CN206878491U

CN206878491U - 一种基于智能切换充电模式的手机充电器

Info

Publication number: CN206878491U
Application number: CN201720465369.9U
Authority: CN
Inventors: 郝若华; 范林林; 吴露
Original assignee: Shaanxi Shang Shang Mdt Infotech Ltd
Current assignee: Shaanxi Shang Shang Mdt Infotech Ltd
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-01-12
Anticipated expiration: 2027-04-28

Abstract

本实用新型是以单片机和充电芯片为核心来构建的一种基于智能切换充电模式的手机充电器。***硬件模块由单片机控制模块、电压转换模块及光耦合隔离电路模块、充电控制模块组成。电压转换电路将220V的交流电转换为适用于手机充电电路的电压，信号经由光耦电路放大并传递给单片机控制电路，在充电芯片与外部单片机电路的共同作用下，实现预充、快充、满充、断电、报警等充电过程。单片机控制输出控制光耦器件，在需要的时候可以及时关断充电电源。同时单片机控制蜂鸣器的工作状态，在充满以及过充状态下蜂鸣器报警，提醒用户及时取出电池。

Description

一种基于智能切换充电模式的手机充电器

技术领域

本实用新型属于单片机控制领域，尤其涉及一种基于智能切换充电模式的手机充电器。

背景技术

作为人类通讯史上的重大发明，手机的发展已经经历了十几个年头。而智能手机的迅猛发展，可以说是手机发展历程中的一个非常重要的里程碑。智能手机不仅可以实现短信、通话的功能，更重要的是智能手机可以实现用户随时随地上网的需求，实现更多智能化的应用。智能手机的迅猛发展促进了电池技术的更新换代。其中锂离子电池以高能量密度、高内阻、高电池电压、高循环次数、低自放电率等特性，脱颖而出，正在占领市场。

而在电池技术无法在短时间有质的变化的今天，追求更高效更便捷的充电方式成为了现在电子市场追求的核心。市面上普遍存在的充电器，常采用恒流充电模式，导致造成锂电池过充而造成一系列危险。偷工减料的存在，让充电器所附的放电设备质量分歧，容易导致电池过热，电池过放电以及漏电现象，不仅损害电池的寿命，而且会危害人体。

因此，设计一款真正由微电脑控制单片机的控制，且价格低廉的智能控制充电器，成为了各厂家努力的方向。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能切换充电模式的手机充电器，旨在解决现存充电器存在的过充及发热问题，保护电池，提高电池的使用寿命，绿色环保。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于智能切换充电模式的手机充电器，包括：电源模块，稳压转换模块，光耦隔离电路模块，充电控制模块，单片机控制模块以及蜂鸣器；其中所述稳压转换模块的输入端连接电源模块，输出端连接所述光耦隔离电路模块，所述光耦隔离电路模块的输出端连接充电控制模块与单片机控制模块，所述单片机控制模块的输出端连接光耦控制模块、充电控制模块以及蜂鸣器，所述充电控制模块的输出端连接充电电池。

进一步根据本实用新型所述的基于智能切换充电模式的手机充电器，所述单片机控制模块的核心器件为AT89C51芯片；所述AT89C51芯片的引脚3控制发出报警音，引脚3与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接蜂鸣器的引脚1，蜂鸣器的引脚2与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚4相连；所述AT89C51芯片的引脚9与电容C3的负极，开关S1 的一端以及电阻R1的一端相连，电容C3的正极接经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源，开关S1的另一端也接经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源，电阻R1的另一端接地；所述AT89C51芯片的引脚12与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚2相连；所述AT89C51芯片的引脚18接晶振Y1的一端和电容C1的一端，电容C1另一端接地；引脚19接晶振Y1的另一端和电容C2的一端，电容C2 的另一端接地；引脚20接地；所述AT89C51芯片的引脚21与所述稳压转换及光耦隔离电路模块中的6N137芯片的引脚2相连，控制光耦器件，在需要的时候可以及时关断充电电源；所述AT89C51芯片的引脚22与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚3相连；所述 AT89C51芯片的引脚31接经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源；所述AT89C51芯片的引脚40与电容C4和所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源相连，电容C4的另一端接地。

进一步根据本实用新型所述的基于智能切换充电模式的手机充电器，所述稳压转换模块的核心器件为LM7805芯片，光耦隔离电路模块使用的核心器件为6N137芯片；所述LM7805 芯片的引脚1连接经转换而来的12V电源，以及电容C5的一端，电容C5的另一端接地；所述LM7805芯片的引脚2接地；所述LM7805芯片的引脚3将转换后得到的5V电压输入给光耦隔离电路，所述LM7805芯片的引脚3接所述6N137芯片的引脚8和电容C6的一端，电容C6的另一端接地；所述6N137芯片的引脚2与所述单片机控制模块中所述的AT89C51 芯片的引脚21相连；所述6N137芯片的引脚4接地；引脚5接电容C8的一端，电容C8的另一端接地；所述6N137芯片的引脚6输出经过隔离的5V电源；所述6N137芯片的引脚8 接所述LM7805芯片的引脚3和电容C7的一端，电容C7的另一端接地。

进一步根据本实用新型所述的基于智能切换充电模式的手机充电器，所述充电控制模块的核心器件为MAX1898芯片；所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源与红色发光二极管D2的正极相连，红色发光二极管D2的负极与电阻R3的一端相连，电阻 R3的另一端接地，红色发光二极管D2发光表示电源接通；所述MAX1898芯片的引脚1与经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源、电容C9的一端、绿色发光二极管D1的正极和电容C10的一端相连，电容C9的另一端接地，电容C10的另一端与三极管Q1的基极相连；所述MAX1898芯片的引脚2与绿色发光二极管D1的负极相连，绿色发光二极管D1发光表示处于充电状态，绿色发光二极管D1熄灭表示电已充满，且引脚2 与74LS04芯片的引脚1相连；所述MAX1898芯片的引脚4与电阻R4的一端相连，电阻R4 的另一端接地；在中断中，如果判断出充电完毕，则单片机将通过引脚21控制光耦6N137，切断LM7805芯片向MAXl898芯片的供电，从而保证芯片和电池的安全，同时也减小功耗；当电池充满后，MAXl898芯片本身会熄灭外接的LED绿灯；但是，为了安全起见，单片机在检测到充满状态的脉冲后，不仅会自动切断MAXl898芯片的供电，而且会通过蜂鸣器报警，提醒用户及时取出电池，当充电出错时，MAXl898芯片本身会控制LED绿灯以1.5Hz左右的频率闪烁，此时不要切断芯片的供电，要让用户一直看到此提示；所述MAX1898芯片引脚5与电容C11的一端相连，电容C11的另一端接地；引脚6接地；引脚7与电容C12的正极、二极管D3的负极和充电电池相连，电容C12的负极接地，二极管D3的正极与三极管 Q1的集电极相连；引脚8接地；引脚9接三极管Q1的基极；引脚10与三极管Q1的发射极相连；所述74LS04芯片的引脚2与所述单片机控制模块中的AT89C51芯片的引脚12相连，触发外部中断；74LS04芯片的引脚3与所述单片机控制模块中的AT89C51芯片的引脚22相连；74LS04芯片的引脚4与蜂鸣器的引脚2相连；74LS04芯片的引脚7接地；74LS04芯片的引脚14接经所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源，芯片J1的引脚 1接地，引脚2接充电电池。

进一步根据本实用新型所述的基于智能切换充电模式的手机充电器，所述电源模块， 220V生活用电经过变压器转换为12V，二极管VD1的负极与VD2的正极和二极管VD3的正极相连，二极管VD4的正极与二极管VD3的负极和二极管VD2的负极相连，构成桥式整流电路；12V电压的一端与二极管VD1的负极和二极管VD2的正极相连，另一端与二极管 VD3的负极和二极管VD4的正极相连；电容C13的负极与二极管VD1的正极和二极管VD3 的正极相连，电容C13的正极与二极管VD2的负极和二极管VD4的负极相连；电容C13的正极与电容C14的一端以及LM7805芯片的输入端相连，电容C14的另一端接地；LM7805 芯片的GND端接地，LM7805芯片的Vout端接电容C15的正极和电容C16的一端，并输出 5V电压，电容C15的负极接地，电容C16的另一端接地。

本实用新型与现在技术相比，其有益效果在于：

1.本实用新型采用充电芯片与单片机共同控制，以对单节锂离子电池进行安全有效的快充，其最大特点是在不使用电感的情况下仍能做到很低的功效耗散，可以实现预充电，具有过压保护和温度保护功能，最长充电时间限制为锂离子电池提供二次保护。

2.本实用新型具有电池电压检测功能。专用的充电芯片具备ΔV检测方式，可以检测出电池充电饱和时发出的电压变化信号，比较精确地结束充电工作。通过单片机对这些芯片的控制，可以实现充电过程的智能化，缩短充电的时间，同时能够维护电池，延长电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的***设计方框图；

图2是本实用新型的单片机控制模块；

图3是本实用新型的稳压转换模块及光耦隔离电路模块；

图4是本实用新型的充电控制模块；

图5是本实用新型的电源模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型包括电源模块，稳压转换模块，光耦隔离电路模块，充电控制模块，单片机控制模块以及蜂鸣器。其中所述稳压转换模块的输入端连接电源模块，输出端连接所述光耦隔离电路模块，所述光耦隔离电路模块的输出端连接充电控制模块与单片机控制模块，所述单片机控制模块的输出端连接光耦控制模块、充电控制模块以及蜂鸣器等报警设备，所述充电控制模块的输出端连接充电电池。

如图2所示，本实用新型选用的单片机控制模块的核心器件为AT89C51芯片。所述AT89C51芯片的引脚3控制发出报警音，引脚3与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接蜂鸣器的引脚1，蜂鸣器的引脚2与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚4相连；所述AT89C51芯片的引脚9与电容C3的负极，开关S1的一端以及电阻R1的一端相连，电容C3 的正极经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源，开关S1的另一端也接经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源，电阻R1的另一端接地；所述AT89C51芯片的引脚12与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚2相连；所述AT89C51芯片的引脚18接晶振Y1的一端和电容C1的一端，C1另一端接地；引脚19接晶振Y1的另一端和电容C2的一端，C2的另一端接地；引脚20接地；所述AT89C51芯片的引脚21与所述稳压转换及光耦隔离电路模块中的6N137芯片的引脚2相连，控制光耦器件，在需要的时候可以及时关断充电电源；所述AT89C51芯片的引脚22与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚3相连；所述AT89C51芯片的引脚31接经所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源；所述AT89C51芯片的引脚40与电容C4和所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源相连，C4的另一端接地。

如图3所示，本实用新型的稳压转换模块的核心器件为LM7805芯片，光耦隔离电路模块使用的核心器件为6N137芯片。所述LM7805芯片的引脚1连接经转换而来的12V电源，以及电容C5的一端，C5的另一端接地；所述LM7805芯片的引脚2接地；所述LM7805芯片的引脚3将转换后得到的5V电压输入给光耦隔离电路，所述LM7805芯片的引脚3接所述6N137芯片的引脚8和电容C6的一端，C6的另一端接地。所述6N137芯片的引脚2与所述单片机控制模块中所述的AT89C51芯片的引脚21相连；所述6N137芯片的引脚4接地；引脚5接电容C8的一端，C8的另一端接地；所述6N137芯片的引脚6输出经过隔离的5V 电源，向其他模块供电；所述6N137芯片的引脚8接所述LM7805芯片的引脚3和电容C7 的一端，C7的另一端接地。

如图4所示，本实用新型的充电控制模块的核心器件为MAX1898芯片。所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源与红色发光二极管D2的正极相连，D2的负极与电阻R3的一端相连，R3的另一端接地，D2发光表示电源接通；所述MAX1898芯片的引脚1与经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源、电容C9的一端、绿色发光二极管D1的正极和电容C10的一端相连，电容C9的另一端接地，电容C10的另一端与三极管Q1的基极相连；所述MAX1898芯片的引脚2与绿色发光二极管D1的负极相连，D1发光表示处于充电状态，D1熄灭表示电已充满，且引脚2与74LS04芯片的引脚1 相连；所述MAX1898芯片的引脚4与电阻R4的一端相连，R4的另一端接地；在中断中，如果判断出充电完毕，则单片机将通过引脚21控制光耦6N137，切断LM7805向MAXl898 的供电，从而保证芯片和电池的安全，同时也减小功耗。当电池充满后，MAXl898芯片本身会熄灭外接的LED绿灯。但是，为了安全起见，单片机在检测到充满状态的脉冲后，不仅会自动切断MAXl898芯片的供电，而且会通过蜂鸣器报警，提醒用户及时取出电池。当充电出错时，MAXl898芯片本身会控制LED绿灯以1.5Hz左右的频率闪烁，此时不要切断芯片的供电，要让用户一直看到此提示。所述MAX1898芯片引脚5与电容C11的一端相连，C11 的另一端接地；引脚6接地；引脚7与电容C12的正极、二极管D3的负极和充电电池相连，电容C12的负极接地，二极管D3的正极与三极管Q1的集电极相连；引脚8接地；引脚9 接三极管Q1的基极；引脚10与三极管Q1的发射极相连。所述74LS04芯片的引脚2与所述单片机控制模块中的AT89C51芯片的引脚12相连，触发外部中断；74LS04芯片的引脚3与所述单片机控制模块中的AT89C51芯片的引脚22相连；74LS04芯片的引脚4与蜂鸣器的引脚2相连；74LS04芯片的引脚7接地；74LS04芯片的引脚14接经所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源。J1芯片的引脚1接地；引脚2接充电电池。

进一步的，本实用新型的充电控制模块所用的三极管Q1的型号为PNP型9012管。

图5是本实用新型的电源模块。220V生活用电经过变压器转换为12V，二极管VD1的负极与VD2的正极和二极管VD3的正极相连，二极管VD4的正极与二极管VD3的负极和二极管VD2的负极相连，构成桥式整流电路；12V电压的一端与二极管VD1的负极和二极管VD2的正极相连，另一端与二极管VD3的负极和二极管VD4的正极相连；电容C13的负极与二极管VD1的正极和二极管VD3的正极相连，电容C13的正极与二极管VD2的负极和二极管VD4的负极相连；电容C13的正极与电容C14的一端以及LM7805芯片的输入端相连，电容C14的另一端接地；LM7805芯片的GND端接地，LM7805芯片的Vout端接电容 C15的正极和电容C16的一端，并输出5V电压，电容C15的负极接地，电容C16的另一端接地。

本实用新型是以单片机AT89C51芯片和充电芯片MAX1898为核心，通过电源转换模块将220V的交流电转换为12V电压，再通过稳压转换为5V电压，信号经由光耦电路隔离放大并传递给单片机控制电路和充电控制电路，在充电芯片与外部单片机电路的共同作用下，实现预充、快充、满充、断电、报警等充电过程。单片机控制光藕器件，在需要的时候可以及时关断充电电源。同时单片机控制蜂鸣器的工作状态，在充满以及过充状态下蜂鸣器报警，提醒用户及时取出电池。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims

1.一种基于智能切换充电模式的手机充电器，其特征在于，包括：电源模块，稳压转换模块，光耦隔离电路模块，充电控制模块，单片机控制模块以及蜂鸣器；其中所述稳压转换模块的输入端连接电源模块，输出端连接所述光耦隔离电路模块，所述光耦隔离电路模块的输出端连接充电控制模块与单片机控制模块，所述单片机控制模块的输出端连接光耦控制模块、充电控制模块以及蜂鸣器，所述充电控制模块的输出端连接充电电池。

2.根据权利要求1所述的基于智能切换充电模式的手机充电器，其特征在于，所述单片机控制模块的核心器件为AT89C51芯片；所述AT89C51芯片的引脚3控制发出报警音，引脚3与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端接蜂鸣器的引脚1，蜂鸣器的引脚2与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚4相连；所述AT89C51芯片的引脚9与电容C3的负极，开关S1的一端以及电阻R1的一端相连，电容C3的正极接经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源，开关S1的另一端也接经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源，电阻R1的另一端接地；所述AT89C51芯片的引脚12与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚2相连；所述AT89C51芯片的引脚18接晶振Y1的一端和电容C1的一端，电容C1另一端接地；引脚19接晶振Y1的另一端和电容C2的一端，电容C2的另一端接地；引脚20接地；所述AT89C51芯片的引脚21与所述稳压转换及光耦隔离电路模块中的6N137芯片的引脚2相连，控制光耦器件，在需要的时候可以及时关断充电电源；所述AT89C51芯片的引脚22与所述充电控制模块中的74LS04芯片的引脚3相连；所述AT89C51芯片的引脚31接经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源；所述AT89C51芯片的引脚40与电容C4和所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源相连，电容C4的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的基于智能切换充电模式的手机充电器，其特征在于，所述稳压转换模块的核心器件为LM7805芯片，光耦隔离电路模块使用的核心器件为6N137芯片；所述LM7805芯片的引脚1连接经转换而来的12V电源，以及电容C5的一端，电容C5的另一端接地；所述LM7805芯片的引脚2接地；所述LM7805芯片的引脚3将转换后得到的5V电压输入给光耦隔离电路，所述LM7805芯片的引脚3接所述6N137芯片的引脚8和电容C6的一端，电容C6的另一端接地；所述6N137芯片的引脚2与所述单片机控制模块中所述的AT89C51芯片的引脚21相连；所述6N137芯片的引脚4接地；引脚5接电容C8的一端，电容C8的另一端接地；所述6N137芯片的引脚6输出经过隔离的5V电源；所述6N137芯片的引脚8接所述LM7805芯片的引脚3和电容C7的一端，电容C7的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的基于智能切换充电模式的手机充电器，其特征在于，所述充电控制模块的核心器件为MAX1898芯片；所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源与红色发光二极管D2的正极相连，红色发光二极管D2的负极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端接地，红色发光二极管D2发光表示电源接通；所述MAX1898芯片的引脚1与经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源、电容C9的一端、绿色发光二极管D1的正极和电容C10的一端相连，电容C9的另一端接地，电容C10的另一端与三极管Q1的基极相连；所述MAX1898芯片的引脚2与绿色发光二极管D1的负极相连，绿色发光二极管D1发光表示处于充电状态，绿色发光二极管D1熄灭表示电已充满，且引脚2与74LS04芯片的引脚1相连；所述MAX1898芯片的引脚4与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端接地；在中断中，如果判断出充电完毕，则单片机将通过引脚21控制光耦6N137，切断LM7805芯片向MAXl898芯片的供电，从而保证芯片和电池的安全，同时也减小功耗；当电池充满后，MAXl898芯片本身会熄灭外接的LED绿灯；但是，为了安全起见，单片机在检测到充满状态的脉冲后，不仅会自动切断MAXl898芯片的供电，而且会通过蜂鸣器报警，提醒用户及时取出电池，当充电出错时，MAXl898芯片本身会控制LED绿灯以1.5Hz左右的频率闪烁，此时不要切断芯片的供电，要让用户一直看到此提示；所述MAX1898芯片引脚5与电容C11的一端相连，电容C11的另一端接地；引脚6接地；引脚7与电容C12的正极、二极管D3的负极和充电电池相连，电容C12的负极接地，二极管D3的正极与三极管Q1的集电极相连；引脚8接地；引脚9接三极管Q1的基极；引脚10与三极管Q1的发射极相连；所述74LS04芯片的引脚2与所述单片机控制模块中的AT89C51芯片的引脚12相连，触发外部中断；74LS04芯片的引脚3与所述单片机控制模块中的AT89C51芯片的引脚22相连；74LS04芯片的引脚4与蜂鸣器的引脚2相连；74LS04芯片的引脚7接地；74LS04芯片的引脚14接经过所述稳压转换及光耦隔离电路模块转换后经过隔离的5V电源，J1芯片的引脚1接地，引脚2接充电电池。

5.根据权利要求1所述的基于智能切换充电模式的手机充电器，其特征在于，所述电源模块，220V生活用电经过变压器转换为12V，二极管VD1的负极与VD2的正极和二极管VD3的正极相连，二极管VD4的正极与二极管VD3的负极和二极管VD2的负极相连，构成桥式整流电路；12V电压的一端与二极管VD1的负极和二极管VD2的正极相连，另一端与二极管VD3的负极和二极管VD4的正极相连；电容C13的负极与二极管VD1的正极和二极管VD3的正极相连，电容C13的正极与二极管VD2的负极和二极管VD4的负极相连；电容C13的正极与电容C14的一端以及LM7805芯片的输入端相连，电容C14的另一端接地；LM7805芯片的GND端接地，LM7805芯片的Vout端接电容C15的正极和电容C16的一端，并输出5V电压，电容C15的负极接地，电容C16的另一端接地。