智能快充技术的研究及电路设计

发布时间：2023-09-24 19:19

　　随着移动互联网的迅速发展,便携式电子产品的功能越来越强大,使用频率越来越高,总体电能消耗也越来越快,续航时间成为急需解决的问题。快充技术是解决续航问题的关键技术之一。随着各种快充协议的不断涌出,支持多协议充电的快充产品得到消费者的迫切需求。本文将在对快充技术研究的基础上,设计一款用于手机等便携式电子产品充电的快速充电器,该充电器支持多种快充协议自动识别,结合自适应模糊PID控制算法,通过微处理器控制提高产品的充电性能,并具有丰富的扩展功能。本文设计的快充电路硬件由主电路和控制电路两部分组成。主电路主要包括DC-DC降压转换电路、快充协议识别电路、信号检测反馈电路等模块;控制电路包括微处理器控制电路、OLED显示电路等模块。在DC-DC转换电路中设计了停充控制电路,用于在充电末期控制电路的停充和复充,一是有利于降低功耗,二是有利于防止一直充电带来的安全隐患。微处理器控制电路以STM32作为主控芯片,使用最小系统便可以控制电路工作。该芯片功能强大,有利于扩展智能化功能,除了控制DC-DC转换电路调节输出电压外,还能用于控制OLED显示电路显示输入输出电压、输出电流、充电时间、当前日期等数据...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 智能快充技术的研究背景和意义
    1.2 智能快充技术的发展与研究现状
        1.2.1 智能快充技术的发展
        1.2.2 智能快充技术的研究现状
    1.3 快速充电器存在的主要问题
    1.4 本文的主要研究内容与结构安排
第2章 快充电路的设计方案
    2.1 快充的基本原理及快充协议
        2.1.1 快充的基本原理
        2.1.2 快充协议工作原理
    2.2 快充方案的确定
    2.3 本章小结
第3章 快充电路的硬件电路设计
    3.1 快充电路硬件系统方案
    3.2 DC-DC转换器工作原理及电路设计
        3.2.1 DC-DC转换器工作原理
        3.2.2 Buck型转换器工作原理
        3.2.3 DC-DC降压转换电路设计
            3.2.3.1 关键器件选型
            3.2.3.2 DC-DC转换电路
    3.3 快充协议识别电路
        3.3.1 快充协议芯片选取
        3.3.2 快充识别电路的设计
    3.4 控制电路
        3.4.1 控制电路的设计
    3.5 数据采集电路设计
    3.6 OLED显示电路
    3.7 完整的硬件电路系统原理图
    3.8 电路板的设计与制作
    3.9 本章小结
第4章 自适应模糊PID控制与软件设计
    4.1 软件设计总体框架
    4.2 自适应模糊PID控制系统方案与软件设计
        4.2.1 控制系统设计原理
            4.2.1.1 PID控制原理
            4.2.1.2 自适应模糊PID控制原理
        4.2.2 自适应模糊PID控制系统方案
        4.2.3 自适应模糊PID控制软件设计
    4.3 ADC信号采集程序设计
    4.4 PWM输出程序设计
    4.5 OLED显示程序设计
    4.6 本章小结
第5章 调试与实验结果分析
    5.1 自适应模糊PID算法仿真验证与分析
        5.1.1 自适应模糊PID算法仿真结果
        5.1.2 自适应模糊PID算法仿真结果分析
    5.2 硬件电路的验证与分析
        5.2.1 实验平台
        5.2.2 实验结果
            5.2.2.1 快充协议识别
            5.2.2.2 充电测试
            5.2.2.3 OLED显示
            5.2.2.4 输入电压范围检测
            5.2.2.5 电路实测数据统计表
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
致谢
参考文献
附录: 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目



本文编号：3848595