手機在使用過程中，電池的充電過程是其中的重要環(huán)節(jié)，對充電過程進行智能化控制，對于延長手機的待機時間非常有幫助，對電池的使用也提供了更多的保護。下面文章作者根據(jù)以往的工作經(jīng)驗，根據(jù)鋰電池的容量及充電速度展開研究，對平滑直流電充電、帶續(xù)流功能的平滑直流充電、脈沖寬度調(diào)制式充電三種方式進行詳細分析，論述了充電方式中的智能化控制。

　　關(guān)鍵詞：手機充電過程,智能化控制,脈沖寬度

　　隨著科技的不斷進步，以及人們生活水平的不斷提升，手機成為每個人生活的必需品，特別是在年輕一代人群中，幾乎人人都有手機。手機屬于移動設(shè)備當(dāng)中的一種，在使用中需要一個跟隨手機移動的電池，為手機提供運行能量，而滿足智能手機要求的電池并不多。實踐證明，鋰電池是所有電池中最符合手機使用的一種，所以大多數(shù)手機在生產(chǎn)中，均裝配鋰電池作為手機的能源動力。

　　1 鋰電池容量和充電速度的研究

　　1.1 鋰電池容量研究

　　容量是電池重要的專業(yè)指標之一，它代表著電池在一定條件下可以放出多少電量。在國際單位中，容量大多以安培來計算，符號為A.由于手機自身大小的限制，很多手機電池容量較小，用毫安來計算，符號為mA.在電池工作中，自身容量并不是一個確定的數(shù)值，在不同環(huán)境中可分為理論容量、額定容量和實際容量。細心的手機使用者會發(fā)現(xiàn)，在不同環(huán)境下使用手機，電池的使用時間會出現(xiàn)不同，這代表著手機電池的額定容量與實際容量存在差別。在電池容量測試過程中，常用恒流放電法和恒組放電法，在測試過程中對電池施加一個恒定或者變化的電流，隨著時間的流逝，電流會逐漸形成累計，當(dāng)放電電壓低于終止電壓時，便可以確定出電池容量。

　　1.2 鋰電池充電速度研究

　　在電池進行充放電過程時，人們用充電和放電速率來對充電速度進行表示，也被稱作充電速率或者放電速率。無論電池的實際容量大小，如果電池在1小時之內(nèi)充電或者放電完畢，便可以被稱作1C放電或充電;如果在5小時左右充電或者放電完畢，則被稱作C/5充電或放電，并依次如此。為了更加深入的了解鋰電池的充電速度，相關(guān)研究人員進行了如下實驗：

　　首先，準備兩塊電池，在其中施加幾種不同的電壓。其次，準備好電壓源、電流源、示波器、二極管等設(shè)備。第一種電路連接方式如圖1所示，電源可作為信號發(fā)出器，可發(fā)出正弦波、三角波等不同波形。為了更接近與手機日常充電形式，研究人員將信號頻率調(diào)整到50Hz,但信號波發(fā)生器產(chǎn)生的功率很小，不能將其直接作為電源，所以要在電路中加入功率放大器。該實驗中的三極管為功放管，根據(jù)要求，輸出電流需保證在5A左右。

　　直流電源Vcc電壓為15V,由于沒有保證三極管在工作中處于靜電狀態(tài)，三極管所發(fā)出的電壓并不是完整的正弦波，但由于正向?qū)�通電壓的存在，E點只允許通過半波，因此整個過程并不受影響。另外，圖中電阻R0為電源內(nèi)阻，代表著二極管等設(shè)備的電阻總和，為了準確的測量充電電壓和電流，在其中加入了電流表和電壓表。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析可知，由于濾波電容較大，輸出電壓平穩(wěn)，電池規(guī)定的充電電壓在4.2v左右，在電壓上限保護上幾乎為零，隨著時間的推移，充電電流會越來越小。另外，電池的電壓會越來越大，但在充電剛開始時，電流數(shù)值很小，但會隨著時間的推移而增加，當(dāng)達到155A時，又出現(xiàn)下降趨勢。電池的容量隨著時間的增長而增加，在充電電流總數(shù)上，變化并不明顯[1].

　　2 各類充電方式中的智能化控制

　　2.1 平滑直流充電方式控制

　　摩托羅拉電源充電控制電路如圖2所示。在手機處于待機狀態(tài)時，電池BATT首先要放到電源模塊中進行檢測，當(dāng)U900的F7出現(xiàn)電壓較高情況時，F(xiàn)10的輸出電壓便會增加，并與電源電場效應(yīng)管Q的控制極G持平，來保證Q的導(dǎo)通情況。當(dāng)電源極的輸出電壓達到B+狀態(tài)以后，U900便開始工作。當(dāng)電池處于充電狀態(tài)時，外接電源EXTB會被引入到U900的端口，圖中用D10來表示，與此同時，在其中加入了一個0.25歐姆的電阻R932,將電壓引入到檢測端口，如果讓D9得到了較高電壓，便可將其加入到充電開關(guān)Q的柵極側(cè)，實現(xiàn)輸出電壓的導(dǎo)通漏極，在經(jīng)過二極管CR之后，對電池進行充電工作。此時極智能化控制已經(jīng)見到雛形，F(xiàn)10也會以低電量輸出為主，讓主電源中的Q942輸出截止，之后將電池箱電源的供電之路切斷。

　　此種情況下，U900E10側(cè)的電壓幾乎全部都是經(jīng)過CR引進而來，及時電池處于充電狀態(tài)，手機電源也不會再從手機電池中攝取能量，而是依靠外接電源進行工作，還可以為手機自身電池進行充電工作。如果外接電源突然消失，再加上D9檢測不到其他電源時，整個電路會自動恢復(fù)到電池供電狀態(tài)。當(dāng)充電過程持續(xù)一段時間之后，人們可以通過電池的通過電壓比較，來確定電池最終的飽和程度，當(dāng)確認電池已經(jīng)到達飽和值以后，手機CPU會發(fā)出相應(yīng)指令，讓電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖诫妷海�充電開關(guān)Q932也會有導(dǎo)通變?yōu)榻刂埂Ｈ绻�手機是處于關(guān)機狀態(tài)進行充電，手機中的部分智能系統(tǒng)將會被喚醒，對整個充電過程進行控制，在充電完成之后，也會在屏幕上進行提示[2].

　　2.2 帶續(xù)流功能的平滑直流充電方式控制

　　愛立信手機充電與保護控制電路原理如圖3所示，N代表著充電控制IC,該裝置可在COU控制之下完成對手機充電流程的合理監(jiān)測。在充電過程中，DCIN+6V會加到電源的S極，也會通過相關(guān)電阻傳到N402的16腳上，當(dāng)16腳中存在高于19腳的電源電壓時，這一信息便會通過N800裝置轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在通過各個線路傳遞到CPU中，此時COU會經(jīng)過一系列分析工作，根據(jù)電池電壓實際數(shù)量來判斷手機是否需要充電，如果發(fā)現(xiàn)手機電源電壓低于電池飽和值，CPU會控制整個電路中的電壓，通過總線N800和N402,將高電平引入到G極，為其建立導(dǎo)電溝道，如此一來，線路中的電流可以通過DCIN和線路中的電阻，對電池進行充電工作。

　　在溝道建立過程中，主要受20腳的輸出電流影響，如果20腳中的輸出電流越大，V520中的溝道就會越寬，電阻越小，相應(yīng)的充電電流也會越大。而20腳的電壓高低與19腳的電池電壓情況直接相關(guān)，同時還會受到19腳中電阻的影響。當(dāng)電池電壓出現(xiàn)較低情況時，為了對充電電流進行控制，20腳的輸出電壓也會降低。反之，20腳的輸出電壓會增加，從而保證充電電流的持續(xù)穩(wěn)定。如果當(dāng)電池電壓達到飽和值之后，20腳中的電壓會從高電平轉(zhuǎn)換成低電平，標志著充電過程的結(jié)束[3].

　　2.3 脈沖寬度調(diào)制式充電方式控制

　　諾基亞手機充電與保護裝置電路如圖4所示，N100為電源模塊，N101為手機的充電模塊。在手機處于不充電狀態(tài)時，電池電壓會經(jīng)過C105和C106最終加到N100的57腳端，促使電源開始供電工作，從而完成手機的使用需要。在充電狀態(tài)下，外流電源的電壓值為4.8V,通過電路中的保險絲和電感裝置后，將充電模塊加入到N101處的1腳和16腳上，其中C為濾波電容，V100為二極管。當(dāng)電路中接入電壓之后，會通過R將電壓分給N100一部分，該部分為高電平，通過不同的脈沖寬度對電路進行調(diào)試，隨后電壓會經(jīng)過56腳，將固定的脈沖寬度輸出到PWMOUT中。

　　不同的脈沖寬度對充電電流的大小影響十分嚴重，當(dāng)電池電壓出現(xiàn)較低現(xiàn)象時，為了避免電路中電流出現(xiàn)過大現(xiàn)象，56腳輸出脈沖寬度將會變窄，促使電流出現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)電池快要充滿時，由于電池的電壓值較高，為了保證電源得到足夠的電流供應(yīng)，56腳的輸出脈沖會加寬，從而維護電池的穩(wěn)定，不會讓電池隨著電壓和電流的變化受到影響。當(dāng)57腳得到了電池飽和值得消息后，會通過COU將56腳中的所有脈沖活動取消，N101的5腳電壓輸出值也會降低到0的位置上，此時也宣布了充電過程的完成[4].

　　3 結(jié)語

　　綜上所述，即使市場上手機的品牌多種多樣，但在充電形式上卻大都相同。首先，在充電過程中，應(yīng)盡量保持電流的恒定，不會因為外部的電壓變化而變化，也不會受到電池電壓變化的影響。其次，當(dāng)電池達到一定飽和狀態(tài)時，控制電路需要將充電電路切斷。如果上述狀態(tài)時刻處于智能控制狀態(tài)下，便是達到了保護手機電池的目的。

　　參考文獻：

　　[1]楊濤，程耕國，程驊，王海濤.一種新型電動汽車充電樁控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2017，40(15)：179-182.

　　[2]馬赟馨，謝妍.基于磁耦合共振傳輸技術(shù)的手機無線充電系統(tǒng)的設(shè)計與研究[J].電子世界，2017，(09)：7-8+10.

　　[3]鄧榮艷，楊振德.南寧市住宅小區(qū)綠化植物的調(diào)查分析[J].廣西園藝，2009，13(4)：88-89.

　　[4]鄧友均，李明，余千，張鵬興，張彥濤.基于實時信息感知的電動汽車物流配送路徑優(yōu)化與充電導(dǎo)航[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2017，11(02)：41-49.

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　　光電子技術(shù)創(chuàng)刊于1981年，由中國信息產(chǎn)業(yè)部主管,南京電子器件研究所主辦,報道國內(nèi)光電行業(yè)技術(shù)動態(tài),近年來先后被《中國期刊網(wǎng)》、《中國學(xué)術(shù)期刊》(光盤版)全文收錄并被美國《化學(xué)文摘》(CA)作為引錄用刊,更獲得了信息產(chǎn)業(yè)部2000年期編輯規(guī)范化獎和2002年江蘇省優(yōu)秀期刊稱號,被評為一級期刊。