【万能快捷智能充电器的创新设计与研究2400字】

万能快捷智能充电器的创新设计与研究目录TOC\o"1-2"\h\u9002万能快捷智能充电器的创新设计与研究 11188引言 18678一、万能快捷智能充电器的构架思路 217022二、充电接口快换功能的实现 332589三、万能快捷智能充电器的整体结构和重量设计 35646四、结语 412141参考文献 4摘要:为了研究具有输出电压调节、主动热量耗散、充电接头便捷替换的万能快捷智能充电器，结合单片机AT80C52、电机驱动芯片ULN2003A、变换器DCDC、温度传感器DS18B20的特点设计控制电路，选用内置微型风扇和在壳体上预置进出风口的方式，在充电器工作温度高于预设温度阈值的条件下能够自动进行风力散热，同时利用LMO16液晶显示屏实时显示输出电压或当前温度数据，通过磁吸式结构和单片机控制下的变换器电压调节，能够完成不同充电电压移动设备间的充电，实现不同充电接口的快速转换。万能快捷智能充电器重量较轻、外部轮廓较小、携带方便，具有一定的实用价值。关键词:充电器；磁吸式；万能快捷引言随着便携式电子设备行业的快速发展，智能手机、平板等电子设备也随之得到快速普及。为了增加便携移动式电子设备的续航效果，常常也会增大充电器的功率。伴随着充电器功率的增大也次生了发热量增加“等不利因素，现有技术中很多手机充电器在充电过程中发热过量导致其外壳温度过高，甚至比较烫手。充电器工作时的较高温度容易加快电子元器件的老化，带来了一定的安全风险。不同移动设备的充电接口不尽相同，30pin、Microusb、lightning、Type-c是目前常用移动设备上最常见的四种接口形式。过多的充电口配置也给用户充电器的日常携带造成了困扰。近年来，许多专家学者对不同形式的充电器原理及其性能进行了研究，这些研究分别通过无线充电技术、光致前体方法、快速响应和长循环寿命控制分析了使用不同充电器充电条件下电源传输效率，电荷转移速度、存储和释放电量之间的相互关系。后来，有人研究了全桥LLC谐振变换器拓扑、双三相PMSM，设计了额定电压范围内充电时的功率控制策略，但目前针对输出电压手动调节、温度超标后热量主动耗散、充电接头便捷替换的万能快捷智能充电器的设计研究还比较少见。立足当前技术不足的情况，通过在壳体上设置多个通风口，在现有充电器的基础上增加散热组件，提升充电器的散热功能，利用温度传感器将检测到的充电控制板温度数据发送至微控制器中，经微控制器驱动内置在壳体中的风扇电机转动，运用显示屏交互充电器的工作状态,添加DCDC变换器进行不同移动设备所需电压间的充电转换，为不同负载的移动设备使用单一充电器进行额定条件下的安全充电提供了可能，采用磁吸形式的接头实现了多项快捷接头的替换,为充电器的降温安全驱动和万能接头转换条件下的快速充电提出了一种新的方法。一、万能快捷智能充电器的构架思路为了实现万能快捷智能充电，采用如下构架思路:在充电器的壳体上设置多个通风口，充电器壳体内设置充电控制板，充电控制板上设置温度传感器和微控制器，温度传感器与微控制器连接，用于将检测到的充电控制板的温度数据发送至微控制器中，微控制器通过电机驱动电路与风扇的电机连接，用于驱动内置于壳体中的风扇电机转动，万能快捷智能充电器的具体结构原理如下图1所示。图1万能快捷智能充电器结构原理图如图1所示，实施充电控制的电路板是万能快捷智能充电器的控制核心，其上集成设置有安全电路、功率电路等，外部由保护壳体进行防护。由于充电控制板是充电器壳体内主要发热部件，将温度传感器集成在充电控制板上，可以实时检测充电时的发热温度，在微控制器中预设发热温度阈值，当温度大于该阈值时，微控制器控制风扇启动工作，从而实现风力散热功能。二、充电接口快换功能的实现为了实现不同移动设备充电接口之间的快速转换，采用不同的磁吸接头，将输入电能转为其它不同移动设备、电池的充电电源。磁吸式充电线利用异名磁极相互吸引的特性实现吸附功能，由母端组件和与其同轴的公端组件共同组成。磁吸线两端分别设置磁性物质和磁铁，当两端距离缩小至磁力控制范围以内时，就可以自动对吸充电，用户操作简单方便，其模型结构如图2所示。图4磁吸式充电线结构模型由于使用了磁吸充电器，可以实现不同电子设备与220V电压之间的充电。为了防止移动电子设备的过充现象，使用电压差充电模式，即充电过程中,充电电流的大小与充电器输出电压和充电电池电压的差值负相关，直到两端电压相等时充电电流降低至0，充电过程结束。三、万能快捷智能充电器的整体结构和重量设计以常见充电器外形为例，构建万能快捷充电器外部轮廓，如图3所示。图3万能快捷充电器外部轮廓注:1-进风口;2-出风口;3-USB输出端;4-220V电源接头;5-工作指示灯;6-液晶屏从万能快捷充电器外部轮廓图中可见，所示案例中的充电器外部轮廓主要由置于左侧的进风口1、置于右侧顶部和底部对称分布的出风口2、输出充电电压的USB输出端3、给充电器供电的220V电源接头4、工作指示灯5和液晶屏6组成。当充电器工作状态下内部温度超过预设阈值时，内部风扇工作，带动气流从进风口1进入充电器内部，通过上下两侧对称分布的出风口2流出，实现了内部过高温度的耗散，充电器内腔温度得以控制，在此过程中，工作指示灯5和液晶屏6实时显示充电器当前工作状态。万能快捷充电器外部轮廓和常见充电器区别主要在于进出散热风口和液晶显示器的设置,其余相差不大。四、结语万能快捷智能充电器由实施充电控制的电路板和保护内部电气元件的壳体构成。壳体上设置多个通风口，在充电控制板上设置DS18B20温度传感器和与之相连的AT80C52单片机，用于将检测到的充电控制板温度数据发送至微控制器中。壳体内设置经电机驱动电路与微控制器连接的风扇电机，从而使得内置风扇电机能够在微控制器的调控下进行转动工作。通过增加设置风扇实现了对充电器过多发热量的风力耗散，减少了常见大功率快充充电器散热问题，增强了充电器的安全性能，在一定程度上提高了使用寿命;通过指示灯可以指示风扇的工作状态，向用户做到即时反馈，借助LM016显示屏可以显示输出电压或当前温度的实时数据，方便用户进行实时查看。利用磁吸式结构，解决了不同移动设备充电时接口转换不便的难题。万能快捷智能充电器重量较轻、外部轮廓较小、携带方便，具有一定的实用价值。参考文献[1]陈志椿.基于3D打印技术下电子设备行业的应用研究[J