一種新型手機自動斷電充電器設(shè)計

　　隨著社會的不斷發(fā)展，生活水平的不斷提高，工作強度不斷增大，手機作為一種便攜式移動通訊設(shè)備越來越成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?。隨著手機的大范圍推廣，與之而來的相關(guān)耗材消費品也會隨之攀升。充電器(電源適配器)作為供給手機電池電能的必備品，其使用量不亞于手機。如何降低充電器空載狀態(tài)和充滿狀態(tài)下的電耗必將成為整個社會所必須面臨的問題。

　　大部分手機用戶在給手機充完電后，為圖省事，都不拔插出插銷，以便下一次充電。這既耗電浪費，又造成巨大的安全隱患。根據(jù)最近諾基亞的調(diào)查數(shù)據(jù)可知，手機在空載模式下(充電器插接在墻壁插座，但并未與手機連接)所消耗的電能占到其電能使用總量的 60% 以上，也就是說手機耗電的 3/4 以上都是由于手機充滿電以后，用戶不拔充電器插銷造成的，目前中國有六億多手機用戶，這是一種極大地浪費。據(jù)初步統(tǒng)計，手機充電后不拔插銷，每年將額外耗電逾 20 億度，相當于葛洲壩水電站發(fā)電量的4%.

　　為此，筆者設(shè)計了一款能夠在手機充電器空載和電池充滿的情況下自動斷電以達到原線圈零電耗目的的充電器，實現(xiàn)節(jié)約資源，從身邊做起。

　　1 方案設(shè)計及硬件組成

　　1.1 方案設(shè)計

　　較現(xiàn)有斷電充電器而言，本產(chǎn)品的優(yōu)點在于不僅能夠在充滿電的情況下自動斷電，而且在人為拔掉手機的時候也能自動斷電，實現(xiàn)自動斷電。圖 1 為內(nèi)部電路圖。

　　工作原理：將充電器與手機、插座連接后，電壓通過電阻調(diào)整，以一較小值進入電壓比較器，輸出一個額定值，是手機正常充電。當手機充滿電時，有一個大于另一端電壓進入電壓比較器，輸出 0V,此時繼電器吸和銜鐵，使電路斷開，實現(xiàn)自動斷電。

　　1.2 硬件組成

　　1.2.1 繼電器

　　使用微型繼電器實現(xiàn)電路通斷控制。當未充滿電時，上方銜鐵吸合，手機正常充電;當充電器充滿電時，上方銜鐵斷開，使電路瞬間斷開，實現(xiàn)自動斷電。

　　1.2.2 電壓比較器

　　使用比較電壓比較器實現(xiàn)所需電壓輸出。電壓比較器可以看作是放大倍數(shù)接近“無窮大”的運算放大器。 電壓比較器的功能 :比較兩個電壓的大小 ( 用輸出電壓的高或低電平，表示兩個輸入電壓的大小關(guān)系) :

　　當“+”輸入端電壓高于“-”輸入端時，電壓比較器輸出為高電平;

　　當“+”輸入端電壓低于“-”輸入端時，電壓比較器輸出為低電平。

　　電壓比較器一端連接輸入電壓點，另一端接地。預(yù)先設(shè)定一個基準電壓 0.2V,當輸入電壓不足0.2V時，經(jīng)過電壓比較器一端電壓 u1 < 0.2V, 輸出一個合適的電壓，使電路正常工作充電。當充電完成后，通過比較器的電壓> 0.2V,比較器輸出電壓為 0V,繼電器銜鐵斷開，使電路瞬間斷開，實現(xiàn)自動斷電。

　　1.2.3 二極管

　　電路多次運用到了二極管防止電流回流，而其各自的功能也不相同。

　　(1)采用1N4007 型號二極管。

　　作用 :1. 當手機充滿電后，利用二極管單向?qū)ǖ男阅埽乐闺娏髂媪鳌?2)當手機電池正負極反接時，可以保護電池，延長使用壽命。

　　采用 IN4148,是一種小型高速開關(guān)二極管，開關(guān)比較迅速，廣泛用于信號頻率較高的電路進行單向?qū)ǜ綦x，通訊、電腦板、電視機電路及工業(yè)控制電路中常用。

　　1.2.4電容

　　使用 22u/10V 電容控制繼電器動作的穩(wěn)定。電容可以在給定電位差下的電荷儲藏量，當手機未充滿時，電容貯存電荷;當電池將要充滿時，電容放出電荷，是電路電流穩(wěn)定，繼電器不會因電流不穩(wěn)定而使銜鐵上下擺動，利于實現(xiàn)自動斷電。

　　1.2.5 電阻(R9/10K)

　　此處使用 10 千歐的電阻與比較器并聯(lián)，防止繼電器因電流不穩(wěn)定而使銜鐵上下擺動，有利于實現(xiàn)自動斷電。

　　1.2.6復(fù)位開關(guān)

　　為了減少用戶的麻煩，選用復(fù)位開關(guān)(SW-PB)，以實現(xiàn)自動回復(fù)。其原理如下所述：按下開關(guān)一瞬間，使電路瞬間導(dǎo)通，當放開開關(guān)時，開關(guān)與電路斷開，達到電路瞬時接通，使之正常工作。

　　2 使用說明

　　(1)請總是在電源適配器周圍留出空間，不要在空氣流通不暢的地方使用電源適配器。

　　(2)連接或中斷電源適配器時，請總是抓住電源適配器的兩側(cè)，請勿讓手指碰到插頭的金屬部分。

　　(3)在將 USB 電纜連接至電源適配器之前，確保電源適配器的 USB 端口中沒有異物。

　　(4)電源適配器是高壓器件，無論什么原因都不應(yīng)該拆開它，即使在電源已關(guān)閉時也不可以。

　　3 應(yīng)用對象

　　本設(shè)計操作方法簡單，適用于各類人群。只需要在充電前按動一下開關(guān)，無需其他任何瑣碎操作，就可以實現(xiàn)自動斷電功能。而且，由于它在空載和電量飽和的時候都能實現(xiàn)自動斷電，為廣大用戶在提供方便的同時，更節(jié)約了電能，節(jié)省了經(jīng)濟開支。