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1、前言随着手机的普及，手机充电器已经成为现代家庭中常用的电器之一。手机的品牌和型号众多，各种手机充电器形状和接口不同，但它们的原理和功能基本累死，电路结构大同小异。本文就各种简易手机充电器做一下研究。目前市场上的充电器有USB手机充电器、手机万能充电器、太阳能手机充电器、电源适配手机充电器几种。一、USB充电器方案2006年12月,信息产业部正式发布“移动通信手持机充电器及接口技术要求和测试方法”标准,2007年6月14日起,强制执行该标准。该标准将使充电器及手机采用通用串行总线(Univer-salSe
2、rialBusUSB)接口,可实现一线多用,可用于充电,也可用于数据传输。1USB接口手机充电器方案Usb是新型的热插拔式接口,除了丰富的数据通讯功能外,电源还可用于给手机充电。在常见的铿离子电池充电方案中,首选的是恒流恒压(Con-stantCurrentConstantVoltage，CCCV)充电方案。1.1USB接口USB是一种带有电源和地的双向数据端口，USB总线能够为所有类型的低功耗电子设备提供电源。但是,可用电流是受限的。低功率端口提供的电源为4.4V一5.25V、电流为10mA;高功率端
3、口提供的电源为4.75v一5.25v、电流为100mA。图l是USB2.0压降示意图。USB规范定义了1个单位负载为10mA,任何设备允许吸取的最大电流为5个单位负载。由USB主机或带电源的集线器提供的能驱动5个单位负载,电缆外设端的最小可用电压为4.5v。而由USB总线驱动的集线器能驱动1个单位负载,提供的最小电压为4.35V。用这些电压对充电电压典型要求为4.2V的锂电池充电时,只有很小的裕度,这使得充电器的压降变得极为重要。所有接入USB端口的设备必须经过枚举过程,枚举过程完成后,如果主机的电源管
4、理软件允许,则大功率设备可以吸取更大的电流,否则主机将关闭USB端口。1.2手机锂电池CCCV充电方案一个典型的cccv充电曲线如图1所示。充电器必须首先检查电池,以便确定对电池进行快速充电是否安全。如果电池电压低于约2.5v,1c的充电就会对电池造成永久性的损伤。此时,充电器通常是以C/10一c/15巧量级的速率对电池进行涓充,直到其电压上升到规定限。一旦电池通过检查,充电器便以恒定电流始电池充电。如果配备了安全定时器,充电器在启动快速充电的同时还会开启定时器。随着电池电压在恒流充电下的上升,充电器持
5、续提供恒定电流直到电池电压到达恒压(vcv)门限。当电池到达恒压门限时,实际的充电量接近于其容量的40%至70%。为了充满电池,充电器提供一个等于Vcv门限的恒定电压,在此充电阶段,充电电流随着时间逐渐减小,恒定电压一直持续到充电电流降低至c/10一c/15巧,或者安全定时器到时,一个充电过程结束。2USB手机充电器电路目前,许多芯片公司都开发出了USB接口的锂离子电池手机充电IC。LinearTechnology公司推出的单节锂离子电池充电器LTC4062符合USB总线技术规范。图3是用LTC4062
6、设计的USB手机充电器电路。2.1LTC4O62主要性能(l)可以用插头式(AC/DC适配器)电压4.3V一8V或USB端口供电;(2)完善的充电算法:预设浮充电压为4.2V土0.35%,在VRAT>2.9V时,以大电流恒流ICHG=1000/Rporg充电,Ichgmax可达1A;在Vbat<2.9v时,实现涓流编Itrikl=Ichg/10充电;当电池电压接近4.2V时改为恒压充电,至IDET时终止充电;(3)C/5可设定Ichg及Ichg/5充电模式,以满足不同充电电源及电池容量的需要;(4)由T
7、IMER端决定多种终止充电方式:TIMER接Ctimer,定时器控制在T=3Ctimer/0.1uf*h/1时终止充电;TIMER接GND,在充电电流小于设定电流Idet=100/Rdet时终止充电;TIMER接Vcc,用户根据充电状态指示来终止充电;(5)充电过程指示:LED亮表示充电、LED灭表示充电终止,LED闪亮表示电池未装好或有故障。2.2LTC4O62工作原理开机后,充电器检测电池的电压Vbat,若Vbat<2.9V,以Ichg/l0电流作涓流充电;当电池电压升到3V时,涓流充电结束,以设定
8、的Ichg恒流充电;当电池电压Vbat上升约到4.2v时,以恒压4.2V充电,此时充电电流下降,当电池充电电流降到终止充电阀值检测电流Idet。时,终止充电(检测充电电流终止充电方式)。若充电电池的电压Vbat>3V,则直接用Ichg恒流充电,无涓流充电阶段。LTC4062可采用5V插头式电源或USB端口作电源进行充电,若两种电源都接上,则SV插头式电源优先。采用5V插头式电源可提供Ichg=1000/（Rporg//R4）充电电流,在US
