X 学 院X 专专业业（专专科科） 毕业设计毕业设计（论文论文）题题 目目 便携式移动便携式移动 电源的设计与制作电源的设计与制作 姓姓 名名 X 学学 号号 X 指指 导导 老老 师师 X 完完 成成 日日 期期 X 教教 学学 系系 X I便携式移动电源的设计与制便携式移动电源的设计与制作作摘摘 要要近年来智能手机已经成为我们日常生活中必不可少的工具，尤其在目前 4G 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”，而移动电源的出现恰恰成智能手机的最佳后盾。本文主要完成对移动电源进行硬件和软件设计，涉及到移动电源的制作过程，电路板和外壳的选择、主芯片 DW01+和锂电池的介绍以及用 Protel99SE 绘制电路原理图等。电路板的选择通过用三个方案相比较作为便携式移动电源的电路板，以及对移动电源系统结构框图的设计与绘制。移动电源充电及过充、过放保护电路的设计采用 DW01+对电池进行过充、过放保护。DW01+是一个锂电池保护电路，为避免锂电池因过充电、过放电、电流过大导致电池寿命缩短或电池被损坏而设计的，它具有高精确度的电压检测与时间延迟电路。关键词：移动电源关键词：移动电源 电路板电路板 锂电池锂电池 外壳外壳IIThe design and manufacture of portablemobile power supplyAbstractIn recent years, the intelligent mobile phone has become an essential tool in our daily life, This fully shows that the smart phone has become an indispensable tool in our daily lives. Call, listening to music, Internet, watching movies, navigation, Notepad, etc. need to use it, especially in 4G and WIFI open network environment, the smartphone seems to have become a life “Getter Robo“. But is this “Mazinger has a fatal weakness:“ low battery “, which is the smartphone rapid development of a technical bottleneck since precisely the emergence of mobile power into the best smartphone backing. At present many smartphone users, will be equipped with a mobile power, to prepare for contingencies.Keywords: mobile power supply circuit board a shell a lithium batteryIII目目 录录第一章 绪论.11.1 移动电源背景 .11.2 移动电源工作原理 .11.3 设计类型与设计任务 .2第二章 系统方案设计.32.1 移动电源的基本构成.32.2 电路板的选择 .32.2.1 电路板选择方案 .32.2.2 各方案的比较与选择 .52.3 锂电池的选择 .52.4 外壳的选择 .5第三章 系统硬件电路设计.63.1 充电管理系统 .63.2 移动电源充电及过充、过放保护电路 .63.3 DW01+介绍.63.3.1 DW01+的主要特点.63.3.2 内部框图 .73.3.3 管脚排列图 .73.3.4 功能描述 .83.4 产品的制作 .9第四章 总 结.10致 谢.11参考文献.12附录一 电路原理图.13附录二 元件清单.141第一章第一章 绪论绪论1.1 移动电源背景移动电源背景移动电源，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”，有一韩国公司和国内的迈程也给自己的产品起了一个叫“手机恋人”的个性化名字。“移动电源”这个概念是随着目前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。目前数码产品功能日益多样化，使用更加频繁，与我们日常生活的关联也越来越密切。如何提高数码产品使用时间，发挥其最大功用的重要性就更加刻不容缓。移动电源，就是针对并解决这一问题的最佳方案，随身携带一个移动电源，就可以实现于室外随时随地为多种数码产品移动充电。1.2 移动电源工作原理移动电源工作原理移动电源是一个集储电，升压，充电管理于一体的便携式设备。储电介质一般采用锂电电芯，因为锂电电芯体积相对小巧，容量大，市场流通广，价格适中，被广泛用于数码产品中。锂电的电压在 2.7-4.2V 之间，电压随着电量的下降而下降，而 2.7-4.2V 的电压是不能直接给其它数码产品充电的，因为数码产品的锂电电压也是 2.7-4.2V,同电位的电压之间是不能充电的，所以移动电源向外输出电能时必须要有升压系统，把 2.7-4.2V 的锂电电压升压到 5V，这样就可以给其它数码产品充电了，如手机，MP4，平板电脑，PSP 等。当然，移动电源不是一次性设备，它可以反复使用数百次以上。所以当移动电源电能使用完后，我们必须给移动电源充电。其原理和给手机充电一样。连接到 5V 的 USB 电脑接口或USB 充电器上即可给移动电源充电。所以移动电源内部还必须有充电管理系统，充电管理系统能根据锂电的电压，自动调节充电电流。过程有：预充，恒压充电，和浮充充电等。如图 1 所示为移动电源系统结构框图。该系统硬件电路结构比较复杂，主要包括 USB输入、适配器输入、电流控制电路、DW01+控制器、断电保护电路、锂电池、过充过放保护电路、5V 输出、DC/DC 转换器。2电流控制电路 DC/DC 转换器DW01+控制器过充过放保护电路电压采样锂电池适配器输入USB 输入断电保护电路5V 输出电压放大比较图移动电源系统结构框图1.3 设计类型与设计任务设计类型与设计任务本设计为 5V 低压贴片式移动电源。工作稳定、体积小、便携带、耗能小等优点。由2 节 1500mAh 高性能锂电池并联蓄电；IC2 是一个恒定频率峰值电流模式的升压转换器，工作频率 1.2MHz；IC1 和 IC3 组成电池保护电路，为避免锂电池因过充电、过放电、电流过大导致电池寿命缩短或者电池被损坏而设计。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。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。一般采用锂离子电芯，广泛用于 5V 的设备。在熟练掌握控制器的基础知识之外，要求完成以下任务：A.内部电池使用 18650 锂电池;B.充电电路使用降压方式，放电电路可使用升压方式;C.该装置对电池有防止过充、过放及输出断路等保护；D.该装置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。3第二章第二章 系统方案设计系统方案设计2.1 移动电源的基本构成移动电源的基本构成移动电源采用锂电池作为中心元件，首先给锂电池充电，因为电池成本比较高，而且为了提高系统的安全性要有一个充电管理系统。当需要给便携式设备充电时，锂电池放电，因为便携式设备普遍输入电压为 5V，所以有一个升压系统。2.2 电路板的选择电路板的选择2.2.1 电路板选择方案电路板选择方案方案一 5V/12V 双路输出，电路板尺寸：73*35*12mm,价格：35 元，如图 2.1：1.电路板带 4 个电量显示指示灯，别的电路板一般只带 3 个，而且这个是发光体的LED，其它电路板是 LED 灯泡。相对与电路本身的用电量来说，这个板子更节能，更省电。还能更好的显示电池剩余状态。2.电路拥有 5V 12V 双路输出功能，这是最大的优势。别的电路板一般只有一个 5V 输出端口。3.本电路板拥有 2 路输入，2 路独立控制、检测功能，而且还自带平衡充功能，当其中一路电池的电压过低，或者过放的时候，会自动停止该电路的对外供电，同时会自动调整另一个电池的电量来进行充电补偿，防止电池过