稳压电源设计与制作.doc

_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日精品资料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 gradually 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 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 / full 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 expansion 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 description 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 hardware 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1.52倍，为铅酸电池的3倍。镍氢电池具有良好的充放电性能，可随充随放，不含有害物质，对环境污染低，所以被称为绿色电池。记忆效应很低，充电简单，无需放电。镍氢电池充电时化学反应：正极反应：Ni(OH)2 e + OH- NiOOH + H2O 负极反应：MHn + ne M + n/2H2 放电时：正极反应：NiOOH + H2O + e Ni(OH)2 + OH- 负极反应：M + n/2H2 MHn + ne镍氢电池与镍镉电池相同都有记忆效应，但远小于镍镉电池。每次充电前没有必要进行放电操作，每3个月进行一次完全充放电可以缓解记忆效应（实际上记忆效应并不明显，不太在乎的可以无视）。可充电电池自放电率镍镉电池为1530（月），镍氢电池为2535（月），锂电池为25（月）。以上镍氢电池的自放电率为最大，所以镍氢电池在长时间放置后必须进行充电。镍氢电池外型与镍镉电池相似，多种多样，有方形，有圆柱型，有纽扣式。我们日常生活中用的都是圆柱型5号AA型和7号AAA型，5号AA型容量在10001500mAh之间，尺寸为14.250. 0mm ,7号AAA型容量在500850mAh之间，尺寸为10.544.5mm 。5号AA型和7号AAA型镍氢电池额定工作电压为1.2V，充满电电压为1.401.45V ，具有较好的低温放电特性，即使在-20环境下，采用大电流放电，也能达到85以上放电效率。但是在高温时（+40以上），镍氢电池蓄电量会减低510。但是这种容量损失时可逆的，通过几次充放电循环即可循环到最大容量。镍氢电池由于性能优越，所以充电方式要求并不像镍镉电池一样要求高，但是良好的充电方式可以确保电池的使用寿命，并且能保证电池充电完全，有良好的放电效果。但是不同的充电方法对应的充电线路也不同，线路不同自然影响到充电器的生产成本，所以充电器的设计应达到以最简单最经济的线路达到最佳充电效果 。电池充电时间和充电电流的关系为：用电池容量除以充电电流可以得到充电时间考虑到充电过程的损耗，所以将得到的充电时间在乘以1.2这个系数 。镍镉与镍氢电池充电常用最简单的方法是10%C恒流充电法，又被称为慢充，即按照电池容量的10%确定充电电流。比如一个1500mAh的电池，它的建议充电电流为 150mA ，但是在此电流下要连续充电约12小时才可以充满，时间太长，给用户带来很多不便。虽然建议充电电流建议10%C，但是由于镍氢电池有极其优越的性能，所以要求并不严格，电流允许有较大波动 。为此镍氢电池允许用户可以使用30%C的电流给电池充电，称之为快充。采用快充，在理论上对电池有轻微伤害，但是伤害不大。1.1.2主要元件的选择给电池充电，最重要的事要确定充电基准参考电压，德州仪器公司（TI ）生产的TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。他的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf（2.5V）到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2，在很多应用中用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路，可调压电源，开关电源等。 TL431是一种并联稳压集成电路。因其性能好、价格低，因此广泛应用在各种电源电路中。其封装形式与塑封三极管9013等相同，如图a所示。同类产品还有图b所示的双直插外形的。TL431主要参数： 最大输入电压为37V； 最大工作电流150mA； 基准电压为2.5V； 输出电压范围为2.530V。LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的特点： 1.短跑保护输出：； 2.真差动输入级； 3.可单电源工作：3V-32V； 4.低偏置电流：最大100nA； 5.每封装含四个运算放大器； 6.具有内部补偿的功能； 7.共模范围扩展到负电源； 8.行业标准的引脚排列； 9.输入端具有静电保护功能。1.2 毕业设计任务和要求本文所设计智能型充电电源的电压输出范围为2.8，用TL431完成，主要由电源电路、恒流充电电路、充满自停电路三部分组成。要求该电路能对2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。本文设计的智能型充电电源具有充满自停功能，电源供应/充电/充满都有相应状态显示，使用发光二极管显示。2 硬件电路设计2.1 硬件电路主要芯片 2.1.1 TL341引脚说明TL431SOIC,SOP,PDIP,SOT-89,SOT23-3,SOT-235-5,TO-92,TO-226,SC-70,TO-252多种封装，考虑到成本与制作工艺，本论文设计采用了TO-92封装。TO-92为塑封三脚封装。TO-92封装顶视图如图1所示 。图1 TL431TO-92封装顶视图TL431三个脚中 1脚REF脚为电压参考端，2脚ANODE脚为正极端，3脚CATHODE脚为负极端 。TL431TO-92封装 引脚如图2所示 。图2 TL431TO-92封装引脚图TL431是一个三端可调分流基准电压源，其电路符号如图3所示 。图3 TL431 电路符号2.1.2 TL341的功能TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref（2.5V）到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.22，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。TL431特点：可编程输出电压为36V；电压参考误差：0.4 ，典型值25（TL431B）； 低动态输出阻抗，典型0.22 ；负载电流能力1.0mA to 100mA；等效全范围温度系数50 ppm/典型； 度补偿操作全额定工作温度范围；低输出噪声电压。TL431的具体功能可以用图4的功能模块示意。图4 TL431功能模块示意图上图可以看到，VI是一个内部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块图对开启思路，理解电路都是很有帮助的。2.1.3 TL341的应用TL431在电路中用处很多，最基本的可以用作恒压电路，也可以用作恒流电路，也可以用来进行可控分流，在开关电源上也有应用。在这里我们使用它的基本功能作为恒压器件使用。前面提到TL431的内部含有一个2.5V的基准电压，所以当在REF端引入输出反馈时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，控制输出电压。如图2所示的电路，当R1和R2的阻值确定时，两者对Vo的分压引入反馈，若Vo增大，反馈量增大，TL431的分流也就增加，从而又导致Vo下降。显见，这个深度的负反馈电路必然在VI等于基准电压处稳定，此时Vo=(1+R1/R2)Vref。选择不同的R1和R2的值可以得到从2.5V到36V范围内的任意电压输出，特别地，当R1=R2时，Vo=5V。需要注意的是，在选择电阻时必须保证TL431工作的必要条件，就是通过阴极的电流要大于1mA。图5 TL431恒压基本应用电路2.1.4 LM324引脚说明 LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图6。图6 LM324引脚排列图2.1.5 LM324的应用 由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽, 电压范围是3.0V-32V或+16V，驱动简单。静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。LM324的特点： 1.短路保护输出；2.真差动输入级；3.可单电源工作：3V-32V ；4.低偏置电流：最大100nA（LM324A）；5.每封装含四个运算放大器；6.具有内部补偿的功能；7.共模范围扩展到负电源 ；8.行业标准的引脚排列 ；9.输入端具有静电保护功能。LM324功能强大，性价比高，应用简单且用广泛，可做电压比较器，多路反馈带通滤波器，高阻抗差动放大器，函数发生器，双四级滤波器，思电桥振荡器，滞后比较器等等，我们这里把它做电压比较器使用。图7为LM324作电压比较傲器的基本应用电路。图7 LM324电压参考电路图2.2 电源电路的设计 考虑到稳定性，制作成本电源电路采用图8中的设计。设计采用一个220V转6V，3W额定输出的交流变压器，使用一个小的整流桥整流，使用一个 2200U的电解电容给输出的直滤波稳压，稳定输出电压，使用一个0.1U的瓷片电容滤去直流成分中的高频杂波，使输出电流更加稳定，保护后面电路工作不会因为高频成分而受影响，亦可以使电池充电电压更稳定，有效的保护电池 。由于电路的输出电流只有约500mA ,电流并不大，所以电路后面是由一个电阻和齐纳稳压管组成的简易稳压电路，此电路简单，适用且经济，可以以最低的成本输出具有稳定电压的电流。图8 电源电路2.3 充电控制主电路设计为达到要求，特设计了图9中的电路 。图9 充电控制主电路图中，VD1为保护二极管，防止电源反接损坏TL431与LM324 ，VD4的作用是防止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。C1可以进一步稳定供电电压。由于要同时对两节电池充电，而镍氢电池充满电后电压为1.41.45V，考虑到通用性，选择2.8V（1.42）为充满电参考电压，R4，R5与TL431构成一个2.8V稳压电路，参数Vref= 2.5(100+820)820=2.80v，给予电路充电参考电压。S8550作为调整管，把输入电压降压，对电池进行充电。当电路通电时，VD2导通发出红光，指示有电源供应。VD3亮起发绿色光，指示电池在充电。VD5亮起发警告黄色光，指示电池已经充满。LM324内的四个运算放大器与各自的旁电路构成电压比较控制电路 。由于要保证电路能正常工作和充电电压正常，所以VD1后要保证有5V的电压供应，以使IC2能正常电压翻转。所以电源供应电压最低要求要5.7V（5V加VD10.7V压降）。因此，电源电路选择了IN4735 6.2V的稳压管 ，使电源能稳定输出6.2V电压。电池壳我们采用两组两节AA5号电池壳与一组两节AAA7号电池壳并联连接，这样可以既可以给AA5号电池也可以各AAA7号电池充电，而且可以同时给同型号的四节AA5号电池充电 。3 充电器工作原理分析3.1大电流充电的过程接入电源， 电源指示灯LED(VD2)点亮。装入电池(参考图片，实际上是用导线引出到电池盒， 电池装在电池盒中)，当电池电压低于Vref时，IC1-1输出低电平，VT1导通，输出大电流给电池充电。此时，VT1处于放大状态-这是因为电池电压和-VD4压降的和约为3.2V(假设开始充电时电池电压约为2.5V)，而经VD1后的电压大约5.OV，所以，VT1的发射极集电极压差远大于0.2V，当充电电流为300mA时，VT1发热比较严重，所以最好用PT=625mW的S8550，或者适当增大基极电阻以减小充电电流(注：由于LM324低电平驱动能力较小，实测IC1-2，IC1-4输出低电平并不是0V，而是约为0.8V)。3.2充电的指示首先看IC1-3的工作情况：其同相端1O脚通过R13接Vref,R14接成正反馈，反相端9脚外接电容，并有一负反馈通路，所以，它实际上构成了滞回比较器。刚开始时C2上端没有电压，则IC1-3输出高电平。这个高电平有两个放电通路，一个通路是通过R14反馈到10脚，另一通路是经电阻R15对电容C2充电，当充电的电压高于10脚电压V+ 时，比较器翻转输出低电平；与此同时，由于R14的反馈作用，10脚电压立即下跳到V-，这时，电容C2通过电阻R15放电，当放电的电压小于10脚电压V-时，比较器再次翻转输出高电平， 由于R14的反馈作用，10脚电压立即上跳到V+，此后电路一直重复上述过程，因此，IC1-3的输出为频率固定的方波信号。 其次看IC1-4的工作情况：电池电压经R2、R16分压，接IC1-4的12脚，因为R2R16，所以输入IC1-4的12脚电压基本上略低于电池电压，显然它更低于其l3脚电压 因此，IC1-4输出稳定的低电平。结合上面的讨论，我们可以看出，加在R12和VD 3通路一端为频率固定的方波电压，另一端为稳定的低电平，因此，发光二极管VD3会周期性点亮，给人一闪一闪的感觉。 最后看IC1-1的工作情况：当IC1-2输出低电平时，显然IC1-1的3脚为低电平，而其2脚通过R1接Vref所以，IC1-1也输出低电平。结合上面的讨论，我们可以看出，R11和VD5两端电压差为零，因此，VD5(饱和指示)不能点亮! 另外，由于IC1-1输出低电平，无论IC1-3的9脚电压如何变化(电容充、放电在该脚形成三角波电压)都不会受IC1-1输出的影响? 因为IC1-3的9脚电压(要么高到V+ ，要么低到V-)始终高于IC1-1的输出，VD6反偏截止!所以，这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：VD2点亮，指示电源正常；VD3闪烁，指示电池充电正常；VD5不亮。3.3 小电流充电及充电结束指示 当充电一段时间后，电池电压慢慢上升到接近Vref时，IC1-2输出电压慢慢上升，于是，流过R7的电流慢慢减小，即流经VT1基极的电流慢慢减小，因此VT1输出的电流也会慢慢减小，但电池电压还会持续不断地缓慢上升，当电池电压几乎等于Vref时，IC1-2会输出较高电压，这时IC1-1的3脚电压高于2.8OV (反相端2脚的输入端电压)， 比较器翻转输出高电平。该电压有两个作用：一方面会使VD5正偏导通被点亮(此时，IC1-4输出还是低电平)，指示充电饱和；另一方面VD6也正偏导通，而R17很小，实际上是强制C2上端为高电平，所以IC1-3的9脚电压高于10脚电压，IC1-3被强迫输出低电平，VD3因无正偏压而熄灭。 虽然，从外在的表现看充电灯熄灭，饱和灯点亮在某一时刻瞬间转换完成，但是实际上充电过程却是逐渐过渡的：当电池电压远低于Vref时持续大电流充电，当电池电压接近于Vref时充电电流慢慢减小，直至逐渐充电趋近零。 即使饱和灯点亮时，小电流充电仍在继续!所以这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：VD2点亮，指示电源正常；VD3不亮；VD5点亮(饱和指示，小电流充电)。3.4 IC4的功能从上面2、3内容的分析中可以看出，无论电路是大电流或小电流充电，IC1-4的输出一直是“低电平”，好像它没有什么作用似的，还不如直接把VD3、VD5负极接“地”?刚开始设计时，确实没有考虑用IC1-4，把VD3、VD5的负极直接接地。然而，当制作好后通电工作时发现一个问题：当不装电池通电时，饱和指示灯VD5点亮?显然不合适!因为，没装电池时VT1处于微导通状态，IC 1-2的5脚电压高于 ，IC1?2输出高电平，于是IC1-2也输出高电平，VD5点亮。 若在原理图中接入IC1-4，没装电池时VT1处于微导通状态，IC1-4的1 2脚电压也会高于 ，因此，IC1-4输出高电平，这样VD5就不能点亮。4 系统调试及改进过程4.1 系统调试4.1.1电路布置以及线路检查电路布置在焊接前就已经准备，在图纸上按照各元件脚位排列已经布好了线路，并且多次改进，尽量少有线路交叉。在焊接完毕后，首先检查是否有元件漏焊，是否有线路未连接，是否焊接错线路,是否有元件用错。在基本检查完后，使用万用表检测各条线路，看是否有假焊，是否有线路为连接上，IC与IC座是否接插好，电源极性是否接反。检测全面以后，通电测试。4.1.2 基准电压的调整基准电压Vref设定为2.8V，但是由于元件都有误差，或者元件有可能不小心用错，会导致输出基准电压有误，而导致电路不能正常工作。所以，在使用之前，我们要调整基准电压，使其为2.8V。在焊接，检测完毕后，测量了Vref，发现只有2.75V,检查各旁电路，都没有问题，于是拆出R4，R5，检测相应阻值，发现有很大误差，再仔细检查，发现R5用错，阻值有误，为910欧姆电阻，于是更换为820欧姆的电阻，并且更换了R4,使用了一个正好为100欧姆饿电阻，再次通电，检测Vref电压，为2.79V,基准电压调整完毕。4.2 改进过程4.2.1 电源电压的改进 ，使用USB供电由于现在很多充电器都采用USB规范，使用USB端口供电，而且现在差不多每一个人都有电脑和USB供电器，所以如果能使用USB的5V供电，就可以提供两种电源供应方案，直接用USB取电，不仅可以省去制造成本，制造难度，还可以降低制造成本，从而减低售价，获得更大的市场。所以在后期提出了USB供电方案，在电源供应端接上了一个USB接口，使用USB接口给电路供电，接上电脑或USB供电器。方案实施后，发现可以正常充电，但是状态指示不正常，只能指示充电状态，充满不能指示。经过仔细检测发现， 5V外接输入电压太低。输入电压太低IC1-2不能正常输出高电平，翻转电压永远达不到，充电指示灯一直闪烁，但大电流充电过程早已结束。为此把VD1,VD4改为肖特基二极管 1N5817,以降低二极管带来的压降，发现更换以后，指示依然不正常，于是，把R8更换为精密可调电阻，调节以降低其分压，当电池充满电时，调节R8 ,发现当R8调节为4.4K时，状态指示灯正常跳转，最终电路如图10 所示。图10 最终电路原理图由于外接输入电压也不能太高，。输入电压太高，大电流充电时调整管发热严重；另一方面，IC1-2输出高电平的时间会因为电源电压较高而提前超过Vref，这样就会给我们一个错觉，电池很快就充满了!因此图8中的电路亦有相应改动，稳压管改为1N4733 5.1V稳压管。使输出电压稳定为5.1V，确保电路正常工作。4