太阳能手机充电器的设计开题报告

20%海外观众中外能源节能市场交流最佳平台主办单位：中国能源协会 天津市科学技术学会天津节能协会机械分会 北京欧赛国际展览承办单位： 北京欧赛国际展览天津裕华展览服务特别支持：天津市人民政府支持媒体：中国新能源网 中国可再生能源网 中国太阳能工程网 慧聪网能源 中国太阳能网 中国太阳能发电网 中国能源网 世界能源网 新能源市场 中国新能源设备网中国 电 源情报网 新能源商情 中国太阳能市场 中国环保电池网 中国硅材料采购网光伏太阳能》杂志 《中国新能源》杂志 中国精品太阳能资讯》 《太阳能》杂志 环球光伏网 中国光伏照明网 《光伏信息报》 中国太阳能配件网 南方太阳能采购网>>>市场背景根据《可再生能源中长期发展规划》。形成从玻璃基板-多晶硅原料-电池片-组件-逆变器-储能电池-发电工程等较为完整的光伏产业链，集聚了晶澳太阳能、通威太阳能、海润光伏、彩虹新能源、中建材新能源、天合光能、乐叶光伏、三星sdi等重点光伏企业，培育了阳光电源、中南光电、睿晶科技、大恒能源、流明新能源、晶晨光伏、微纳电工、聚能新能源等一批本地企业，企业总数达五十余户，其中高新技术企业13户，规模以上企业达26户，5户企业列入工信部光伏制造行业规范条件公告名单。因为国家电网和客户，我们布局了一家公司，就是作为国家电网和客户之间的一个二次能源供给方，你可以把它理解为一个大的充电宝，这样能解决一些社会车辆，我这个能源二次供给方，它既可以给力帆本身的新能源车辆服务，同时也可以给社会车辆进行服务，同时它会有一些价格优势，因为我们既然在研发电池，我们在研发电池端在研发分包电池，也研发储能电池的应用，储能电池的应用就是利用谷价电价，只有几毛钱，充电一般在2-3块的充电电价，这个时候我在谷电对它进行充电，因为晚上的发电是被浪费掉的。

并网逆变器作为光伏电池与电网的接口装置，将光伏电池的直流电能转换成交流电能并传输到电网上，在光伏并网发电系统中起着至关重要的作用。形成从玻璃基板-多晶硅原料-电池片-组件-逆变器-储能电池-发电工程等较为完整的光伏产业链，集聚了晶澳太阳能、通威太阳能、海润光伏、彩虹新能源、中建材新能源、天合光能、乐叶光伏、三星sdi等重点光伏企业，培育了阳光电源、中南光电、睿晶科技、大恒能源、流明新能源、晶晨光伏、微纳电工、聚能新能源等一批本地企业，企业总数达五十余户，其中高新技术企业13户，规模以上企业达26户，5户企业列入工信部光伏制造行业规范条件公告名单。冠亚电源的陈强博士认为，分布式发电系统中，随着太阳辐射量(或者风力)的不断变化，光伏(或风力)发电系统输出的电能也在不断变化，导致发电随机性、间歇性特征，决定了其规模化发展必然会对电网调峰和系统安全运行带来显著影响，必须有先进的储能技术作支撑。

光伏发电系统建设周期短，由于是模块化安装，不仅可用于小到太阳能计算器的几个毫伏，大到数十兆瓦的光伏电站，而且可以根据负荷的增减，任意添加或减少太阳电池容量，既方便灵活，又避免了浪费。 由于太阳能存在上述的优势，光伏发电在世界范围内受到高度的重视，发展很快。但是，目前光伏发电与电网供电的比较，光伏发电价格还比较高， 过其维修费用很少，随着发电量的增加，其价格会下降，优势才逐渐体现出来。在进行太阳能光伏发电时，由于一般太阳能极板输出电压不稳定，不能直接将太阳能极板应用于负载，需要将太阳能转变为电能后存储到一定的储能设备中，如铅酸蓄电 池。太阳能充电器报告但只有当太阳能光伏发电系统工作过程中保持蓄电池没有过充电，也没有过放电，才能使蓄电池的使用寿命延长，效率也得以提高，因此必须对工作过程加以研究分析而予以控制，这种情况下太阳能充电控制器应运而生。 （2）充电控制器的作用及现状 太阳能充电控制器具备充电控制、过充保护、过放保护、防反接保护及短路保护等一系列功能，解决了这一难题，这样控制器在这个过程中起着枢纽作用，它控制太阳能极板对蓄电池的充电，加快蓄电池的充电速度，延长蓄电池的使用寿命。同时太阳能充放电控制器还控制蓄电池对负载的供电，保护蓄电池和负载电路，避免蓄电池发生过放现象，由此可见，控制器具有举足轻重的作用。

[3] 市场上有各种各样的太阳能控制器，这些控制器主要问题对于蓄电池的保护不够充分，不合适的充放电方式容易导致蓄电池的损坏，使蓄电池的使用寿命降低。目前，控制器常用的蓄电池充电法包括三种：恒流充电法、阶段充电法和恒压充电法。但是这些方法由于充电方式单一加上控制策略不够完善，都存在一定的局限性。另一方面，当蓄电池给负载供电时，由于控制器不能时刻检测蓄电池的电压，这样很容易发生蓄电池的过放电，将会导致蓄电池的深度放电，严重影响其寿命。[4] 所以，如何改善太阳充控制器的充放电方式，开发性能优良的充放电控制器，提高其在实际应用中的效率，成为了一个重要的研究方面。 三 、理论依据，研究方法，研究内容三 、理论依据，研究方法，研究内容电流源过压保护研究方法采用 Multiuse 进行仿真 随着科学技术的发展，构成充电电路的集成块越来越多，并且都具有自己的特点。下面我以 LM324 集成块为核心，设计一下充电电路：本文介绍的自制充电器用 LM324 的 4 个运算放大器作为比较器，用 TL431 设置电压基准，用 S8550 作为调整管，把输入电压降压，对电池进行充电，其原理电路见图 4.4。

其特点是电路简单、工作可靠、无需调整、元器件容易购买等，下面分几个部分进行介绍。基准电压 Vref 形成 外接稳压过后的电源、二极管 VD1 后由电容 C1 滤波。VD1 起保护作用，防止外接电源极性反接时损坏 TL431。R3、R4、R5 和 TL431 组成基准电压 Vref，根据图中参数 Vref= 2.5×(390+820)／820=3.70(v)，这个数据主要是针对锂电池充电而设计(单节锂电池充电充满后电压约为 3.70V)。单片机 电池 电池 光 伏电 池 组图 4.4 按键接线图 大电流充电 (1)工作原理 接入电源，电源指示灯 LED(VD2)点亮。装入电池(参考图片，当电池电压低于 Vref时，IC1-2 输出低电平，VT1 导通，输出大电流给电池充电。此时，VT1 处于放大状态-这是因为电池电压和VD4 压降的和约为3.2V(假设开始充电时电池电压约为2.5V)，而经 VD1后的电压大约 5.0V，所以，VT1 的发射极－集电极压差远大于 0.2V，当充电电流为 300mA时，VT1 发热比较严重，所以最好用 PT=625mW 的 S8550，或者适当增大基极电阻以减小充电电流(注：由于 LM324 低电平驱动能力较小，实测 IC1-2，IC1-4 输出低电平并不是 0V，而是约为 0.8V)。

(2)充电的指示 首先看 IC1-3 的工作情况：其同相端 3 脚通过 R13 接 Vref,R14 接成正反馈，反相端 2脚外接电容，并有一负反馈通路，所以，它实际上构成了滞回比较器。刚开始时 C2 上端没有电压，则 IC1-3 输出高电平。这个高电平有两个放电通路，一个通路是通过 R14 反馈到 3 脚，另一通路是经电阻 R15 对电容 C2 充电，当充电的电压高于 3 脚电压 V+ 时，比较器翻转输出低电平；与此同时，由于 R14 的反馈作用，3 脚电压立即下跳到 V-，这时，电容 C2 通过电阻 R15 放电，当放电的电压小于 3 脚电压 V-时，比较器再次翻转输出高电平， 由于 R14 的反馈作用，3 脚电压立即上跳到 V+，此后电路一直重复上述过程，因此，IC1-3 的输出为频率固定的方波信号。 其次看 IC1-4 的工作情况：电池电压经 R2、R16 分压，接 IC1-4 的 3 脚，因为 R2<<R16，所以输入 IC1-4 的 3 脚电压基本上略低于电池电压，显然它更低于其 2 脚电压 因此，IC1-4输出稳定的低电平。结合上面的讨论，我们可以看出，加在 R12 和 VD3 通路一端为频率固定的方波电压，另一端为稳定的低电平，因此，发光二极管 VD3 会周期性点亮，给人一闪一闪的感觉。

电路图如图 4.5 所示：图 4.5 电源模块电路 最后看 IC1-1 的工作情况：当 IC1-2 输出低电平时，显然 IC1-1 的 3 脚为低电平，而其 2 脚通过 R1 接 Vref 所以，IC1-1 也输出低电平。结合上面的讨论，我们可以看出，R11和 VD5 两端电压差为零，因此，VD5(饱和指示)不能点亮!电路图如图 4.6 所示： 另外，由于 IC1-1 输出低电平，无论 IC1-3 的 2 脚电压如何变化(电容充、放电在该脚形成三角波电压)都不会受 IC1-1 输出的影响— 因为 IC1-3 的 2 脚电压(要么高到 V+ ，要么低到 V-)始终高于 IC1-1 的输出，VD6 反偏截止!所以，这种状态下，三只指示灯的工作情况分别为：VD2 点亮，指示电源正常；VD3 闪烁，指示电池充电正常；VD5 不亮。 小电流充电 当充电一段时间后，电池电压慢慢上升到接近 Vref 时，IC1-2 输出电压慢慢上升，于是，流过 R7 的电流慢慢减小，即流经 VT1 基极的电流慢慢减小，因此 VT1 输出的电流也会慢慢减小，但电池电压还会持续不断地缓慢上升，当电池电压几乎等于 Vref 时，IC1-2会输出较高电压，这时 IC1-1 的 3 脚电压高于 2.8OV (反相端 2 脚的输入端电压)， 比较器 翻转输出高电平。

4. u1、r6、r7调整充电拐点电压，恒流充电到拐点值后u1导通，把三极管q1基极电位拉低，j2返回，电路输出为恒压，led2点亮，指示恒压充电，u3通过r4、r5并联对电池恒压充电，通过j2的常闭触点并联r5主要为了提高恒压充电的电流，r2调整u3输出电压。其显示原理是：光功率指示单元功能电路（一般为集成运放构成的比较器）自动跟踪检测光探测器的工作电流，并将它转换成电压，该电压与基准电压进行比较，一旦检测电压高于基准电压，就说明有光功率指示，即驱动发光二极管点亮，指示有光功率。第二部分 是设计一款电压比较器 a，参考电压 2.5v，再设计一款电压跟随器 b，跟随电压 比较器 a 的电压，利用前面的稳压电源，驱动三极管，通过可调电阻，控制 led （红色）灯的点亮和熄灭。

由于电容c3两端电压不能突变，刚通电时，a2的2脚为低电平，a2被触发置位，3脚输出高电平，此高电平经电位器rp、二极管vd5向电池g充电，改变rp值可以调节充电电流的大校此时a2的7脚被悬空，vl发光指示电路在充电。修后分析：当电池给手机供电后电源ic的第51#输出3.8v的电压，按开机键后15#电平由变低，电源ic输出各组电压使手机开机。电路设计工作是设置进入快速充电的电压阈值，进入恒压充电的电压阈值，充电超时时间，恒流充电的电流值，恒压充电的电压值，充电结束的电流阈值，中断处理，提供sys接口给上层都充电的状态，包括电池的类型，电池最高电压，电池最低电压，电池当前电压，电池电量的百分比，电池的状态，充电电流和电池温度等等。

17.中科院电工研究所延庆太阳能热发电实验电站：8月，电站首次太阳能发电实验获得成功，至今已无故障运行3个多月，这标志着我国首座太阳能热发电实验电站顺利建成。第六章、总结虽然目前我国直接促进储能电池行业发展的鼓励政策还并为出台，但是随着风力发电、光伏发电规模的不断扩大，储能电站技术作为风电、光电上网前的重要步骤，必将得到越来越多的重视，而利用液流电池和钠硫电池进行储能电站建设，又比利用水力、锂电池、铅酸电池等更具优势，具有极大可能市场发展空间。目前主流的光电转换器件是硅系太阳能电池，虽然硅太阳能电池具有光电转换效率高，性能稳定等优点，但是在硅太阳能电池（p-n 结电池）中，光生电子和电子的传输都要依靠硅基来完成，容易导致电子的复合。

分3种情况都有可能，电池，手机和充电器，如果手机可以用usb充电的话，可以先用电脑的usb接口来充电，如果可以就是充电器不好，如果还是不行的话就是电池与手机的问题了，可以用万能充来充电池，如果可以充的进去那就说明是手机有问题了，如果充不进去那就是电池坏了。智能电池充电：根据用户的电池配置自动调整电池的充电参数，并会根据供电环境对电池进行均充浮充转换、温度补偿充电，放电管理。如果没有万用表，也可以用手机简单验证——在万能充电器显示充满时取下电池，放到手机里用手机直充继续充电，如果此时手机显示“继续充电”，就取出电池用万能充再充，30分钟后再试一次，可反复多尝试几次，如果每次手机都显示“继续充电”，说明这个万能充电器的充电饱和程度不如原装充电器，但同时也不会过分充电，因此不会对电池造成伤害。

5━12 周：利用 Multiuse 进行仿真 。 13━15 周：对所编写的算法进行调试、仿真，验证仿真结果和做实物。 16━18 周：撰写毕业论文，准备答辩。 六、 参考文献 [1] 清华大学电子教研组编 阎石主编：《数字电子技术基础》（第四版），高等教育出版社，1998 年 12 月 [2] 张永瑞 等编：《电子测量技术基础》，西安电子科技大学出版社，2004 年 12月 [3] 孙肖子、张企民编：《模拟电子技术基础》，西安电子科技大学出版社，2001年 1 月 [4] 张毅刚 等编：《新编 MCS-51 单片机应用设计》，哈尔滨工业大学出版社，2003 年 7 月

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