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一種新型手機(jī)自動斷電充電器的設(shè)計(jì)

作者: 時間:2015-04-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  隨著社會的不斷發(fā)展,生活水平的不斷提高,工作強(qiáng)度不斷增大,手機(jī)作為一種便攜式移動通訊設(shè)備越來越成為人們?nèi)粘I畹谋匦杵?。隨著手機(jī)的大范圍推廣,與之而來的相關(guān)耗材消費(fèi)品也會隨之攀升。充電器(電源適配器)作為供給手機(jī)電池電能的必備品,其使用量不亞于手機(jī)。如何降低充電器空載狀態(tài)和充滿狀態(tài)下的電耗必將成為整個社會所必須面臨的問題。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/272053.htm

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

  為此,筆者設(shè)計(jì)了一款能夠在手機(jī)充電器空載和電池充滿的情況下自動斷電以達(dá)到原線圈零電耗目的的充電器,實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源,從身邊做起。

  1方案設(shè)計(jì)及硬件組成

  1.1方案設(shè)計(jì)

  較現(xiàn)有而言,本產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于不僅能夠在充滿電的情況下自動斷電,而且在人為拔掉手機(jī)的時候也能自動斷電,實(shí)現(xiàn)自動斷電。圖1為內(nèi)部電路圖。

  工作原理:將充電器與手機(jī)、插座連接后,電壓通過電阻調(diào)整,以一較小值進(jìn)入電壓比較器,輸出一個額定值,是手機(jī)正常充電。當(dāng)手機(jī)充滿電時,有一個大于另一端電壓進(jìn)入電壓比較器,輸出0V,此時繼電器吸和銜鐵,使電路斷開,實(shí)現(xiàn)自動斷電。

  

 

  圖1內(nèi)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(xiàn)電路通斷控制。當(dāng)未充滿電時,上方銜鐵吸合,手機(jī)正常充電;當(dāng)充電器充滿電時,上方銜鐵斷開,使電路瞬間斷開,實(shí)現(xiàn)自動斷電。

  1.2.2電壓比較器

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

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

  當(dāng)“+”輸入端電壓低于“-”輸入端時,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(yù)先設(shè)定一個基準(zhǔn)電壓0.2V,當(dāng)輸入電壓不足0.2V時,經(jīng)過電壓比較器一端電壓u1<0.2V,輸出一個合適的電壓,使電路正常工作充電。當(dāng)充電完成后,通過比較器的電壓>0.2V,比較器輸出電壓為0V,繼電器銜鐵斷開,使電路瞬間斷開,實(shí)現(xiàn)自動斷電。

  1.2.3二極管

  電路多次運(yùn)用到了二極管防止電流回流,而其各自的功能也不相同。

  (1)采用1N4007型號二極管。

  作用:1.當(dāng)手機(jī)充滿電后,利用二極管單向?qū)ǖ男阅?,防止電流逆流?2)當(dāng)手機(jī)電池正負(fù)極反接時,可以保護(hù)電池,延長使用壽命。

  采用IN4148,是一種小型高速開關(guān)二極管,開關(guān)比較迅速,廣泛用于信號頻率較高的電路進(jìn)行單向?qū)ǜ綦x,通訊、電腦板、電視機(jī)電路及工業(yè)控制電路中常用。

  1.2.4電容

  使用22u/10V電容控制繼電器動作的穩(wěn)定。電容可以在給定電位差下的電荷儲藏量,當(dāng)手機(jī)未充滿時,電容貯存電荷;當(dāng)電池將要充滿時,電容放出電荷,是電路電流穩(wěn)定,繼電器不會因電流不穩(wěn)定而使銜鐵上下擺動,利于實(shí)現(xiàn)自動斷電。

  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(wěn)定而使銜鐵上下擺動,有利于實(shí)現(xiàn)自動斷電。

  1.2.6復(fù)位開關(guān)

  為了減少用戶的麻煩,選用復(fù)位開關(guān)(SW-PB),以實(shí)現(xiàn)自動回復(fù)。其原理如下所述:按下開關(guān)一瞬間,使電路瞬間導(dǎo)通,當(dāng)放開開關(guān)時,開關(guān)與電路斷開,達(dá)到電路瞬時接通,使之正常工作。

  2使用說明

  (1)請總是在電源適配器周圍留出空間,不要在空氣流通不暢的地方使用電源適配器。

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

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

  (4)電源適配器是高壓器件,無論什么原因都不應(yīng)該拆開它,即使在電源已關(guān)閉時也不可以。


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