摘 要

现如今移动电源已经十分普及，出门在外当手机电量用光后便可以使用移动电源为手机充电，但是市面上的大部分移动电源在电量用尽的情况下都需要再次充电后才能使用，一旦手机和移动电源都没电了，那就只有回到住处进行充电，这难以应对一些紧急情况。所以本设计装置就采用了可替换电池的做法，在电池电量用完后，可以直接将一次性5号电池插入使用，随后便可以给手机等移动设备充电，具有很强的应急性。

为了满足目标需求，本设计依次设计好了升压模块、降压模块、充电主电路模块和一些辅助模块，比如指示灯模块，用于指示电路的工作状态，又比如保护电路模块，该模块将应用于前三个主要模块中，保护电路的正常工作。最后还设计了接口电路模块，用于实现电能的输入与输出。

本装置使用起来与大部分移动电源没有区别，唯一不同的就是内置的电池为5号电池而已，这也是本装置的优点所在：一旦电量用光而又不方便回到住处充电，只需要就近购买一次性5号电池进行替换即可，应急性很强。在以后的移动电源市场中，我相信类似的产品肯定会越来越多的。

关键词：移动电源；充电器； 电池

Abstract

Nowadays, portable power sources are very popular. When the mobile phone runs out of power, it can be used to charge the mobile phone. However, most portable power sources supply on the market need to be recharged before they can be used. And the power bank is out of power, then only to return to the residence to charge, which is difficult to deal with some emergency situations. Therefore, this design device adopts the method of replacing the battery. After the battery power is used up, the disposable 5th battery can be directly inserted and used, and then the mobile device such as a mobile phone can be charged, which has strong emergency.

In order to meet the target requirements, this design has designed a boost module, a buck module, a charging main circuit module and some auxiliary modules, such as an indicator module, to indicate the working state of the circuit, and for example, a protection circuit module, this module will Used in the first three main modules to protect the normal operation of the circuit. Finally, the interface circuit module is designed to realize the input and output of electric energy.

This device is indistinguishable from most portable power sources. The only difference is that the built-in battery is a No. 5 battery. This is also the advantage of this device: once the electricity is used up and it is not convenient to return to the residence for charging, you only need to buy it nearby. The disposable No. 5 battery can be replaced, and the emergency is very strong. In the future portable power sources market, I believe that similar products will definitely be more and more.

Key Words：portable power sources; charger; battery

目 录

第1章 绪论 1

1.1 设计的目的及意义 1

1.2 国内外现状 1

1.3 设计需求分析 2

第2章 系统总体框架概述 3

第3章 系统硬件设计 5

3.1 电池组模块设计 5

3.1.1 电池选择 5

3.1.2 电池组电路图 6

3.2 升压模块设计 7

3.2.1 直流-直流变换电路（DC-DC）选择 7

3.2.2 升压变换电路原理 10

3.2.3 升压电路设计、参数计算与器材选型 12

3.3 降压模块设计 16

3.3.1 直流-直流变换电路（DC-DC）选择 16

3.3.2 反激式变换电路（Flyback Converter）工作原理 18

3.3.3 降压电路设计、参数计算与器件选型 19

3.4 充电主模块设计 24

3.4.1 充电主电路图 24

3.4.2 电路参数计算与器件选型 26

第4章 装置外围设计 28

4.1 接口电路设计 28

4.1.1 Lightning输入接口 28

4.1.2 Type-C输入接口 29

4.1.3 USB输出接口 31

4.1.4 两脚插头输入接口 32

4.2 简易外观设计 32

第5章 结论 35

参考文献 36

致 谢 37

第1章 绪论

1.1 设计的目的及意义

随着智能时代的到来，手机、平板、笔记本电脑等电子设备也越来越趋向智能化、大屏化的方向发展，而5G的加持也必将增加电子设备的功耗，所以电子设备的续航问题就需要解决。在锂电池技术未取得突破性进展时，只有靠提高电池体积来增加电池容量，但这样也增加了电子设备的自重，从某种方面来说，也使得电子设备不太便携了。一直以来，人们对于此类问题的解决方案就是便携式移动电源，别名“充电宝”或者“移动电源”，当人们出门在外，手机没有电了又无法使用充电器充电时，移动电源便可以派上用场，只需通过一根数据线将移动电源和手机连接起来即可为手机充电，十分方便快捷。

在选择合适的移动电源时，我们一般会先考虑移动电源的容量大小问题，再考虑比如外观、形状之类的问题。一般而言，若要满足普通的外出需求，一款容量为10000mAh的移动电源即可，大小适中，方便携带。如果需要长途旅行，便可以选择更大容量的移动电源，比如20000mAh，甚至30000mAh的移动电源，可以满足大部分的充电需求，但是如此大的容量的代价就是便携性，使用起来不够方便，而且充满这样大容量的移动电源也需要很久的时间。设想几个场景：自己出门在外，手机快没电了，移动电源也快没电了，如何是好；临时突然要出门，结果手机和移动电源都在充电，无法出门，十分耽误事情。