太陽能充電器畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 設(shè)計(jì)項(xiàng)目：太陽能USB通用充電器設(shè)計(jì)人 ：系別班級(jí)：機(jī)電系08電信3班指導(dǎo)教師：唐老師 目 錄1引言31.1設(shè)計(jì)目的31.2項(xiàng)目背景31.3設(shè)計(jì)方案32總體設(shè)計(jì)42.1整機(jī)概述42.2系統(tǒng)框圖42.3系統(tǒng)電路圖53實(shí)物描述63.1功能63.2性能參數(shù)63.3各部分參數(shù)以及原理73.4充電器參數(shù)9附錄:參考文獻(xiàn)1引言1.1設(shè)計(jì)目的編寫說明書的目的就是為使大家熟知設(shè)計(jì)的思路以及本設(shè)計(jì)的原理，按照說明書的要求一步步完成設(shè)計(jì)。1.2項(xiàng)目背景隨著新的科技的發(fā)展，大量的數(shù)碼產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，但是電源又是一個(gè)問題。太陽能隨處可見，又綠色又環(huán)保，并且“取之不盡，用之不竭

2、?！庇锰柲艹潆娛且粋€(gè)不錯(cuò)的新能源開發(fā)應(yīng)用方向。本課題研制新型太陽充電器，具有很好的發(fā)展前景。1.3 設(shè)計(jì)方案目前，在各種光伏電站中，普遍采用太陽電池來收集太陽能并將它儲(chǔ)存于蓄電池中以便在需要時(shí)再逆變成220V/50Hz交流電供給用戶使用。然而，在利用太陽電池對蓄電池充電的過程中，由于太陽電池輸出特性的非線性，太陽電池工作點(diǎn)并不是時(shí)刻處于最大功率點(diǎn)附近，從而造成太陽電池能量的浪費(fèi)。本課題所研制的新型太陽能充電器根據(jù)太陽電池的工作特性輸出最大功率點(diǎn)處的電壓值在不同日照下基本不變，采用恒壓跟蹤（CVT）方式實(shí)現(xiàn)了對太陽電池的最大功率跟蹤，有效地提高了太陽電池的工作效率，同時(shí)也改善了整個(gè)系統(tǒng)的工作性

3、能。2總體設(shè)計(jì)2.1整機(jī)概述本太陽能充電器，設(shè)計(jì)成功后可對多種USB連接的設(shè)備進(jìn)行充電，只要電壓不超過5v，本設(shè)計(jì)采用太陽能光電板產(chǎn)生9v電壓，然后進(jìn)行穩(wěn)壓，并利用穩(wěn)壓對所有工作的元器件進(jìn)行供電，以及多內(nèi)部的蓄電池進(jìn)行充電，由于本設(shè)計(jì)內(nèi)部安裝有蓄電池，所以即使在夜晚仍可以對電池充電，并且蓄電池還承擔(dān)著為集成塊提供穩(wěn)定電壓的作用。還有就是有一個(gè)通用的USB接口，支持大多數(shù)的USB充電，即插即用，非常的方便。白天，在USB插上時(shí)，太陽能將不對蓄電池充電，自動(dòng)切換到對USB設(shè)備進(jìn)行充電，當(dāng)USB拔下是又自動(dòng)切換到對蓄電池 進(jìn)行充電，晚上，；手機(jī)將直接由蓄電池提供充電。2.2系統(tǒng)框圖太陽板智能控制電路

4、蓄電池4V提供電源對蓄電池充電控制充電電壓晚間升壓通用USB接口 比較器圖-12.3系統(tǒng)電路圖3實(shí)物描述3.1功能本充電器主要功能就是對4v左右的鋰電池進(jìn)行充電，利用你的USB線直接連到MP3、MP4、MP5、手機(jī)等。3.2性能參數(shù)一般的手機(jī)電池幾百毫安的幾個(gè)小時(shí)內(nèi)即可充滿，容量大的可能要更長的時(shí)間，本充電器可持續(xù)長時(shí)間的工作，采用脈寬調(diào)制芯片，體積小，重量輕，穩(wěn)壓效果非常的好，且不會(huì)像電腦那樣容易發(fā)熱，并且不會(huì)產(chǎn)生有害的氣體，對環(huán)境沒有一點(diǎn)污染，充電性能極佳。本充電器采用tl494的外圍電路對太陽板產(chǎn)生的電壓進(jìn)行穩(wěn)壓，經(jīng)穩(wěn)壓以后，輸出電壓達(dá)到5v，輸出電流200mA，由于太陽光的不穩(wěn)定性，一

5、般情況下我們的太陽板的輸出電壓為10v左右100mA，中間我們加了一個(gè)蓄電池，以保證在弱光下能進(jìn)行正常充電，蓄電池我們采用4v2600mA的鋰電池。后便我們又采用lm339電壓比較器對手機(jī)進(jìn)行充電，經(jīng)lm339的變換，給手機(jī)充電的電壓和電流分別為4v 180mA，充電效果還是不錯(cuò)的。下面我們來算一算手機(jī)的充電時(shí)間加入你的手機(jī)電池的容量是1000mA，那么你充滿一塊電池需要1000/180=5.5（h）假如說我們的太陽板每天在強(qiáng)光下工作6小時(shí)的話，在強(qiáng)光下我們的輸出電壓是24v 電流時(shí)200mA，功率也就是12w，每天產(chǎn)生的總功率是12*6=72w，可以這樣說我們的充電器只要有光的地方就永不斷電

6、。3.3各部分參數(shù)以及原理充電器由太陽能電池板、穩(wěn)壓控制電路、蓄電池、充電控制電路四部分組成。充電器利用光電板對太陽光進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換以后對其充電進(jìn)行控制，經(jīng)過穩(wěn)壓控制電路進(jìn)行穩(wěn)壓控制，然后由充電控制電路直接輸出經(jīng)USB給手機(jī)進(jìn)行充電，如果手機(jī)拔下的話，穩(wěn)壓控制電路將對蓄電池進(jìn)行充電，以備在沒有陽光或者在陽光較弱的情況下，通過蓄電池和充電控制繼續(xù)對手機(jī)繼續(xù)進(jìn)行充電。太陽能電池板就是我們常用的，在這里就不在多說。3.3.1下面詳細(xì)說一下穩(wěn)壓控制電路的工作原理，tl494的原理圖如下由于我們的太陽板輸出電壓高于10v，并且不超過tl494的最高電壓40v。所以需要穩(wěn)壓，tl494則是通過脈寬調(diào)制，通

7、過里邊的基準(zhǔn)電壓然后達(dá)到穩(wěn)壓的目的，經(jīng)穩(wěn)壓后的電壓為5v，在其工作電壓7v-40v之間調(diào)換，其誤差率為1%，一般的穩(wěn)壓電路則是用我穩(wěn)壓二極管進(jìn)行穩(wěn)壓，誤差率非常的大，大約為5%-10%，平均輸出電流為200mA，最大電流為250mA，由于其輸出電壓和輸出電流的高穩(wěn)定性，所以用在電壓多變的太陽能上穩(wěn)壓是非常好的。蓄電池我就不用多說了，我們用的蓄電池是一塊4v 2600mA的鋰電池。3.3.2 充電電路的原理原理圖如下：由于手機(jī)的充電電壓各不相同，所以呢我們的手機(jī)充電電路有一個(gè)電壓比較器，由手機(jī)電池的電壓和充電模塊的輸出電壓進(jìn)行比較，然后進(jìn)行充電。不必?fù)?dān)心輸出電壓的高低而影響手機(jī)的充電。在晚上的時(shí)候，充電模塊由蓄電池它提供電源，繼續(xù)能對手機(jī)進(jìn)行充電。根據(jù)上述控制思想研制的充電器，具有過充、過流、過熱等完善的保護(hù)功能；經(jīng)過長期運(yùn)行，系統(tǒng)顯示出了良好的效果，不僅提高了太陽電池的工作效率，同時(shí)也保護(hù)了所使用的蓄電池，在利用綠色能源方面，具有較大的社會(huì)效益。 3.4充電器的主要參數(shù)輸入：DC7V40V 電流=100mA輸出：DC和電池的電壓一樣 電流200mA參考文獻(xiàn)：1.數(shù)字電子技術(shù) 張惠敏