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1、 毕业设计论文智能型充电器电源的设计系 别:机电工程系专业名称:自动化学 号:26100101012学生姓名: 指导教师: 完成时间:2010年5月5日 题目名称智能型充电器电源的设计设计（撰写）内容基本要求：1、自行设计电路，包括主要芯片TL43；2、供电电源输出电压范围5到6，基准参考电压2.8V ,能对2节镍氢电池充电；3、列出元件清单，购买元件进行焊接，调试和改进；4、调试完后，要求该充电器具有充满自停功能，电源供应/充电/充满都有相应状态显示，状显示使用发光二极管显。预期目标本文所设计智能型充电电源的供电电压输出范围为5到6，充电压为2.8V,用TL431完成，主要由电源电路、恒流充
2、电电路、充满自停电路三部分组成。要求该电路能对26节镍氢电池充电，能实现充满自停和220V电源停电时，保证充入电池的电量不会反向流入充电电路。电路简单、工作可靠、无需调整、元器件容易购买。成果形式1、毕业论文一份；2、智能型充电器电源的设计硬件一个。 设计（撰写）地点起止时间2009年 12月 10日 至 2010年5月 5日指导单位指导教师 年 月 日审核意见审核签名 年 月 日设计（撰写）过程评语：指导教师： 年 月 日成绩论文评阅评语： 评阅教师： 年 月 日成绩论文答辩评语： 答辩组长： 年 月 日成绩总分审核人： 年 月 日智能型充电器电源的设计摘 要随着便携式电器的发展，可充电电池
3、逐渐被广大用户所青睐 ，充电电池充电器作为可充电电池的充电设备也同样具有广大的市场。本文对智能型充电器电路进行了研究并做出了相应简洁，成本低廉的充电器电源的设计。首先在绪论中介绍了本课题的课题背景、研究意义及完成的功能。本系统是以TL431作为核心元件，设定基准电压Vref ，以LM324四运放作为电压比较器 ，使用红黄绿三种颜色LED作为充电器状态指示 ，可实现供电充电充满并且在后期调试改进过程中加入了人性化功能，加入了由十颗白色高亮度LED组成的台灯，在装入两节充电电池后，可作为充电台灯使用 。本电路设计简洁 ，功能强大。为了便于扩展和更改，在后期改进中供电电压采用5V，可使用USB进行供
4、电，使供电方式多样化。正文中首先简单描述系统硬件工作原理，且附以系统硬件电路原理图，并简要介绍了镍氢充电电池，论述了本次毕业设计所应用的各主要元件的功能和特性, 并依次分析了电路工作状态。本文撰写的主导思想是设计简洁，功能完备，接近市场。最后对我硬件调试以及人性化功能改进，作了详细的论述。关键词：智能型充电器；镍氢充电电池；TL431；LM324 Intelligent Charger Power SupplyAbstractWith the development of portable electrical appliances, rechargeable batteries gradua
5、lly favored customers, rechargeable battery charger for rechargeable battery charging device also has a large market. This article on the smart charger circuit has conducted research and made a corresponding simple, low-cost AC power design. First introduced in the introduction, the subject of this
6、issue background, significance and complete functions. The system is based on TL431 as the core component, set the reference voltage Vref, to LM324 quad op amp as a voltage comparator, using three colors of red yellow and green LED for charger status indication, enabling power supply / charging / fu
7、ll and in the late added to improve the process of debugging features of human nature, joined by the 10 high-brightness white LED lamp comprising, in the load after the two rechargeable batteries can be used as a rechargeable lamp. The circuit design simple and powerful. In order to facilitate expan
8、sion and change, in the latter part of improving the use of power supply voltage 5V, can use USB for power, so that power supply diversification. First, a brief description of the body of the working principle of the system hardware, and attached to the system hardware circuit diagram and a brief de
9、scription of the Ni-MH rechargeable battery, discusses the design of this graduate applied the functions of major components and features, and the order of the circuit working condition. This article written by the leading idea is simple in design, functions, close to the market. Finally, my hardwar
10、e debug and improve human capabilities, discussed in detail.Keywords： Intelligent charger; Ni-MH rechargeable battery；TL431；LM324目 录绪 论11 设计项目概述21.1 电池及主要元件特性21.1.1镍氢充电电池特性及其充电方式21.1.2主要元件的选择3TL431主要参数：31.2 毕业设计任务和要求42 硬件电路设计52.1 硬件电路主要芯片52.1.1 TL341引脚说明52.1.2 TL341的功能62.1.3 TL341的应用62.1.4 LM324引脚说明
11、72.1.5 LM324的应用82.2 电源电路的设计82.3 充电控制主电路设计93 充电器工作原理分析113.1大电流充电的过程113.2充电的指示113.3 小电流充电及充电结束指示113.4 IC4的功能124 系统调试及改进过程134.1 系统调试134.1.1电路布置以及线路检查134.1.2 基准电压的调整134.2 改进过程134.2.1 电源电压的改进 ，使用USB供电134.2.2 功能改进 - LED照明功能的加入14总 结16致 谢17参考文献18附录 机器实体照片19附录2 元器件清单20绪 论如今，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、重量轻的电池充电器
12、的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更复杂的充电算法以实现快速、安全的充电。因此需要对充电过程进行更精确的监控，以缩短充电时间、达到最大的电池容量，并防止电池损坏。与此同时，对充电电池的性能和工作寿命的要求也不断地提高。从20世纪60年代的商用镍镉和密封铅酸电池到近几年的镍氢和锂离子技术，可充电电池容量和性能得到了飞速的发展。目前各种电器使用的充电电池主要有镍镉电池（NiCd）、镍氢电池（NiMH）、锂电池（Li-Ion）和密封铅酸电池（SLA）四种类型。电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的。由于使用的化学物质的不同，电池有自己的特性。设计充电器时要仔细了解这些特性以防
13、止过度充电而损坏电。目前，市场上卖得最多的是旅行充电器，但是严格从充电电路上分析，只有很少部分充电器才能真正意义上被称为智能充电器，随着越来越多的手持式电器的出现，对高性能、小尺寸、轻重量的电池充电器的需求也越来越大。电池技术的持续进步也要求更智能的充电电路以实现快速、有效、简单、安全地充电，因此，需要对充电过程进行更精确控制，以达到以上要求，并防止电池损坏。因此，智能型充电电路通常包括了精确电压控制电路、电池电压监测电路、状态显示电路几个基本单元。本论文就是基于上面要求，并且结合市场而设计的一种简洁，成本低廉的智能充电器电源。它使用TL431于LM324作为主要元件，能够实现精确电压充电，充
14、电电源供应显示，充电显示，充电完成显示，充满自停和220V电源停电时，充入电池的电量不会反向流入充电电路。1 设计项目概述1.1 电池及主要元件特性1.1.1镍氢充电电池特性及其充电方式镍氢电池又称为储氢电池，是一种才生产了十年左右的新型电池。采用Ni氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液。20世纪70年代，荷兰飞利浦实验室在研究第一代稀土永磁合金时，试验了LaNi5的磁性能，尽然意外的发现其有很好的储氢性能，但深入研究发现储氢合金不适合用于电池，因为其平衡压太高，循环寿命短，进一步研究和改进发现，这些缺点都可以克服，从而诶发展储氢电池奠定了技术基础。20世纪80年代末，已经找到了合适于电池的储氢合金，典型材料为MnNi3.55, Co0.75, Mn0.4, Al0.3, 这里的Mn为混合稀土，应用混合稀土替代镧，有利于降低制造成本。镍氢电池的能量很高，为镍镉电池的1.
