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分享一款電動剃須刀的電路方案設(shè)計。

(相關(guān)資料圖)

性能指標(biāo)要求

1.輕觸按鍵開關(guān)。

1小時快速充電。

1小時內(nèi)恒流充電，充滿后涓流充電。

4.避免過度放電。

5.電池電壓小于2V,停止放電。

6.電池剩余電量LED燈5級顯示。

7.充電保護(hù)控制。

8.防止過充電損壞電池。

9.充電的同時剃須，優(yōu)先控制馬達(dá)電流。

10.適配器輸出3.3-3.6V.

11.電池Ni-MH 1200mAH,兩個串聯(lián)，充滿電約為3V.

12.靜態(tài)電流≤1mA.

13.大電流放電保護(hù)。

14.計時器1小時，-△V,電池溫升超過35度斷充。

15.檢測充電電流，調(diào)節(jié)達(dá)到恒流。檢測放電電流。

系統(tǒng)框圖

本方案考慮成本沒有采用專用的充電管理芯片，而是根據(jù)充電時間，充電時的電池電壓，以及電池溫度來判斷充電截止時間。電池的充電曲線如下：

顯著特征是，電池充滿，電池電壓會有一個下降的趨勢，電池溫度急劇上升，充滿的時間大約是1小時，根據(jù)這些特點(diǎn)，我們可以得出充電截止的條件是時間，電池電壓下降，電池溫度急劇上升三種方式。

由于需要有5個LED指示燈來顯示剩余電量，所以要充分了解電池的充放電曲線，根據(jù)V-t的積分可以得出整體的電量，進(jìn)而可以算出剩余電量。

各個廠家的電池參數(shù)不同，所以要想了解某個電池的充放電曲線，必須對電池進(jìn)行多次的充放電實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，得出NI-MH充電電池的特性如下：

1.單節(jié)標(biāo)稱電壓1.2V，充滿后可達(dá)到1.5V左右。

2.兩節(jié)電池在充滿后有一個電壓下降，幅度為10mV左右。

3.電池充滿后，等一分鐘再充，仍然有-V.

4.在電池很空或者剛開始充電時，容易有假的-V.

5.電量顯示最好用V-t積分來判斷。

6.不同放電電流下的放電曲線差別較大。

7.每節(jié)電池的內(nèi)阻不同，充電時的曲線不盡相同，最理想的對兩節(jié)以上電池的充電解決方案是充電時對兩節(jié)電池分別充電，使用時再將他們串聯(lián)，不過這樣的方案較復(fù)雜，成本也會有影響。

原理圖分析

充電部分

P1 P2為充電輸入接口，QP1（內(nèi)置限流電阻）為充電檢測管，當(dāng)插入外接適配器時，QP1的集電極將單片機(jī)的6腳拉到地，單片機(jī)即檢測到有外接適配器接入，接著，單片機(jī)的7腳輸出低電平， QP2截止，QP4 QP3導(dǎo)通，開始給電池充電。通過測量RP3兩端的電壓來檢測充電電流，即通過單片機(jī)16腳和1腳的AD采樣值來監(jiān)控充電電流。DP1為電源防反接二極管，一般都是使用肖特基二極管。

電池放電部分

按下S1按鍵，單片機(jī)10腳輸出低電平，QM1截止，QM3 QM2導(dǎo)通，電池通過RM1 QM2向馬達(dá)供電，馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)時，電機(jī)內(nèi)部碳刷摩擦?xí)a(chǎn)生電磁噪聲，加入電容CM2會改善噪聲。通過測量RM1兩端的電壓來檢測放電電流，即通過單片機(jī)1腳和9腳的AD采樣值來監(jiān)控放電電流。

RP1-RP6為采樣分壓電阻，阻值選取要大點(diǎn)，減小靜態(tài)電流。

U3為升壓芯片，將電池電壓升壓給單片機(jī)供電。D1-D5為電量指示燈。RT1為熱敏電阻，用來監(jiān)測電池溫度。

審核編輯：湯梓紅