太陽能充電器項(xiàng)目研究報(bào)告-文庫吧
2025-09-04 11:56 本頁面
【正文】 4 萬倍，可謂取之不盡，用之不竭。其次，宇宙空 間沒有晝夜和四季之分，也沒有烏云和陰影，輻射能量十分穩(wěn)定。因而發(fā)電系統(tǒng)相對說來比地面簡單，而且在無重量、高真空的宇宙環(huán)境中，對設(shè)備構(gòu)件的強(qiáng)度要求也不太高。再者，太陽能和石油、煤炭等礦物燃料不同，不會(huì)導(dǎo)致 溫室效應(yīng) 和全球性氣候變化，也不會(huì)造成環(huán)境污染。正因?yàn)槿绱耍柲艿睦檬艿皆S多國家的重視，大家正在競相開發(fā)各種光電新技術(shù)和光電新型材料，以擴(kuò)大太陽能利用的應(yīng)用領(lǐng)域。 在太陽能的有效利用當(dāng)中 , 太陽光能利用是近些年來發(fā)展最快 ,最具活力的領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)開發(fā)出一種具有實(shí)用價(jià)值的太陽能充電系統(tǒng)，可以對電池進(jìn)行充電 ，給人們帶來了極大的方便，有一定的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。太陽能充電技術(shù)是目前各國競相研究的應(yīng)用技術(shù) ,同時(shí)也是與前沿理論結(jié)合得最緊密的應(yīng)用技術(shù)。太陽能充電技術(shù)涉及物理學(xué)、材料科學(xué)、控制理論、電子科學(xué)等諸多學(xué)科。太陽能充電技術(shù)的主要研究內(nèi)容 ,就是如何在給定光 電轉(zhuǎn)換材料和電池的條件下 ,完成高效充電。 研究的目的與意義 使用手機(jī)的人都有過這樣的經(jīng)歷：外出時(shí)手機(jī)電池突然沒有電了，因充電器不在 3 身邊或找不到可以充電的地方，影響了手機(jī)的正常使用。為了解決這一問題，本文介紹一種太陽能手機(jī)充電器，它使用太陽能電池板， 經(jīng)電路進(jìn)行直流電壓變換后給手機(jī)電池充電，并能在電池充電完成后自動(dòng)停止充電。 研究的背景 太陽能作為一種新型的資源越來越多地被人們關(guān)注，它所帶來的一系列的產(chǎn)業(yè)也逐漸成為目前非常具有開發(fā)潛力的產(chǎn)業(yè)。太陽能光伏發(fā)電是太陽能應(yīng)用的主要產(chǎn)業(yè)之一。在我國太陽能資源極其豐富，陸地每年接受的太陽輻射能相當(dāng)驚人。如果將這些太陽能充分加以利用，不僅有可能節(jié)省大量常規(guī)能源，而且可以有效地減少常規(guī)能源所帶來的環(huán)境污染。 太陽能手機(jī)充電器不僅能夠解決這些令人頭疼的問題，而且使用太陽能手機(jī)充電器更加的經(jīng)濟(jì)與環(huán)?！，F(xiàn)今社會(huì)人們生 活質(zhì)量提高的同時(shí)，對于時(shí)尚的追求也成為了一種普遍的現(xiàn)象。所以一個(gè)小巧而又外型美觀的太陽能手機(jī)充電器可以更多得到人們的青睞 能量的傳送和信號(hào)的傳輸要求顯然不同，后者要求其內(nèi)容的完整和真實(shí)，不太要求效率，而前者要求的是功率和效率。雖然能量的無線傳送的想法早已有之，但因?yàn)橐恢睙o法突破效率這個(gè)瓶頸，使它一直不能進(jìn)入實(shí)用領(lǐng)域。 本充電器 其傳輸效率 可提高到滿意的程度。 設(shè)計(jì)思路和分析 太陽能充電器的設(shè)計(jì)，以太陽能電池板為能源核心對硬件電路進(jìn)行供電，控制電路以單片機(jī)為核心，整個(gè)系統(tǒng)由電源變換電路、采樣電路、處理 器、脈寬調(diào)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(jī)來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用太陽能電池板對 51 單片機(jī)進(jìn)行供電，設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的太陽能充電電路，通過脈寬調(diào)制對手機(jī)電池充電進(jìn)行智能控制。 4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 1 太陽能電池等效電路 太 陽 能 電 池 輸 出 電 壓 電 流 IV 方 程 為 (1) 其中 I 為 PN 結(jié)的電流， I0 為反向飽和電流， V 為外加電壓， q 為電子電荷 ( 1019C)， K 為玻爾茲曼常數(shù) ( 1023J/K)， T 為絕對溫度， A 為二極管因子（取值范圍 1～ 5 ）。 太陽能電池電壓電流為非線性的，日照條件不變的情況下，太陽能電池輸出存在一個(gè)最大功率點(diǎn)，即在該點(diǎn)輸出電壓和輸出電流下，能夠?qū)⑻柲茏畲蟪潭鹊剞D(zhuǎn)化充電電能。目前所采用的方法是在太陽能電池陣列和負(fù)載之間增加一個(gè) DCDC 變換器，通過改變 DCDC 變換器中功率開關(guān)管的導(dǎo)通率，使太陽能電池工作在最大功率點(diǎn)（ MPPT），實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。 本設(shè)計(jì)從充分利用太陽能的轉(zhuǎn)換能量角度，選用 SPV1040DCDC 轉(zhuǎn)換芯片，跟蹤最大功率點(diǎn)，提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率；考慮到太陽能電池輸出電壓的變化范圍以及鋰電池的充電安 全和充電器的自身工作狀況，選用 L6924D 電源管理芯片，設(shè)計(jì)出以SPV1040 和 L6924D 為主要芯片的太陽能鋰電池充電器。 5 第二節(jié) 方案 設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì) 太陽能電池板 太陽能電池包括一個(gè) pn 接點(diǎn)，光能（光子）在此使得電子和空穴重新組合，從而產(chǎn)生電流。由于 pn接點(diǎn)的特性類似于二極管，因此我們通常將圖 1 所示的電路用作太陽能電池特性的簡化模型。太陽能電池包括一個(gè) pn 接點(diǎn)，光能（光子）在此使得電子和空穴重新組合，從而產(chǎn)生電流。由于 pn 接點(diǎn)的特性類似于二極管，因此我們通常將圖 2 所示的電路用作太陽能電池特性的簡化模型 。 圖 2 太陽能電池的簡化電路模型 電流源 IPH 生成的電流與太陽能電池接收的光照量成正比。在不接負(fù)載時(shí)，幾乎所有生成的電流都流經(jīng)二極管 D，其正向電壓決定著太陽能電池的開路電壓 (VOC)。VOC 因不同類型太陽能電池的具體特性而有所差異。但對大多數(shù)硅電池來說，VOC 值都在 ～ 之間，這也是 pn 接點(diǎn)二極管的正常正向電壓范圍。 并行電阻 (RP) 表示實(shí)際電池發(fā)生的較小漏電流，而 Rs 則表示連接損耗。隨著負(fù)載電流的增加，太陽能電池生成的電流會(huì)有更多一部分偏離二極管而進(jìn)入負(fù)載。對大多數(shù)負(fù)
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