(完整word版)电子制作课程项目手机电池简易万能充电器

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2024年5月17日发(作者：)

(完整word版)电子制作课程项目手机电池简易万能充电器

手机电池简易万能充电器的原理与制作

目前市场上面充斥着形形色色、各式各样的手机电池万能充电器，这里暂且不讨论这些万能充电器的充电效

果如何，以及是否有损电池寿命等问题，因为事实上，有相当一部分人在使用这类万能充电器为手机电池充电.

这些充电器虽然电路简单、成本低廉，但其内部大都采用了一个小型的开关电源电路,对于初学者而言，若能亲

自动手组装一个手机万能充，并绘制其电路、剖析其原理，不失为入门学习开关电源原理的一个好途径。这里介

绍两款廉价、简易的手机电池万能充电器，该类充电器在市面上随处可见，价钱从4元到10几元不等，可以联

系相关小厂购买电路散件套件,价格也仅为4—6元，如图1所示。

一．

跑马灯指示型万能充

图1 廉价的手机万能充电器

图2为该款跑马灯指示型万能充电路原理图,本电路完全根据实物绘制整理。

图2 跑马灯

指示型万能

充

（一）

电路

组成

从原理

图中可知，该

万能充实质

就是一个小

型开关电源

电路，整个电

路大致可分

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为以下几个部分：输入整流滤波电路、开关振荡电路、过压保护电路、次级整流滤波电路、稳压输出电路、自动

识别极性及充电电路、跑马灯充电指示电路等。

（二）

电路基本工作原理

当充电器插到交流电源上后，220V交流电压经D1半波整流、C1滤波，得到约300V左右的直流电压。由 Q1、

T1、R1、R3、R4、R5、C2等元件组成的开关振荡电路将直流转换为高频交流，振荡过程如下：

通电瞬间，+300V电压通过启动电阻R1为开关管Q1提供从无到有增大的基极电流I

B

，Q1集电极也随之产生

从无到有增大的集电极电流I

C

,该电流流经开关变压器T1的1—2绕组，产生上正下负的自感应电动势，同时在

T1的正反馈绕组3-4中也感应出上正下负的互感电动势，该电动势经R3、C2等反馈到Q1的基极，使I

B

进一步增

大,这是一个强烈的正反馈过程：

I

B

↑→I

C

↑→T1（ 1—2、3-4绕组）感应电动势极性→I

B

↑

在这个正反馈的作用下，Q1迅速进入饱和状态，变压器T1储存磁场能量。此后正反馈绕组不断的对电容C2

充电，极性为上负下正,从而使Q1基极电压不断下降,最后使Q1退出饱和状态，T1 1—2绕组的电流呈减小趋势,T1

各绕组的感应电动势全部翻转，此时T1 3—4绕组的感应电动势极性为上负下正，该电动势反馈到Q1的基极后，

使IB进一步减小，如此循环，进入另一个强烈正反馈过程，使Q1迅速截止.随后C2在自身放电及+300V对它的

反向充电的作用下，又使Q1基极电压回升，进入下一轮循环，从而产生周期性的振荡，使Q1工作在不断的开、

关状态下。

在Q1截止期间，T1次级绕组（5-6绕组）感应电动势的极性为上正下负，此时D3导通，该电动势对电容C4

充电,在C4上得到约10V（带负载时约7.6V)左右的直流电压，向负载供电。

在T1正反馈绕组外还设有由D2、C3、Z1组成的过压保护电路，当220V电源电压异常升高导致输出电压也

升高时，过压保护电路中的稳压二极管Z1将反向击穿导通，使开关管停振,输出端无电压,起到保护作用。

Q3的基极在5.1V稳压二极管的作用下，电压稳定在5V左右，Q3发射极电压约为4。2V.Q4-Q7组成能自动

切换极性的充电回路。被充电的手机电池接到U1与U2之间时，当电池极性为如图1所示左负右正的时候,位于

对角线上的Q4与Q6将导通,Q5与Q7截止,充电电流方向如图1中箭头所示;当电池反接时，则Q5与Q7导通、Q4

与Q6截止,充电电流方向与刚才相反.即无论电池极性如何,该电路均能保证按正确的极性为电池充电。

LED7为电源指示灯，充电器插上220V交流电时，该灯即发光，在充电过程中熄灭，直至电池充满后再次发

光。

LED1-LED6两两串联组成三组跑马灯指示电路，在跑马灯控制芯片ZXT-604的控制下，三组发光二极管将轮

流发光，由于这六只发光二极管在电路板上交叉布局安装，所以在充电过程中，形成跑马灯(旋转）的充电指示

效果。

由于在未插上充电电池时，Q2处于微导通状态，其C极电压仅为约1.2V，此时，只有电源指示灯LED7处于

正偏状态发光，而跑马灯电路因达不到工作电压不工作，LED1-LED6不发光.而插上电池后的充电过程中，由于

Q3导通增强，使Q2处于饱和导通状态，其C极电压达到约7.6V左右，此时电源指示灯LED7因反偏而熄灭，而

跑马灯电路得电工作，LED1-LED6轮流发光以作为充电指示。

（三）

电路装配中应注意的问题

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图3 装配完成后的电路板

该万能充虽然电路简单、元器件数量不多,但是作为初学者的中职学生们在装配的过程中还是经常会出现各

种各样的问题，主要有以下几个：

1．

二极管装错

本电路中,D2、D3、D4、D5、Z1五只二极管外形、颜色相同,体积小，型号字迹不易辩认，如不提醒，常有学

生将这五只二极管装错。这五只二极管，D2、D3、D4为同一型号:1N4148，D5型号为C5V1，Z1型号为C2，后两

只为稳压二极管。

2．

三极管装错

由于本电路采用分立元件，一共有7只三极管，其中Q2—Q7分别为S8050和S8550各3只，前者为NPN，后

者为PNP，一字之差，学生很容易看错。而开关管Q1，安装时装错极性也是常见错误之一，本人甚至发现厂家提

供的不同批次套件中Q1（D13001）竟然出现两种完全相反的排列！所以一定要求学生测量准确后再安装。

3．

其它常见错误

电解电容极性装错、色环电阻识别不熟导致装错、开关变压器安装前未测量确认三组绕组是否断线、发光二

极管不懂判断极性导致装反等。

4．

电路板自身错误纠正

由于此电路套件采购自小厂,其做工十分一般，也存在一些错误(电路板如图4所示），在指导学生安装时，

指导老师应提前纠正一些明显错误：

（1）

电路板上有两处标有“R2”，其中标为卧式安装的R2实际安装中应留空，不装任何元件;标为立式安

装的R2实际应为“D2”，且极性应为“左负右正”。

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（2）

电路板中电容C2下方有一电解电容未标序号,实际应为C3.

（3）

电路板中D3下方有一发光二极管未标序号，实际应为LED3。

建议在学生安装完所有元件后，由指导老师检查确认无误后再通电试机。此外，两电源金属片与电路板相接

触处的铜箔（图4中的L和N两处的六个小三角)应提醒学生进行镀锡，以防氧化，但不用将金属电源接触片焊

死在上面。

图4 万能充印刷电路板实物图

（四）

元件清单（所有元件的实物如图5所示)

序号

电容

C1

C2

C3

C4

C5

参数

2.2uF/400V 电解

152 瓷片电容

2.2uF/50V 电解

220uF/16V 电解

2。2uF/50V 电解

1N4007

1N4148

1N4148

1N4148

C5V1（5.1V稳压管）

C2（2V稳压管)

红色（发光二极管）

红色(发光二极管）

绿色（发光二极管)

绿色（发光二极管）

蓝色（发光二极管）

序号

LED6

LED7

参数

蓝色（发光二极管)

红色（发光二极管)

D13001（NPN）

S8550（PNP）

S8050（NPN）

S8550（PNP)

S8550（PNP）

S8050（NPN)

S8050（NPN）

序号

R8

R9

R10

R11

R12

R13

R14

R15

R16

参数

470Ω

470Ω

10Ω

1kΩ

1kΩ

1kΩ

1kΩ

1kΩ

1kΩ

ZXT—604（彩灯控制芯

片）

开关变压器

前盖

后盖

1个

用于压住电源接触片

压片、外壳各一粒

三极管

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

二极管

D1

D2

D3

D4

D5

Z1

LED1

LED2

LED3

LED4

LED5

其它

U1

电阻

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

680kΩ （1/4W)

不装（厂家原板如

此）

30Ω

12kΩ

30Ω

12Ω （1/4W）

100Ω

T1

外壳

外壳

电源插座

压片

螺丝

电源接触片

金属片（2片）

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（五）

装配完成后的检查

图5 电路元件实物

在学生完成电路的全部组装，并经老师检查无误后，可通电试机，在不接充电电池的情况下，将本充电器插

入220V插座后，若电源指示灯LED7发光,则基本表示电路安装成功。当然，此时可装上一块充电电池进一步测

试,若充电过程中,电源指示灯熄灭，流水彩灯旋转发光，则整个电路安装成功。在保证安全的情况下,可指导学

生测量、记录电路中各关键点电压,测量中提醒学生注意“冷地”、“热地”问题!

（六）

使用中的常见故障

与市面上购买的此类廉价充电器一样，该充电器在使用中也容易损坏，常见为开关管Q1击穿，同时也伴随

R5、R6开路.可将Q1更换参数稍高的D13003,能一定程度提高电路可靠性。

（七）

特别建议

因在今年的职业学校技能竞赛中，“电子产品装配与调试”项目不再采用往年让竞赛选手对照已有原理图使

用PROTEL软件进行抄画的模式，而是采用更加贴近实际的模式，对照实体电路反向绘制电路原理图，故在安装

此电路前，对于高年级的学生，可以先只给出空电路板，要求学生对照电路板实物进行“抄板”训练，画出电路

原理图，其后再给出该标准电路图进行对照，让学生逐步掌握“抄板”的技巧及电路图的规范画法。有条件的最

好上机用PROTEL DXP 2004进行绘制。

二．

采用充电专用集成电路芯片CT3582的万能充

这是一款采用充电专用集成电路芯片CT3582的万能充电器电路，图6是其外观图，图7为电路原理图，本

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电路同样完全根据厂家提供实物绘制整理，整体原理与上述电路大同小异。主要区别在于该充电器采用了专用芯

片CT3582，可靠性更高,充电效果也更佳。

该电路元

件更少，安装成

功率更高,因原

理与上述电路

基本相同，不再

详细叙述，只简

单介绍CT3582

引脚功能：

或3灯模式，接GND时世七彩灯指示模

1脚：接被充电电池

2脚：接充电指示灯

3脚:接充电指示灯

4脚：接电源指示灯

5脚:模式选择（该脚接Vdd时，充电指示为2灯

图6 采用CT3582芯片的万能充电器

式）

6脚：GND

7脚：接被充电电池

8脚:电源正极Vdd

该充电器同样具体自动识别极性功能.充电指示所采用的是一只七彩发光二极管LED2,在充电过程中，以七彩

闪烁方式作充电指示。此外，该电路在开关管Q1集电极处设有由R1和C1组成的消尖峰电路,对开关管能起到一

定保护作用。

图7 采

用

CT3582

的万能

充电器

电路

若

购买此

套件给

学生给

学生安

装，集成

电路

CT3582最好使用IC座，若该IC损坏,无法在电子市场上购得,厂家一般也不提供散件购买。使用IC座也能方便

学生自行检修时进行IC代换。

本文标签： 电路充电充电器发光二极管