【正文】 ........................................................................ 7 圖 24 蓄電池充電時端電壓變化曲線 …………………… ………………………………… ..8 圖 25 蓄電池放電時端電壓變化曲線 ………………… …………………………………… ..9 圖 26 電源模塊電路 …… ………………………………………… ………………………… 10 圖 27 AT89C51 單片機系統(tǒng)結構圖 …………………… …………………………………… .11 圖 28 ADC0809 內部結構及管腳圖 ……………………… ………………………………… .12 圖 29 89C51 與 ADC0809 的設計電路 ………………… …………………………………… .13 圖 210 BUCK 變換器設計電路 ……………………… ……………………………………… .15 圖 211 數(shù)碼管顯示電路 …………………………… ……… ……………………………… ..15 圖 31 程序整體框 架流程 ……………………………… …………………………………… 17 圖 32 數(shù)據(jù)采集子程序框圖 …………………………… …………………………………… 19 圖 33 充電子程序框圖 ……………………………… ……………………………………… 20 圖 34 電源子程序框圖 …………………………… ………………………………………… 21 鄭佳：太陽能充電器的設計 II 摘 要 在污染和能源口趨緊張的背景下，太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，具有 儲量大、利用經濟、清潔環(huán)保等優(yōu)點。因此，太陽能的利用越來越受到人們的重視。本文試圖設計一種切實可行的太陽能充電控制器，通過對蓄電池充電，滿足小功率的用戶需求。 本文重點研究了用 AT89C51 實現(xiàn)太陽能充電控制技術。 電池充電的 太陽能 控制器硬件系統(tǒng)， 包括系統(tǒng)的硬件電路設計、各部分電路的功能、工作原理和電子元器件型號的選取。硬件系統(tǒng)由直流穩(wěn)壓電源電路， A/D 實現(xiàn)對蓄電池端電壓的動態(tài)監(jiān)測及轉換、 AT89C51 控制電路三個部分組成，完成了整個太陽能充電控制器電路原理圖的設計和制作。但是由于時間關系，沒能完成實物的實驗 測試。 本文還對太陽能電池的結構原理、太陽能電池板的伏安特性、常用的鉛酸蓄電池原理及工作情況作了詳細介紹，并在此基礎上介紹常用的蓄電池充電方法。 關鍵詞：太陽能； 蓄電池； 充電控制； AT89C51； ADC0809 銅陵學院 畢業(yè)論文 （設計） III ABSTRACT Against the background of energy shortage and its pollution, solar energy as a new kind of energy has a lot of advantages such as large reserves, economic, cleanliness and so on. So, people begin to pay more attention to the use of solar energy. The paper designs a feasible solar energy charging controller and storage batteries are charged to meet the needs of lowpower users. This article focuses on the use of singlechip realization of solar charge control technology. 100watt solar panels to 12volt solar battery charge controller hardware system is detailed, including system hardware circuit design, the various parts of the circuit functions, working principles and models of selected electronic ponents. Hardware system is posed of four parts, which are DC regulated power supply circuit, A / D to achieve on the battery terminal voltage of the dynamic monitoring and conversion, AT89C51control and output switching circuit. And finish the entire solar charge controller circuit schematic design and production. PROTEUS simulation with circuit simulation software was acplished, and a corresponding circuit board was produced. However, due to time constraints, I failed to plete the kind of experimental test. In this paper, also the structure of the principle of solar cells, solar panels of the Volta metric characteristics of leadacid batteries monly used in the work of principle was detailed, and the basis of methods monly used on rechargeable batteries was introduced. Key words: solar。 battery。 charge control。 AT89C51 ADC0809 銅陵學院 畢業(yè)論文 （設計） 1 引 言 當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經濟發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行 “ 陽光計劃 ” ，開發(fā)太陽能資源，尋求經濟發(fā)展的新動力。 太陽能電池是利用太陽光和材料相互作用直接產生電能，不需要消耗燃料和水等物質，使用中不釋放包括二氧化碳在內的任何氣體，是對環(huán)境無污染的可再生能源。這對改善生態(tài)環(huán)境、緩解溫室氣體的有害作用具有重大意義。 目前 ， 太陽能電池的應用已從軍事領域、航天領域進入工業(yè)、商業(yè)、農業(yè)、通信、家用電器以及公用設施等部門，尤其可以分散地在邊遠地區(qū)、高山、沙 漠、海島和農村使用，以節(jié)省造價很貴的輸電線路。但是，從長遠來看，隨著太陽能電池制造技術的改進以及新的光 — 電轉換裝置的發(fā)明，各國對環(huán)境的保護和對再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍將是利用太陽輻射能比較切實可行的方法，可為人類未來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景 。而由于太陽能發(fā)電有如安全可靠，無污染，不受地域限制，無需消耗燃料，維護簡便，建設周期短，建設的規(guī)模大小隨意，不需要架設輸線路，可以方便地與建筑物結合等等一系列的優(yōu)點，這些優(yōu)點是常規(guī)發(fā)電以及其它發(fā)電方式不能比擬的，因而太陽能發(fā)電成為目前各國研究得最多， 發(fā)展也是最快的技術之一，從 2020年至 2020年，全球光伏電池產量年平均增長率幾乎達到了 %。 根據(jù)歐盟的預測，到 2030 年可再生能源在總能源結構中將占到 30%，而利用太陽能發(fā)電將占到總能耗的 10%以上，到 2050 年，可再生能源在總能源結構中占 50%以上，而太陽能發(fā)電將占總能耗 20%。到 2100 年，可再生能源將占 86%，而太陽能的占有比率則將高達 70%，其中利用太陽能來進行的發(fā)電將占 64%。 鄭佳：太陽能充電器的設計 2 第一章 緒論 設計目的 眾所周知，化石能源由于日益消耗而面臨枯竭的現(xiàn)象，加上人們 對環(huán)保越來越重視，尋找各種清潔能源來代替化石能源變得極為重要。太陽能作為一種可再生能源有取之不盡用之不竭并且清潔安全的優(yōu)點，因此太陽能有著廣泛的應用前景。 如今是信息化大爆炸的時代，手機已經走進千家萬戶。然而當人們出門旅行時，手機充電不方便始終困擾著大家。因此設計一種太陽能充電器對于用戶來說既方便又節(jié)能。人們可以隨時隨地對手機充電啦！本課程設計介紹一種太陽能充電器，利用單片機控制，將太陽能經過電路轉換為直流電源給手機充電，與常規(guī)的充電器相比有著明顯的優(yōu)勢 設計思路和分析 太陽能充電器的設計，以太陽能 電池板為能源核心對硬件電路進行供電，控制電路以單片機為核心，整個系統(tǒng)由電源變換電路、采樣電路、處理器、脈寬調制控制器和電池組組成。系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集及處理都采用單片機來實現(xiàn)。本設計采用太陽能電池板對 51 單片機進行供電，設計了基于單片機的太陽能充電電路，通過脈寬調制對手機電池充電進行智能控制 。 硅太陽能電池與參數(shù) 硅太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池和非晶硅薄膜太陽能電池三種。單晶硅太陽能電池轉換效率最高，技術也最為成熟。在實驗室里最高的轉換效率為 %，規(guī)模生產時的效率為 15%。 多晶硅薄膜太陽能電池與單晶硅比較，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜電池，其實驗室最高轉換效率為 18%,工業(yè)規(guī)模生產的轉換效率為10%。非晶硅薄膜太陽能電池成本低重量輕，轉換效率較高，便于大規(guī)模生產，有極大的潛力。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實際應用。 硅太陽能電池片常用的為單晶 125 大倒角，其尺寸為 125mm*125mm，對角線 150mm，功率 ，工作電壓 ，工作電流 ，開路電壓 ，短路電流 。太陽 能電池可根據(jù)電壓大小需要，由不同數(shù)量的太陽能電池片組成，其轉換效率受光照、溫度、太陽電池晶體類型及制 造工 藝等影響， 2020 年中國平均效率為 %。常見的太陽能電池電壓有 3V、 6V、 9V、 12V、 18V、 32V、 48V 等，更大的用于太陽能電廠發(fā)電項目。 銅陵學院 畢業(yè)論文 （設計） 3 系統(tǒng)總體框圖設計 圖 11 系統(tǒng)的總體結構 太陽能電池在使用時由于太陽光的變化較大，其內阻又比較高，因此輸出電壓不穩(wěn)定，輸出電流較小，這就需 要用充電控制電路將電池板輸出的直流電壓變換后供給電池充電。當光線條件適宜時，通過太陽能電池板吸收太陽光，將光能轉換為電能。由于充電器多采用大電流的快速充電法，在電池充滿后如果不及時停止會使電池發(fā)燙，過度的充電會嚴重損害電池的壽命。這就需要一個復雜的控制系統(tǒng)， 51 系列單片機時當前使用最為廣泛的 8位單片機系列，其豐富的開發(fā)資源和較低的開發(fā)成本，是 51 系列單片機現(xiàn)在以至將來都會有強大的生命力。本系統(tǒng)將采用 89C51 做為充電電路的控制器，從而以較低的成本輕松實現(xiàn)復雜的充電智能控制，同時也可以為其他小型電子產品提供潔 凈的直流電源。本系統(tǒng)總體設計方案如圖 1． 1 所示，通過太陽能電池板將太陽能轉換為電