高效率移动电源设计与研究

I学科分类号本科生毕业论文(设计)题目（中文）：高效率移动电源设计与研究（英文）：TheDesignandResearchofhighefficiencymobilepowersupply学生姓名：叶剑学号：系别：专业：指导教师：起止日期：年月日II怀化学院本科毕业论文(设计)诚信声明作者郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计)，是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。本声明的法律结果由作者承担。本科毕业论文（设计）作者签名：年月日I目录1绪论.................................................错误!未定义书签。1.1本课题研究背景............................错误!未定义书签。1.2本课题研究的目的和意义...................................21.3本课题研究的总体思路.....................................21.4本课题研究的主要任务.....................................22移动电源的研究和分析...............................................32.1移动电源的定义............................................32.2移动电源的适用范围........................................32.3移动电源的工作原理........................................42.3.1移动电源的电芯........................................42.3.2升压系统………………………………………………………………………………………………………52.3.4电池管理系统……………………………………………………………………………………………53硬件系统电路设计....................................................63.1ZS6366芯片介绍………………………………………………………………………………………………63.2硬件设计……………………………………………………………………………………………………………114电路总结…………………………………………………………………………………………………………………………………154.1充电管理………………………………………………………………………………………………………………………154.2升压功能………………………………………………………………………………………………………………………164.3保护功能………………………………………………………………………………………………………………………174.4电池电量智能显示功能…………………………………………………………………………………………184.5手电筒功能……………………………………………………………………………………………………………………184.6系统其他控制功能……………………………………………………………………………………………………184.7硬件电路元件清单……………………………………………………………………………………………………175电路测试…………………………………………………………………………………………………………………………………186结论与展望..........................................................187结束语………………………………………………………………………………………………………………………………………19致谢.................................................................19参考文献..............................................................20I高效率移动电源的设计与研究摘要截止2014年5月，中国智能手机用户数已达到3.52亿人。这充分表明了智能手机已经成为我们日常生活中必不可少的工具。我们拨打电话，听歌、上网、看电影、导航、记事等等都需要用到它，尤其在目前3G和wifi等畅通的网络环境下，智能手机俨然已经成为了生活中的“万能侠”。不过就是这样的“万能侠”也有着致命的弱点：就是“电量不足”，这也是智能手机高速发展至今的一个技术瓶颈，而移动电源的出现恰恰成智能手机的最佳后盾。目前不少智能手机的用户，都会配备一个移动电源，以备不时之需。本文主要完成对移动电源进行硬件。硬件部分，本设计采用ZS6366移动电源专用管理IC，集成了锂电池充电管理，DC-DC升压限流，电池电量显示，LED手电筒状态及按键控制为一体的便携式电源管理IC。关键词移动电源;ZS6366TheDesignandResearchofhighefficiencymobilepowersupplyAbstractAsofMarch2014,thenumberofsmartphoneusersinChinahasreached352million.Thisfullyshowsthatthesmartphonehasbecomeanindispensabletoolinourdailylives.Call,listeningtomusic,Internet,watchingmovies,navigation,Notepad,etc.needtouseit,especiallyin3Gandwifiopennetworkenvironment,thesmartphoneseemstohavebecomealifeGetterRobo.ButisthisMazingerhasafatalweakness:lowbattery,whichisthesmartphonerapiddevelopmentofatechnicalbottlenecksincepreciselytheemergenceofmobilepowerintothebestsmartphonebacking.Atpresentmanysmartphoneusers,willbeequippedwithamobilepower,toprepareforcontingencies.Thisthesiscompletedthehardwareandsoftwaredesignofmobilepower.KeywordsMobilepowersupply;theZS636611绪论1.1本课题研究背景随着全球经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，随身携带式的电子产品也越来越多，如笔记本电脑、平板电脑、手机、数码相机、摄像机、便携式DVD、PDA、MP3、MP4、GPS、保暖设备、医疗保健设备等。它们都要用到电池，但这些设备的原配电池都会因为电池容量低而不能满足设备的正常使用时间。当出差或旅游时又是这些设备的工作高峰期，经常在关键时刻电池没有电了，特别是在手机正在打电话时，数码相机正在拍照时，PSP游戏机玩的正起劲时，PDA正在工作时等等，让您感觉很无奈和无助。而您也不可能把每种设备都配一个备用电池，不但成本高而且也不方便。基于此，为了解决人们的这种烦恼问题，移动电源应运而生。移动电源最早出现在2001年的CES展览上，那时只是在CES沙摊馆的一地摊似的展览位上，是一个留学生用几节AA电池再带一个控制电路而拼凑起来的。当时这个不起眼的东西，因它能在任何地方给数码产品充电而引起许多参展商的关注。被探子们发现后，许多人士跟风而上，大有要把盏这个新产品----移动电源大炒一把之势。移动电源概念是随着2012年数码产品的普及和快速增长而发展起来的，其定义就是方便易携带的大容量随身电源。从2012年起数码产品功能日益多样化，使用也更加频繁，如何提高数码产品使用时间,发挥其最大功用的问题就凸显重要了。移动电源，就是针对并解决这一问题的最佳方案。拥有一块电源,就可以在移动状态中随时随地为多种数码产品提供电能(供电或充电)。移动电源一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以给手机等数码设备随时随地充电或待机供电。一般由锂电芯或者干电池作为储电单元。区别于产品内部配置的电池，也叫外挂电池。一般配备多种电源转接头，通常具有大容量、多用途、体积小、寿命长和安全可靠等特点，是可随时随地为手机、数码相机、MP3、MP4、PDA、掌上电脑、掌上游戏机等多种数码产品供电或待机充电的功能产品。移动电源的安全性也是一直以来受到人们重视的问题，然而在市场杂乱无章的情况下移动电源的不安全因素也是越来越多的。移动电源一定要具备：短路、过充、过放、恒流、恒压等保护措施，还应有高性能电源管理技术。1.2本课题研究的目的与意义2锂离子电池是一种应用广泛的可充电电池，它具有单体工作电压高、体积小、重量轻、能量密度高、循环使用寿命长，可在较短时间内快速充足电以及允许放电温度范围宽等优点。此外，锂离子电池还有自放电电流小、无记忆效应和无环境污染等优点。但是，锂电池也是极其脆弱的，对锂电池过充、过放、过电流及短路都会对其造成不可逆转的损害。因此，我们需要对其充放电过程进行全面的保护。有了移动电源可以解决众多移动设备的电源供给问题，从而彻底解决缺电之苦，使工作和旅游无忧无虑。市面上有的产品容量高，单机容量可达14000mAh到20000mAh，智能电量指示，一般采用聚合物锂离子电芯，广泛用于5V的设备。1.3本课题研究的总体思路锂电池一般不宜采用全过程恒流充电方式，用开关方式对电池进行涓流/恒流/恒压三段式充电。当电池电压低于3V时进行涓流充电。当电池电压高于3V时进行恒流充电；当电池电压接近4.2V时进行恒压充电，此时充电电流开始逐渐减小，当电流减小到恒流充电电流的1/10时，4个LED灯全部常亮，指示电池已经充饱。充饱时，芯片可选择电流进一步减小到零，电压系统中设计有完备的过流过压保护，避免因电池过度充电而损坏，并且充电器采用模块式结构和USB接口，可对手机、MP3、摄像机等多种数码产品充电。文中介绍设计的移动电源，与普通的手机充电器相比，它的特殊之处除了智能充电管理外，充分利用升压电路的智能性，设有完备的电压电流检测保护电路，并通过LED显示电路的状态，以LED的亮灭变化表示电池电量。还具备手电筒功能，这种便捷的移动电源几乎可以在任何地方补充电力，从而获得通信的自由。1.4本课题研究的主要任务结合系统设计的总体思路和任务要求，我设计了一种基于多功能高性能的移动电源。查阅相关资料，完成系统整体电路设计，并完成调试。在预期的时间内，满足系统的要求。具备充电电路使用降压方式，放电电路可使用升压方式，带有电量指示，对电池有防止过充、过放及输出断路等保护，适用于手机便携充电，成本低、实用性较强、体积小和续航能力强等特点。2移动电源的研究和分析2.1移动电源的定义移动电源一种集储电、供电和充电功能于一体的便携电池充电器。可以给3手机、平板电脑、相机等数码设备随时随地充电或待机供电。有于技术不段发展，新的功能应用也逐步增加，如LED照明。太阳能电池技术的融合等一般由锂电芯电池、太阳能电池或者干电池作为储电单元。区别于产品内部配置的电池，移动电源，也叫“外挂电池”、“外置电池”、“后备电池”、“数码充电伴侣”、“充电棒”、“充电宝”，由于适应多种产品所以一般配备多种电源充电转接头，通常具有大容量、多用途、体积小、寿命长和安全可靠等特点，是可随时随地为手机、MP3、MP4、PD