DIY小設(shè)計：輕松打造智能手機電池萬用充電器，給你完整器件選型

1、項目概述

手機萬能充電器作為一種便攜式電子產(chǎn)品得到快速發(fā)展，目前市場上的手機萬能充電器外形，顏色琳瑯滿目，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計的也非常巧妙，對于各種形狀、容量、體積大小的手機電池都能夠進行充電。然而，市場上銷售的各種手機萬能充電器存在許多問題：1、充電器內(nèi)非常簡易，大多不帶保護線圈，容易使電壓或電流過高，過高的電壓容易把電池充鼓包，有時還會造成危險發(fā)生爆炸，手機也容易被燒壞；2、工作不夠穩(wěn)定，許多充電器雖然可以瞬間完成充電，但實際上電池并沒有真正充滿，電很快就會用完；3、大多數(shù)的手機萬能充電器是實用的夾子結(jié)構(gòu)固定電池，與電池接觸為點接觸，夾子結(jié)構(gòu)和點接觸方式不能將電池可靠固定，不利于充電，接觸面積小電阻大，造成電能浪費；4、使用者無法實時監(jiān)控充電器的工作狀態(tài)和充電進度，所以給消費者帶來很多麻煩和安全隱患。因此，研究改進萬能充電器的設(shè)計，使其工作過程更加穩(wěn)定，同時提高其智能水平是一項有意義的工作。

2、系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

2.1需求分析

對于智能萬用充電器，應(yīng)該有如下的功能需求。1、充電時多彩的LED閃爍指示；2、內(nèi)置智能識別電路，能自動檢測電池的正負極；3、可對絕大數(shù)手機鋰離子電池充電，能顯示充電電量、電流、電壓、充電時間；3、 當(dāng)充電電流或電壓過大時系統(tǒng)自動斷電達到保護充電器和電池的目的；4、外形美觀、輕巧，攜帶方便，操作簡單，并用實時監(jiān)測充電電流和電壓；5、固定電池方便，能根據(jù)電池正負電極的間距調(diào)整金屬觸點的位置，使觸點與電池極點接觸穩(wěn)定。

2.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

根據(jù)功能需求，智能化的便攜式手機電池萬能充電器需要包含以下功能模塊：1、工作可靠的開關(guān)電源模塊；2、電池充電模塊；3、充電電壓電流監(jiān)測模塊；4、顯示模塊。

各模塊之間的關(guān)系如下圖所示。

圖 1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

1. 開關(guān)電源模塊。輸入220V交流電，通過開關(guān)電源電路和變壓器降壓，獲得交流5V電壓，然后再經(jīng)過半波整流電路形成直流5V電壓，為單片機、液晶顯示器、手機電池充電模塊和USB接口電路供電。

2. 充電模塊。采用充電芯片，實現(xiàn)手機電池正負極自動識別及轉(zhuǎn)換，控制相應(yīng)指示燈的閃爍，來顯示電池信息，起提示作用。并且采用三端穩(wěn)壓模塊進行穩(wěn)壓，穩(wěn)壓精確。

3. 控制檢測模塊。采用AVR Atmega8單片機芯片作為主控芯片，采集充電電壓信號和充電電流信號，并使液晶顯示器周期性顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)。檢測電池充電是否充滿，并由顯示器顯示充電電量和充電時間。當(dāng)充電電流或電壓過大時能及時檢測并迅速切斷電源，保護電池和內(nèi)部電路。實現(xiàn)三段式充電過程（恒壓、恒流、浮充），并且當(dāng)檢測到電池充滿（充電電流足夠?。┮院笞詣訑嚯?，避免充電進入浮充階段，不僅節(jié)約了電能，而且能夠防止電池過充，普通萬能充的充電過程進入浮充過程階段，容易使電池沖張脹導(dǎo)致電池壽命大大縮短。

4. 顯示模塊。采用液晶顯示屏幕，考慮到低功耗和環(huán)保，我們采用7*15mm超小型LCD顯示屏，并采用分屏顯示，由按鍵控制換屏關(guān)屏。

5. 電壓電流數(shù)據(jù)采集模塊。電壓采取，直接取充電輸出端端電壓送至MCU的A/D模塊，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)MCU