便携式太阳能充电器的设计(含电路原理图,Proteus仿真程序)

便携式太阳能充电器的设计(含电路原理图,Proteus仿真程序)(论文9000字,Proteus仿真程序)
摘   要
随着人们对化石能源的开采，能够利用的资源越来越少，再加上化石能源对环境的污染越来越严重，寻找新的洁净、高效的能源，成为了人们迫在眉睫的问题。从上个世纪人们就开始研究太阳能，到了今天太阳能的利用有了前所未有的进步。
人们出门在外，最大的问题就是手机等电子产品电耗完了，但是却没有可以快随直接的供电产品，这该如何解决呢？本文在这一问题的基础上提出了基于单片机的便携式太阳能充电器的设计，利用单片机的智能性实现了对电路的控制，利用光伏发电的原理将太阳能所发的电转换为电子产品所能利用的电能，从而解决了人们的一大难题。而且它不仅可以为手机等充电，还能作为一般的电源来使用，与传统的充电器相比有很大的优势。
关键词：太阳能；光伏发电；电池；单片机；智能；

The Design Of The Portable Solar Charger
ABSTRACT
As people on fossil energy mining,less resources leave for us to use, combined with fossil energy pollution more and more serious, looking for a new clean and efficient energy, became  the looming problems .From the last century, people started to research on solar energy, to the use of solar energy today,it have an unprecedented progress.
People go out in the outside, the biggest problem is that mobile phones and other electronic products, power consumption, but not to fast with the direct power supply products, how to solve this? This article is based on MCU which is proposed on the basis of the design of the portable solar charger, using single-chip microcomputer intelligent realized the control of the circuit, by the use of the principle of photovoltaic solar electricity is converted to electronic products can use electricity, thus solved a big problem to people and it can not only for charging the mobile phone, also can be used as a general power, to compared with the traditional charger,it has a great advantage.

Key words: Solar energy; Photovoltaic (pv) power generation; The battery; Single chip microcomputer; Smart; DC/DC conversion

本课题研究的主要内容
本课题所研究的太阳能充电器是通过太阳能电池板，利用“光生伏打效应”将太阳能转换为电能，经过输出装置，为负载提供电能。经过直流变换即所谓的斩波环节，将一种直流电，变换为另一种可以控制的直流电，从而满足充电的要求。通过单片机的控制环节，经过复杂的控制，生成PWM波，控制开关管的关闭与导通，从而实现电路的控制环节。由于对锂电池采用全过程恒流充电的方式容易使电池因为过度充电而减少使用的寿命，所以采用开始恒流快速充电的方式，等到电压上升到设定值时，采用恒压的充电方式这个过程也是通过单片机的控制来实现的。而且系统中设有完备的过电流过电压保护，避免电池因过度充电而损坏。电路中设置有显示环节，通过功能键灵活的选择电路的输出，为不同的电子产品充电。有阳光的地方就能够充电，与传统的充电器相比，更为灵活，通信更为方便[3]。

系统的总体设计方案
由于太阳光的变化幅度大而且无规律，所以通过太阳能电池板所获得的电能不稳定，不能直接用来供给给电路，所以需要经过直流变换的环节，即斩波电路将一种直流变换为另一种可调节的直流，从而满足电路的需求。而且大部分充电器大都采用大电流的快速充电法，如果充电时间过长而没有及时拔去充电器，就会造成电池的损伤，从而减短电池的寿命[4]。在本系统中通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，由AT89C51单片机编程实现PWM波控制开关管从而实现输出电压电流的改变，通过显示电路显示输出状态及大小，由ADC0832实现数据的采集及转换并传给单片机做判断处理，从而实现电路的智能输出与控制[5]。
系统中电能的主要来源是太阳能电池板，它是整个系统的主体部分，也是最主要的部分，本文以手机、MP3等常用小功率用电设备为例，说明其太阳能充电器的设计过程。考虑被充电池的电流不同所需充电时间不等，采用八块相同参数电池板进行串、并联，实测的峰值电压可达6V，峰值电流为100mA，实测功率为0.6W。实际输出可根据不同的被充电对象进行平滑调整。本课题中所采用的太阳能电池板经过稳压器输出为5V的电压。
 

目  录
1. 绪论    1
1.1 本课题研究的背景    1
1.2 太阳能充电器的优点    1
1.3 本课题研究的主要内容    2
2. 太阳能充电器的硬件电路设计    2
2.1 太阳能发电的原理    2
2.2 系统的总体设计方案    2
2.3 单片机控制单元    4
2.4 电流电压的采集及转换    5
2.5 按键指示电路的设计    6
2.6 LCD显示电路    7
2.7 DC/DC变换电路的实现    8
     2.8蓄电池电压检测设计
3. 软件设计    8
3.1 系统整体程序设计框架    8
3.2 电路启动与初始化    9
3.3 按键采集程序    10
3.4 数码管显示子程序    11
3.5 数据采集及模数转换程序    11
3.6 充电子程序的设计    12
3.7 电源子程序的设计    12
3.8. 电路的仿真    13
4. 总结    17
参考文献    18
附录1 主电路原理图    19
附录2 源程序    20
致  谢    29