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手機電池的修復儀誕生背景： 當代社會發展的需要，幾乎人人都在使用手機，手機已經成為我們離不開的一項生活用品。而人們在頻繁的使用中，逐漸發現手機電池并不能達到我們的使用要求，經常在使用一段時間后就出現充不進去電，放電時間變短的情況。一塊剛充好的電池，沒用多久就沒電了，從而一種修復手機電池的修復儀就誕生了。 設計原理 (一)手機電池的介紹 現在一般手機電池中均采用的為鋰離子電池。主要因為鋰離子電池是鋰離子(Li-Ion)和鋰聚合物(Li-Pol)，電池具有重量輕，容量大，內阻小的特點。但是我們需要按照它的特性來進行充電，否則對其損壞會很大，它的可充電次數也會大大折扣。 鋰離子在充電過程中需要注意不能過充電和過放電，它有自身的最低電壓和最高電壓，一般最低電壓在2.2V到2.3V之間，最高電壓在4.2V到4.3V之間，所以我們在設計電路時需要注意設置放電終止電壓和充電終止電壓。 (二)設計思路 該設計電路主要分為放電和充電兩個階段。一般的充電器只是對電池進行簡單的充電，而該修復儀多了一個放電過程。 放電階段主要是先將電池中的殘余電量徹底放掉，并且使其電壓達到放電終止值。放電階段主要注意放電電壓終止值的設置，如果對電池進行過放電，將對電池造成很大損壞。 充電階段我們與一般的充電器又有所不同，采用的是頻率在周期性變化的脈沖信號對電池進行充電。主要考慮到脈沖信號可將電池中的化學物質逐漸激活，使電池達到出廠時的效果。同樣，在充電時也不能超過充電電壓終止值，過充電也有可能對電池造成永久性損壞。 制作過程 (一)放電電路的設計 1、設計要求 ①放電電流一般可取電池額定容量的0.2倍。 ②必須準確掌握放電終止電壓，以免因過放電而損傷電池。 ③以手動方式對放電進行啟、停控制。 2、設計要點 ①電池放電至終止電壓時，應自動斷開放電回路或自動轉入充電狀態。 ②便于對放電工作狀態的監控。 以下為放電電路設計思路圖： 圖1 放電電路圖 驅動電路部分可由兩個繼電器構成一個自鎖電路，放電結束時，開關自動斷開，轉入到充電部分。 (二)充電電路的設計 1、設計指標 ①可調恒流充電，最大充電電流500mA。 ②放電結束時，自動轉入恒流充電狀態。 ③充電至充電終止電壓時，恒流電路停止工作，并鎖定“充電結束”狀態。 2、設計要點 ①運用電壓比較器監測電池電壓，保證至充電終止電壓時，能及時關斷充電電流并鎖定“充電結束”狀態。 ②自動功能與手動啟、停功能兼備。 充電電路與脈沖信號結合，對電路進行充電。這里的脈沖信號可用555定時器來實現，用3個555來構成一個頻率在周期變化的脈沖信號。電路圖如圖。 整個電路的連接需要有一個邏輯關系，可用與非門來實現，在設計中，我們采用了4012四相輸入與非門。 脈沖信號電路圖 (三)設計邏輯思路 1、放電電路邏輯關系 A點電位在放電狀態時為低電位，充電狀態時為高電位。此點電位我們暫且記錄下。 2、充電電路邏輯關系 充電電路邏輯關系圖 可見，B點電位在放電狀態時為低電位，充電狀態時為高電位，與A點電位相同。由此我們將這兩點電位接入到與非門的輸入端。 3、總體邏輯關系 將A、B兩點與脈沖信號均接入與非門的輸入端，再經一個非門輸出信號。這樣，就可構成了一個邏輯關系。如表1。接到電池兩端，這里可以用一個開關TWH8778來連接。 表1：輸出信號邏輯關系 其他電路部分，主要有電源控制部分，可采用整流、濾波、穩壓將交流信號轉換為我們需要的直流電源。充電電流可采用恒流源充電。 該設計中所用到的電路和器件均為我們常見電路，對現在電類專業的學生很有幫助，可通過此類電子制作，鞏固專業知識，加強對各部分電路的理解和各器件的性能及使用方法。 針對鋰離子電池的修復儀在今后發展中是必不可少的，因為鋰離子電池環保、節能的特點，它將是今后發展中的重點，很多家用電器產品都將逐步采用鋰離子電池。 另外，該充電器還可經過改造對鎳鎘電池或是鎳氫電池進行充電，可將其功能再進一步擴展，還留有很大的思考空間。 |
