DIY小設計：輕松打造智能手機電池萬(wàn)用充電器，給你完整器件選型

1、項目概述

手機萬(wàn)能充電器作為一種便攜式電子產(chǎn)品得到快速發(fā)展，目前市場(chǎng)上的手機萬(wàn)能充電器外形，顏色琳瑯滿(mǎn)目，而且結構設計的也非常巧妙，對于各種形狀、容量、體積大小的手機電池都能夠進(jìn)行充電。然而，市場(chǎng)上銷(xiāo)售的各種手機萬(wàn)能充電器存在許多問(wèn)題：1、充電器內非常簡(jiǎn)易，大多不帶保護線(xiàn)圈，容易使電壓或電流過(guò)高，過(guò)高的電壓容易把電池充鼓包，有時(shí)還會(huì )造成危險發(fā)生爆炸，手機也容易被燒壞；2、工作不夠穩定，許多充電器雖然可以瞬間完成充電，但實(shí)際上電池并沒(méi)有真正充滿(mǎn)，電很快就會(huì )用完；3、大多數的手機萬(wàn)能充電器是實(shí)用的夾子結構固定電池，與電池接觸為點(diǎn)接觸，夾子結構和點(diǎn)接觸方式不能將電池可靠固定，不利于充電，接觸面積小電阻大，造成電能浪費；4、使用者無(wú)法實(shí)時(shí)監控充電器的工作狀態(tài)和充電進(jìn)度，所以給消費者帶來(lái)很多麻煩和安全隱患。因此，研究改進(jìn)萬(wàn)能充電器的設計，使其工作過(guò)程更加穩定，同時(shí)提高其智能水平是一項有意義的工作。

2、系統功能結構

2.1需求分析

對于智能萬(wàn)用充電器，應該有如下的功能需求。1、充電時(shí)多彩的LED閃爍指示；2、內置智能識別電路，能自動(dòng)檢測電池的正負極；3、可對絕大數手機鋰離子電池充電，能顯示充電電量、電流、電壓、充電時(shí)間；3、 當充電電流或電壓過(guò)大時(shí)系統自動(dòng)斷電達到保護充電器和電池的目的；4、外形美觀(guān)、輕巧，攜帶方便，操作簡(jiǎn)單，并用實(shí)時(shí)監測充電電流和電壓；5、固定電池方便，能根據電池正負電極的間距調整金屬觸點(diǎn)的位置，使觸點(diǎn)與電池極點(diǎn)接觸穩定。

2.2 系統功能結構

根據功能需求，智能化的便攜式手機電池萬(wàn)能充電器需要包含以下功能模塊：1、工作可靠的開(kāi)關(guān)電源模塊；2、電池充電模塊；3、充電電壓電流監測模塊；4、顯示模塊。

各模塊之間的關(guān)系如下圖所示。

圖 1 系統功能結構圖

1. 開(kāi)關(guān)電源模塊。輸入220V交流電，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源電路和變壓器降壓，獲得交流5V電壓，然后再經(jīng)過(guò)半波整流電路形成直流5V電壓，為單片機、液晶顯示器、手機電池充電模塊和USB接口電路供電。

2. 充電模塊。采用充電芯片，實(shí)現手機電池正負極自動(dòng)識別及轉換，控制相應指示燈的閃爍，來(lái)顯示電池信息，起提示作用。并且采用三端穩壓模塊進(jìn)行穩壓，穩壓精確。

3. 控制檢測模塊。采用AVR Atmega8單片機芯片作為主控芯片，采集充電電壓信號和充電電流信號，并使液晶顯示器周期性顯示相應數據。檢測電池充電是否充滿(mǎn)，并由顯示器顯示充電電量和充電時(shí)間。當充電電流或電壓過(guò)大時(shí)能及時(shí)檢測并迅速切斷電源，保護電池和內部電路。實(shí)現三段式充電過(guò)程（恒壓、恒流、浮充），并且當檢測到電池充滿(mǎn)（充電電流足夠?。┮院笞詣?dòng)斷電，避免充電進(jìn)入浮充階段，不僅節約了電能，而且能夠防止電池過(guò)充，普通萬(wàn)能充的充電過(guò)程進(jìn)入浮充過(guò)程階段，容易使電池沖張脹導致電池壽命大大縮短。

4. 顯示模塊。采用液晶顯示屏幕，考慮到低功耗和環(huán)保，我們采用7*15mm超小型LCD顯示屏，并采用分屏顯示，由按鍵控制換屏關(guān)屏。

5. 電壓電流數據采集模塊。電壓采取，直接取充電輸出端端電壓送至MCU的A/D模塊，將模擬信號轉化為數字信號，經(jīng)MCU