《具有放电功能的自动充电器课设》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有放电功能的自动充电器课设（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模模拟拟电电子子技技术术基基础础课程设计(论文)具有放电功能的自动充电器具有放电功能的自动充电器院（系）名称 : 电气工程学院专业班级 :学号 :学生姓名 :指导教师 :起 止 时 间： 2015.7.62015.7.19课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电子信息工程 学 号学生姓名专业班级课程设 计（论 文）题 目具有放电功能的自动充电器课程设计（论文）任务任务要求：任务要求：具有放电功能的自动充电器可以改善电池的使用寿命和使用周期，一定程度上方便了日常生活的使用。充、放电可通过继电器的闭合和打开自动控制充电器的充、放电功能。由电源电路、充电
2、电路、放电电路等部分组成。技术要求：技术要求：1、充电电流为 500mA。2、充电电压为 3.2V（每节 1.6V）。3、设计电路所需的直流稳压电源。4、利用 Multisim（或 EWB）进行电路仿真与调试。指导教师评语及成绩平时成绩： 答辩成绩： 论文成绩： 作品成绩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：平时成绩占注：平时成绩占 20%，答辩成绩占，答辩成绩占 20%，论文成绩占，论文成绩占 40%，作品成绩，作品成绩 20%。本科生课程设计（论文）摘 要现代社会，科技日益发展，便携式、迷你型设备更能博得人们的眼球。蓄电池、镍氢电池等可充电电池在生活中应用非常广泛，但往往因为充电不
3、当，而使电池过早夭折。作为其电源的二次电池使用率日益提高，一款性价比高的充电器成为一种迫切的需求，电能是当今最重要的能源形式,电能使用最方便,适用范围广阔,并且是清洁的。 本课程设计为具有放电功能的自动充电器。具有放电功能的自动充电器一定程度上方便了日常生活的使用。电源部分主要经过电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路输出稳定的直流电压。通过调整器件的参数，控制电源电路输出电压为 3.2V。充电放电通过继电器的控制（闭合与打开）和电压升高降低的变化进行自动控制充放电功能。本设计所涉及的知识：方案论证，产品说明，原理说明，安装工艺，调试与测试，焊接技术，元件清单，操作说明。随着科技的发展，电气
4、、电子设备已经广泛的应用于日常、科研、学习等各个方面。电源作为电气、电子设备必不可少的能源供应部件，需求日益增加，而且对电源的功能、稳定性等各项指标也提出了更高的要求。单元电路展开分析，进过 Multisim 仿真，验证输出电压的稳压值，基本满足设计要求，焊接调试的话，实测的实验数据与仿真结果有一定误差，但在允许误差范围内，设计基本达到预期要求.日常生活有了具有放电功能的自动充电器就方便了许多，它进一步改善了电池的使用寿命和使用周期，并且在实用性和安全性上都尽可能达到较高的水准。本充电器不仅电路简单，制作容易，成本较低，并且方便实用，便于推广。关键词：充电器；自动充放电；直流稳压电源；方便实用
5、；环保节能本科生课程设计（论文）I目 录第 1 章 绪论 11.1 具有放电功能的自动充电器的发展概况11.2 本文研究内容1第 2 章 总体设计方案 22.1 设计方案论证22.2 总体设计方案框图3第 3 章 具有放电功能的自动充电器各单元电路设计 53.1 具有放电功能的自动充电器具体电路设计53.1.1 电源电路设计部分 53.1.2 充电电路设计部分 63.1.3 放电电路设计部分 63.2 元器件型号选择73.3 电路参数计算73.4 整体电路及原理8第 4 章 仿真与调试 .104.1 电路分析仿真.104.1.1 电源电路波形 .104.1.2 充电仿真 .114.1.3 放电
6、仿真 .124.2 仿真结果分析.13第 5 章 实物制作 .14第 6 章 作品测试与数据分析 .15第 7 章 课程设计总结 .16参考文献 17附 录 I .18附 录 II 19本科生课程设计（论文）0第 1 章 绪论1.1 具有放电功能的自动充电器的发展概况为加强对元器件的认识，培养运用基本知识进行简单电路设计的能力，扎实基础理论，我们现初次进行模电课程设计。具有放电功能的自动充电器可以改善电池的使用寿命和使用周期，一定程度上方便了日常生活的使用，并且在安全性和实用性上都尽可能的达到了较高的水准。充、放电可通过继电器的闭合和打开自动控制充电器的充、放电功能。一般电池为镉镍电池，有记忆
7、效应，所以需要在充电前对电池进行一次放电，以使电池能能够在每次充电时能够充分充放电。所以这次具有放电功能的自动充电器就此产生，本充电器电路简单。制作容易，成本较低，并且具有自动充电放电功能，方便实用，便于推广。通过本课题的设计，能够加深对电路理论知识的理解和掌握，更主要的是学习和掌握验研究方法。学会运用理论和实验两种研究方法，解决实际问题能力，更培养了我们掌握电子技术的科学实验规律，实验技术，测量技术等实验研究方法，使其具有独立实验研究的能力，以便在未来的工作中开拓创新。1.2 本文研究内容本文研究的具有放点功能的自动充电器的设计与制作，经过对资料的查找和分析确定了如下设计方案与要求，进行了元
8、器件的选择以及参数的确定，并确定了总体的结构。具体如下：任务要求：具有放电功能的自动充电器可以改善电池的使用寿命和使用周期，一定程度上方便了日常生活的使用。充、放电可通过继电器的闭合和打开自动控制充电器的充、放电功能。由电源电路、充电电路、放电电路等部分组成。技术要求：1、充电电流为 500mA。2、充电电压为 3.2V（每节 1.6V）。3、设计电路所需的直流稳压电源。4、利用 Multisim（或 EWB）进行电路仿真与调试本科生课程设计（论文）1第 2 章 总体设计方案2.1 设计方案论证方案 1：如图 1.1，将 220V 交流电压经过变压器到 10V 左右再通过桥式电路 D1- D4
9、 整流，经过 C1 滤波，然后再其上加一个 12V 直流电压并作为稳压电路输入，由 C2 和 7805 稳压调整后，从电容 C3 的两端输出稳定的 3.2V 直流电压。图 2.1.1 电源电路本科生课程设计（论文）2方案 2： 电源方案：如图 2.1.2，将 220V 交流电压经过变压器到 10V 左右交流电压，再通过整流电路 D1-D4 整流，C1 滤波，再通过 LM317 稳压器稳压输出 3.2V 直流比较电压。图图 2.1.22.1.2 电源电路电源电路分析：本课设要求结构尽量简单，故选用方案 2，可以是结构相对简单，电路图相对简单，在实际的电路连接中，方案二比较可行，从经济方面看。方案
10、二比较便宜，总之选择方案 2 是正确的抉择。2.2 总体设计方案框图图图 2.22.2 方案框图方案框图电源电路充电电路放电电路本科生课程设计（论文）3整个电路分为三个部分，及放电电路、充电电路和电源电路。通过对器件参数的控制，电源电路是输出电压为 3.2V。充电和放电电路中通过 LM317（可调三端集成稳压器）和比较放大器 LM324（比较放大器）构成的比较电路将反馈控制晶体三极管VT 的导通和截止，从而控制继电器 K1 和 K2 的吸合和释放，从而实现对充放电的控制。 稳压电路滤波电路整流电路电源变压器直流稳压电源 电源电路部分总体由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路构成。充电电路与
11、放电电路能够实现相互切换、自动控制。充电：当电池电压充满到 3.2V 时，继电器控制电路断开，不再充电，LED1 灯熄灭（LED1 为充电指示灯）放电：电池放电放到小于 2.1V 时，继电器控制电路断开，不再放电，LED2 灯熄灭（LED2 为放电指示灯）充电电路放电电路本科生课程设计（论文）4第 3 章 具有放电功能的自动充电器各单元电路设计3.1 具有放电功能的自动充电器具体电路设计3.1.1 电源电路设计部分电源部分总体由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路构成。电源方案：如图 2.1，将 220V 交流电压经过变压器到 10V 左右交流电压，再通过整流电路 D1-D4整流，C1 滤
12、波，再通过 LM317 稳压器稳压输出 3.2V 直流比较电压。图图 3.1.3.1.电源电路电源电路图 3.1.1 电源电路本科生课程设计（论文）53.1.2 充电电路设计部分 如图2.2所示，将电池放入电池盒中，接通电源，当LM324（比较放大器）（2）脚的参考基准电压小于3.2V，而放大器（3）脚上镉镍电池反馈电压等于3.2V，放大器（1）脚输出正信号，晶体管处于饱和区，继电器K1中有电流流过，继电器右端闭合，通过R8，J1对电池进行充电。当电池电压到达3.2V后，LM324（比较放大器）的（1）脚输出负信号，使晶体三极管VT处于截止区，继电器K1没有电流流过，使其常闭触点（继电器右端）
13、断开，充电结束，LED1是充电指示灯，充电完毕熄灭。充电电路还可以通过J1人为控制充电或者不充。图3.1.2充电电路3.1.3 放电电路设计部分如图 2.3 所示，电池在充电前要对镉镍电池进行一次放电。将电池放入后接通本科生课程设计（论文）6220V 电源，闭合 J2，通过查阅书籍 LM317 的(输出基准电压)设定为 1.25V，若反REFV馈电压高于此值，晶体管导通，继电器 K2 有电流流过使得继电器右端闭合，同时点亮LED2，当电池电压小于 2.1V 时，晶体管截止，继电器 K2 无电流流过，LED2 熄灭，放电结束。放电电路还可以通过J2人为控制放电或者不充。图图3.1.33.1.3放
14、电电路放电电路3.2 元器件型号选择运放大器选用 LM324，变压器选择变比为 22：1 变压器，次级电压为 10V 左右晶 体三极管选用 2N3711，稳压器选择 LM317，继电器选用 EMR12A08，滤波电容为电 解电容 1000uF。3.3 电路参数计算 运放大器选用 LM324，变压器选择变比为 22：1 变压器，次级电压为 10V 左右晶体管选用 2N3711，稳压器选择 LM317。本科生课程设计（论文）7LM317 计算公式为(Iadj 非常小，加号后面那项可以舍去) 2125. 112RIRRVoadj 查阅书籍可知 LM317 三端集成稳压器的输出电压变化范围是 Vo1.
15、25V37V（高 输出电压的 317 稳压块如 LM317HVA、LM317HVK 等，其输出电压变化范围是 Vo1.25V45V），所以 R2/R1 的比值范围只能是 028.6。因为 Vo=3.2V,可以计算出56. 112RR因此我选择了 R2=156,R1=100为使充电电流为 500mA,选择了 R7=20，R8=51充电功率（C）=充电电流（MA）/电池电容（MAH）。电池电容量为 500MAH，充电率=1，则充电电流为 500MA。3.4 整体电路及原理如图 3.4 所示，该电路给两节个镍电池充电，件检测到个镍电池的电压充电至3.2V 或放电至 1.6V 时，电路将自动断电或充电
16、。在图中，交流电压经过D1、D2、D3、D4 整流后的直流电压给电池充电，经过整流后的直流电压经过滤波和稳压后供给比较，控制电路，电路 LM324(比较放大器)构成比较电路，LM317（可调三端集成稳压器）的输出作为 LM324 的基准电压，电池反馈电压引至（3）脚，反馈电压与输入电压比较后，由 LM324 的脚（1）输出信号去控制晶体管 VT 的导通截止，控制继电器 K1、K2 对充放电电路的控制，从而实现对整个电路的控制。本科生课程设计（论文）8图图 3.43.4 自动充电器原理图自动充电器原理图图图 3.4.13.4.1 充电电流充电电流图为控制充电电流为 500mA本科生课程设计（论文）9第 4 章 仿真与调试4.1 电路分析仿真
