一種新型手機自動斷電充電器的設計

時間：2014-09-10 19:21:20

關鍵字：充電器自動斷電電壓比較器

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[導讀]　　隨著社會的不斷發(fā)展，生活水平的不斷提高，工作強度不斷增大，手機作為一種便攜式移動通訊設備越來越成為人們日常生活的必需品。隨著手機的大范圍推廣，與之而來的相關

　　隨著社會的不斷發(fā)展，生活水平的不斷提高，工作強度不斷增大，手機作為一種便攜式移動通訊設備越來越成為人們日常生活的必需品。隨著手機的大范圍推廣，與之而來的相關耗材消費品也會隨之攀升。充電器(電源適配器)作為供給手機電池電能的必備品，其使用量不亞于手機。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。

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

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

　　1 方案設計及硬件組成

　　1.1 方案設計

　　較現(xiàn)有斷電充電器而言，本產品的優(yōu)點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的時候也能自動斷電，實現(xiàn)自動斷電。圖 1 為內部電路圖。

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

　　1.2 硬件組成

　　1.2.1 繼電器

　　使用微型繼電器實現(xiàn)電路通斷控制。當未充滿電時，上方銜鐵吸合，手機正常充電;當充電器充滿電時，上方銜鐵斷開，使電路瞬間斷開，實現(xiàn)自動斷電。[!--empirenews.page--]

　　1.2.2 電壓比較器

　　使用比較電壓比較器實現(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系) :

　　當“+”輸入端電壓高于“-”輸入端時，電壓比較器輸出為高電平;

　　當“+”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，另一端接地。預先設定一個基準電壓 0.2V,當輸入電壓不足0.2V時，經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，實現(xiàn)自動斷電。

　　1.2.3 二極管

　　電路多次運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. 當手機充滿電后，利用二極管單向導通的性能，防止電流逆流。(2)當手機電池正負極反接時，可以保護電池，延長使用壽命。

　　采用 IN4148,是一種小型高速開關二極管，開關比較迅速，廣泛用于信號頻率較高的電路進行單向導通隔離，通訊、電腦板、電視機電路及工業(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，當手機未充滿時，電容貯存電荷;當電池將要充滿時，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，有利于實現(xiàn)自動斷電。

　　1.2.6復位開關

　　為了減少用戶的麻煩，選用復位開關(SW-PB)，以實現(xiàn)自動回復。其原理如下所述：按下開關一瞬間，使電路瞬間導通，當放開開關時，開關與電路斷開，達到電路瞬時接通，使之正常工作。

　　2 使用說明