手機電池修複儀的設計與應用
發布時間:2010-03-11
中心議題:
設計原理
(一)手機電池的介紹
現在一般手機電池中均采用的為鋰離子電池。主要因為鋰離子電池是鋰離子(Li-Ion)和鋰聚合物(Li-Pol),電(dian)池(chi)具(ju)有(you)重(zhong)量(liang)輕(qing),容(rong)量(liang)大(da),內(nei)阻(zu)小(xiao)的(de)特(te)點(dian)。但(dan)是(shi)我(wo)們(men)需(xu)要(yao)按(an)照(zhao)它(ta)的(de)特(te)性(xing)來(lai)進(jin)行(xing)充(chong)電(dian),否(fou)則(ze)對(dui)其(qi)損(sun)壞(huai)會(hui)很(hen)大(da),它(ta)的(de)可(ke)充(chong)電(dian)次(ci)數(shu)也(ye)會(hui)大(da)大(da)折(zhe)扣(kou)。
鋰離子在充電過程中需要注意不能過充電和過放電,它有自身的最低電壓和最高電壓,一般最低電壓在2.2V到2.3V之間,最高電壓在4.2V到4.3V之間,所以我們在設計電路時需要注意設置放電終止電壓和充電終止電壓。
(二)設計思路
該設計電路主要分為放電和充電兩個階段。一般的充電器隻是對電池進行簡單的充電,而該修複儀多了一個放電過程。
fangdianjieduanzhuyaoshixianjiangdianchizhongdecanyudianliangchedifangdiao,bingqieshiqidianyadadaofangdianzhongzhizhi。fangdianjieduanzhuyaozhuyifangdiandianyazhongzhizhideshezhi,ruguoduidianchijinxingguofangdian,jiangduidianchizaochenghendasunhuai。
充chong電dian階jie段duan我wo們men與yu一yi般ban的de充chong電dian器qi又you有you所suo不bu同tong,采cai用yong的de是shi頻pin率lv在zai周zhou期qi性xing變bian化hua的de脈mai衝chong信xin號hao對dui電dian池chi進jin行xing充chong電dian。主zhu要yao考kao慮lv到dao脈mai衝chong信xin號hao可ke將jiang電dian池chi中zhong的de化hua學xue物wu質zhi逐zhu漸jian激ji活huo,使shi電dian池chi達da到dao出chu廠chang時shi的de效xiao果guo。同tong樣yang,在zai充chong電dian時shi也ye不bu能neng超chao過guo充chong電dian電dian壓ya終zhong止zhi值zhi,過guo充chong電dian也ye有you可ke能neng對dui電dian池chi造zao成cheng永yong久jiu性xing損sun壞huai。
製作過程
(一)放電電路的設計
1、設計要求
①放電電流一般可取電池額定容量的0.2倍。
②必須準確掌握放電終止電壓,以免因過放電而損傷電池。
③以手動方式對放電進行啟、停控製。
2、設計要點
①電池放電至終止電壓時,應自動斷開放電回路或自動轉入充電狀態。
②便於對放電工作狀態的監控。
以下為放電電路設計思路圖:

放電電路圖
[page]
驅動電路部分可由兩個繼電器構成一個自鎖電路,放電結束時,開關自動斷開,轉入到充電部分。
(二)充電電路的設計
1、設計指標
①可調恒流充電,最大充電電流500mA。
②放電結束時,自動轉入恒流充電狀態。
③充電至充電終止電壓時,恒流電路停止工作,並鎖定“充電結束”狀態。
2、設計要點
①運用電壓比較器監測電池電壓,保證至充電終止電壓時,能及時關斷充電電流並鎖定“充電結束”狀態。
②自動功能與手動啟、停功能兼備。
充電電路與脈衝信號結合,對電路進行充電。這裏的脈衝信號可用555定時器來實現,用3個555來構成一個頻率在周期變化的脈衝信號。電路圖如圖。
整個電路的連接需要有一個邏輯關係,可用與非門來實現,在設計中,我們采用了4012四相輸入與非門。

脈衝信號電路圖
(三)設計邏輯思路
1、放電電路邏輯關係
A點電位在放電狀態時為低電位,充電狀態時為高電位。此點電位我們暫且記錄下。
2、充電電路邏輯關係

充電電路邏輯關係圖
可見,B點電位在放電狀態時為低電位,充電狀態時為高電位,與A點電位相同。由此我們將這兩點電位接入到與非門的輸入端。
總體邏輯關係
將A、B兩點與脈衝信號均接入與非門的輸入端,再經一個非門輸出信號。這樣,就可構成了一個邏輯關係。如表1。接到電池兩端,這裏可以用一個開關TWH8778來連接。
表1:輸出信號邏輯關係

其他電路部分,主要有電源控製部分,可采用整流、濾波、穩壓將交流信號轉換為我們需要的直流電源。充電電流可采用恒流源充電。
gaishejizhongsuoyongdaodedianluheqijianjunweiwomenchangjiandianlu,duixianzaidianleizhuanyedexueshenghenyoubangzhu,ketongguocileidianzizhizuo,gongguzhuanyezhishi,jiaqiangduigebufendianludelijiehegeqijiandexingnengjishiyongfangfa。
針對鋰離子電池的修複儀在今後發展中是必不可少的,因為鋰離子電池環保、節能的特點,它將是今後發展中的重點,很多家用電器產品都將逐步采用鋰離子電池。
另外,該充電器還可經過改造對鎳鎘電池或是鎳氫電池進行充電,可將其功能再進一步擴展,還留有很大的思考空間。
- 電池修複儀的設計原理
- 電池修複儀的製作過程
- 設計邏輯思路
- 先將電池中的殘餘電量徹底放掉,並且使其電壓達到放電終止值
- 采用的是頻率在周期性變化的脈衝信號對電池進行充電
設計原理
(一)手機電池的介紹
現在一般手機電池中均采用的為鋰離子電池。主要因為鋰離子電池是鋰離子(Li-Ion)和鋰聚合物(Li-Pol),電(dian)池(chi)具(ju)有(you)重(zhong)量(liang)輕(qing),容(rong)量(liang)大(da),內(nei)阻(zu)小(xiao)的(de)特(te)點(dian)。但(dan)是(shi)我(wo)們(men)需(xu)要(yao)按(an)照(zhao)它(ta)的(de)特(te)性(xing)來(lai)進(jin)行(xing)充(chong)電(dian),否(fou)則(ze)對(dui)其(qi)損(sun)壞(huai)會(hui)很(hen)大(da),它(ta)的(de)可(ke)充(chong)電(dian)次(ci)數(shu)也(ye)會(hui)大(da)大(da)折(zhe)扣(kou)。
鋰離子在充電過程中需要注意不能過充電和過放電,它有自身的最低電壓和最高電壓,一般最低電壓在2.2V到2.3V之間,最高電壓在4.2V到4.3V之間,所以我們在設計電路時需要注意設置放電終止電壓和充電終止電壓。
(二)設計思路
該設計電路主要分為放電和充電兩個階段。一般的充電器隻是對電池進行簡單的充電,而該修複儀多了一個放電過程。
fangdianjieduanzhuyaoshixianjiangdianchizhongdecanyudianliangchedifangdiao,bingqieshiqidianyadadaofangdianzhongzhizhi。fangdianjieduanzhuyaozhuyifangdiandianyazhongzhizhideshezhi,ruguoduidianchijinxingguofangdian,jiangduidianchizaochenghendasunhuai。
充chong電dian階jie段duan我wo們men與yu一yi般ban的de充chong電dian器qi又you有you所suo不bu同tong,采cai用yong的de是shi頻pin率lv在zai周zhou期qi性xing變bian化hua的de脈mai衝chong信xin號hao對dui電dian池chi進jin行xing充chong電dian。主zhu要yao考kao慮lv到dao脈mai衝chong信xin號hao可ke將jiang電dian池chi中zhong的de化hua學xue物wu質zhi逐zhu漸jian激ji活huo,使shi電dian池chi達da到dao出chu廠chang時shi的de效xiao果guo。同tong樣yang,在zai充chong電dian時shi也ye不bu能neng超chao過guo充chong電dian電dian壓ya終zhong止zhi值zhi,過guo充chong電dian也ye有you可ke能neng對dui電dian池chi造zao成cheng永yong久jiu性xing損sun壞huai。
製作過程
(一)放電電路的設計
1、設計要求
①放電電流一般可取電池額定容量的0.2倍。
②必須準確掌握放電終止電壓,以免因過放電而損傷電池。
③以手動方式對放電進行啟、停控製。
2、設計要點
①電池放電至終止電壓時,應自動斷開放電回路或自動轉入充電狀態。
②便於對放電工作狀態的監控。
以下為放電電路設計思路圖:

放電電路圖
[page]
驅動電路部分可由兩個繼電器構成一個自鎖電路,放電結束時,開關自動斷開,轉入到充電部分。
(二)充電電路的設計
1、設計指標
①可調恒流充電,最大充電電流500mA。
②放電結束時,自動轉入恒流充電狀態。
③充電至充電終止電壓時,恒流電路停止工作,並鎖定“充電結束”狀態。
2、設計要點
①運用電壓比較器監測電池電壓,保證至充電終止電壓時,能及時關斷充電電流並鎖定“充電結束”狀態。
②自動功能與手動啟、停功能兼備。
充電電路與脈衝信號結合,對電路進行充電。這裏的脈衝信號可用555定時器來實現,用3個555來構成一個頻率在周期變化的脈衝信號。電路圖如圖。
整個電路的連接需要有一個邏輯關係,可用與非門來實現,在設計中,我們采用了4012四相輸入與非門。

脈衝信號電路圖
(三)設計邏輯思路
1、放電電路邏輯關係
A點電位在放電狀態時為低電位,充電狀態時為高電位。此點電位我們暫且記錄下。
2、充電電路邏輯關係

充電電路邏輯關係圖
可見,B點電位在放電狀態時為低電位,充電狀態時為高電位,與A點電位相同。由此我們將這兩點電位接入到與非門的輸入端。
總體邏輯關係
將A、B兩點與脈衝信號均接入與非門的輸入端,再經一個非門輸出信號。這樣,就可構成了一個邏輯關係。如表1。接到電池兩端,這裏可以用一個開關TWH8778來連接。
表1:輸出信號邏輯關係

其他電路部分,主要有電源控製部分,可采用整流、濾波、穩壓將交流信號轉換為我們需要的直流電源。充電電流可采用恒流源充電。
gaishejizhongsuoyongdaodedianluheqijianjunweiwomenchangjiandianlu,duixianzaidianleizhuanyedexueshenghenyoubangzhu,ketongguocileidianzizhizuo,gongguzhuanyezhishi,jiaqiangduigebufendianludelijiehegeqijiandexingnengjishiyongfangfa。
針對鋰離子電池的修複儀在今後發展中是必不可少的,因為鋰離子電池環保、節能的特點,它將是今後發展中的重點,很多家用電器產品都將逐步采用鋰離子電池。
另外,該充電器還可經過改造對鎳鎘電池或是鎳氫電池進行充電,可將其功能再進一步擴展,還留有很大的思考空間。
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