 IN4148，是一種小型高速開(kāi)關(guān)二極管，開(kāi)關(guān)比較迅速，廣泛用于信號頻率較高的電路進(jìn)行單向導通隔離，通訊、電腦板、電視機電路及工業(yè)控制電路中常用。

　　1.2.4電容

　　使用 22u/10V 電容控制繼電器動(dòng)作的穩定。電容可以在給定電位差下的電荷儲藏量，當手機未充滿(mǎn)時(shí)，電容貯存電荷;當電池將要充滿(mǎn)時(shí)，電容放出電荷，是電路電流穩定，繼電器不會(huì )因電流不穩定而使銜鐵上下擺動(dòng)，利于實(shí)現自動(dòng)斷電。

　　1.2.5 電阻（R9/10K）

　　此處使用 10 千歐的電阻與比較器并聯(lián)，防止繼電器因電流不穩定而使銜鐵上下擺動(dòng)，有利于實(shí)現自動(dòng)斷電。

　　1.2.6復位開(kāi)關(guān)

　　為了減少用戶(hù)的麻煩，選用復位開(kāi)關(guān)（SW-PB），以實(shí)現自動(dòng)回復。其原理如下所述：按下開(kāi)關(guān)一瞬間，使電路瞬間導通，當放開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)與電路斷開(kāi)，達到電路瞬時(shí)接通，使之正常工作。

　　2 使用說(shuō)明

　?。?）請總是在電源適配器周?chē)舫隹臻g，不要在空氣流通不暢的地方使用電源適配器。

　?。?）連接或中斷電源適配器時(shí)，請總是抓住電源適配器的兩側，請勿讓手指碰到插頭的金屬部分。

　?。?）在將 USB 電纜連接至電源適配器之前，確保電源適配器的 USB 端口中沒(méi)有異物。

　?。?）電源適配器是高壓器件，無(wú)論什么原因都不應該拆開(kāi)它，即使在電源已關(guān)閉時(shí)也不可以。

　　3 應用對象

　　本設計操作方法簡(jiǎn)單，適用于各類(lèi)人群。只需要在充電前按動(dòng)一下開(kāi)關(guān)，無(wú)需其他任何瑣碎操作，就可以實(shí)現自動(dòng)斷電功能。而且，由于它在空載和電量飽和的時(shí)候都能實(shí)現自動(dòng)斷電，為廣大用戶(hù)在提供方便的同時(shí)，更節約了電能，節省了經(jīng)濟開(kāi)支。