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。软件设计以STM32主控芯片为核心,以自适应模糊PID算法为核心控制算法,设计了各模块的控制电路程序。在控制DC-DC转换器输出电压中,结合自适应模糊PID控制算法,根据信号检测值调节快充电路输出电压,对电路的输出信号精确控制,保证充电电路的稳定性,提高充电效率。MATLAB/Simulink仿真结果表明,自适应模糊PID控制算法在快充电路中的应用不仅能够适应不同的输出电压值,还可以有效提高快充电路充电电压的稳定性。最后,快速充电器实物测试实验表明,本文设计的快速充电器支持7种快充协议的自动识别,并且能根据快充协议自动调节输出电压,最高输出电压为12V,输出电压误差小于1.5%,输出电压纹波系数小于1%,电路输入输出信号参数均符合设计要求,验证了电路设计的合理性。