手机充电器的设计与制作报告

广东白云学院CDIO项目设计报告项目级别：一级题 目：手机充电器设计指导教师：林春景、苗耀洲专业班级：电子信息工程专业10级组别： 第四组 组长： 苏炳坤 团队成员：祁沛超、熊志东、麦妙仪、魏健斌 院系名称：电子信息工程系成绩：使用学期： 2010-2011 学年第 1 学期手机充电器的设计与制作项目报告前言：我们这次的项目是手机充电器的设计与制作秉承CDIO的理念，团队设计活动贯穿课程学习活动始终，让我们对电子应用系统项目设计的过程有实际的经历与理解。以下是我们小组项目制作期间成员的分工：（1） 从各个途径查找关于手机充电器工作原理以及各原件的特性与在电路中的作用。负责人：苏炳坤、熊志东（2） 时间安排与策划。负责人：祁沛超、魏健斌（3） 项目监督与项目报告。负责人：麦妙仪（4） 项目作品制作。负责人：全组组员（5） PPT与prolfel99SE软件画图，负责人：苏炳坤正文：第一部分：设计任务一、 项目标题：手机充电器的设计与制作。二、 项目设计要求：设计制作一个输入交流电压为220v，输出充入手机上的直流电压为4.2V，允许5%误差的手机充电器。(1) 交流输入电压：220ACV10% 50/60HZ(2) 输出直流电压：4.2DCV 5%(3) 充电电流：300mA1800 mA设计方案的分析论证简述：在这次的项目设计里，首先是老师给我们上的导论课让我们了解到一些专业知识，再是到我们小组通过利用老师给我们讲解的知识再加以分析理解从而得出设计方案。第二部分：设计方案总体方案的选择与论证：方案一：制作线性电源线性电源（Liner power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，就得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。我们所需要的是达到高精度的直流电压，所以必须经过稳压电路进行稳压。线性调整元件进行精细调节,使之输出高精度的直流电压源。-9V-9V原理如图一所示：-9V220V整流桥变压器电解电容220V交流9V9V交流全波整流滤波-5V+瓷片电容7805整流、稳压抗高频干扰图1.线性电源原理图解方案二：制作开关电源开关电源有采用可控硅制成的，也有采用开关管的，它们两都是靠基极、（开关管）控制极（可控硅）上加上脉冲信号来完成导通和截止的，脉冲信号正半周到来，控制极上电压升高，开关管或可控硅就导通，将220V的交流电经过桥式整流，变换成300V左右的直流电，滤波后进入变压器后加到开关管的集电极进行高频振荡，反馈绕组反馈到基极维持电路振荡，负载绕组感应的电信号，经整流、滤波、稳压得到的直流电压给负载提供电能。待到下一个脉冲的周期正半周信号到来时，重复上一个过程。1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。原理如图2所示：整流滤波开关变压器220V+300V+4.2V开关管图2.开关电源原理图解方案一和方案二相比：线性电源精度好，适用多种场合，一般用户不会提出性能、精度、技术指标方面的问题。同时线性电源技术很成熟，制作成本较低，工艺简单，原理易懂，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音，但其体积相对开关电源来说，比较庞大，且输入电压范围要求高；而开关电源与之相反。经过小组的详细讨论与能力的鉴定，所以我们选择了方案一，线性电源的制作。第三部分：电路单元设计220ACV-电源变压器-9ACV-整流电路-滤波电路-11DCV-稳压电路根据上面的电路图，可以得到我们充电器的主要原器件有：万能板一块、公频变压器、整流桥、100uF电解电容、LM7805三端集成稳压器、0.1uF瓷片电容 、10K电阻以及发光二极管。第四部分：安装调试及性能检测（1）100uF的电解电容的作用是为了将交流电经过滤波后变成直流的脉冲，而104瓷片电容是为了减少高频电流的干扰。（2）在使用电烙铁焊接时，不能长时间焊接元件（最好在23秒之内），不然会把元器件烧坏。（3）检测调试：接上220V交流电后，用万用表检测得空载电压为4.92V。接上负载后，电压下降的不大。最后我们把输出接到手机上，为手机电池充点，成功了。第五部分：心得体会 通过这个手机充电器项目的设计与制作，我们掌握了线性电源充电器的工作原理与制作，在这期间我们学到了许多的东西，同时也发现许多的不足。总的来说大概可以分成三阶段：第一阶段：在项目的初期时，老师讲授的相关专业知识没怎么认证听讲，导致动手实践时专业知识缺乏而进度较慢。再加上我们各个组员的动手能力不怎么强还有元件的排版与连线布置的不恰当，所以成品的外观不怎么好看。还有使用电烙铁时也遇到许多的问题：烙铁头会变黑、焊接是把元件烧坏、焊接的外观不好看、虚焊等等这些问题我们都遇到过。第二阶段：实践与检测，刚接上220V的交流电前，我们对自己的作品欠缺那么一点信心，不感接上。通过老师的鼓励与检测，我们最终还是完成了接电过程。最后用万用表测得电压为4.92V，基本上符合项目要求。第三阶段：后期制作项目报告与项目答辩阶段，由于在之前的制作是没有及时记录有关的活动以及事件、照片等。搞到后期的项目报告制作起来缺乏资料难以完成。总结：总得来说，们也达到了项目的目的：加强团队合作的能力与精神以及个人的动手动脑能力。但与此同时我们也暴露出了一些问题，组员在遇到问题时与同伴的沟通较少，也没能冷静的解决问题、知识