【正文】 摘要 I 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基于 MPPT 的太陽能手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)與仿真 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生 姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo) 教師： 答辯 日期： 2021 年 6 月 摘 要 太陽能作為一種可再生、清潔能源，對(duì)于化石能源的替代和環(huán)境問題的改善有很大幫助。目前，太陽能電池在便攜式電子設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步?，F(xiàn)在手機(jī)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?，但是手機(jī)電池的儲(chǔ)能是有限的，在遠(yuǎn)離市電的環(huán)境下，電池的耗盡為通信帶來極大的不便。而且，近些年來手機(jī)充電器的安全問題已逐步受到人們的關(guān)注。 本文在對(duì)太陽能手機(jī)充電器進(jìn)行了理論研究與計(jì)算機(jī)仿真的基礎(chǔ)上 ，設(shè)計(jì)了兩種在沒有電源的情況下也能給手機(jī)充電的太陽能手機(jī)充電器，即基于集成芯片的太陽能手機(jī)充電器與基于 MPPT 的太陽能手機(jī)充電器。在硬件電路與軟件程序方面進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)其作為充電器應(yīng)具備的基本功能。還應(yīng)用 MATLAB 仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真研究。并且對(duì)兩種太陽能手機(jī)充電器設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了比對(duì)，闡述了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 手機(jī)充電器；太陽能； MATLAB；芯片；單片機(jī) 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) II Abstract Solar energy as a renewable and clean energy, to the improvement of the replace fossil energy and the environment are of great help. At present, the solar cell application in portable electronic devices has made great progress. Now mobile phone has bee an indispensable part of People39。s Daily life, but mobile phone battery energy storage is limited, in far away from the grid environment, battery run out for munication inconvenient. Moreover, the security problems of mobile phone chargers has gradually by the attention of people in recent years. Of solar mobile charger in this paper, on the basis of theory research and puter simulation, design the two solar mobile charger witch can also be used to recharge the phone without power , solar mobile charger based on integrated chip and solar mobile charger based on the MPPT. In the aspect of hardware circuit and software program in detail design, so it can realize it as a charger should possess the basic function. What’ s more,this paper used the MATLAB simulation software of circuit simulation. And the two kinds of solar mobile charger design has carried on the parison, this paper expounds the respective advantages and disadvantages. Keywords Mobile phone charger。 Solar energy。 MATLAB。 Chips。 Single chip microputer III 目 錄 摘要 ....................................................................................................................... II Abstract.................................................................................................................. II 第 1章 緒論 .......................................................................................................... 1 課題研究的背景及意義 .................................... 1 太陽能研究的背景及意義 ............................. 1 手機(jī)充電器研究的背景及意義 ......................... 1 市場(chǎng)產(chǎn)品概況及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................ 2 市場(chǎng)產(chǎn)品概況 ....................................... 2 太陽能國內(nèi)研究狀況 ................................. 2 太陽能國外研究狀況 ................................. 2 課題研究的主要內(nèi)容 ...................................... 3 本章小結(jié) ................................................ 3 第 2章 太陽能電池與蓄電池的論述 .................................................................. 5 太陽能電池的研究 ........................................ 5 太陽能電池的工作原理 ............................... 5 太陽能電池的等效電路 ............................... 5 太陽能電池的輸出特性 ............................... 7 太陽能電池仿真模型的建立 ........................... 8 太陽能電池最大功率的實(shí)現(xiàn) ............................10 蓄電池及其充電控制 ......................................14 蓄電池介紹 .........................................14 蓄電池充電方法 .....................................14 蓄電池充電仿真 .....................................15 本章小結(jié) ................................................16 第 3章 基于芯片的太陽能手機(jī)充電器硬件設(shè)計(jì) .............................................17 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)設(shè)計(jì) ......................................17 CN3063 芯片介紹 .........................................17 MCC6288芯片介紹 ........................................19 本章小結(jié) ................................................21 第 4章 基于 MPPT 的太陽能手機(jī)充電器硬件設(shè)計(jì) ...........................................22 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ............................................22 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求 ...................................22 系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì) .....................................22 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................22 具體硬件電路的設(shè)計(jì) ......................................24 基于 MPPT 的蓄電池充電控制電路設(shè)計(jì) ..................24 IV 蓄電池放電電路 .....................................26 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) ...................................27 軟件設(shè)計(jì) ...........................................34 本章小結(jié) ................................................37 結(jié)論 .......................................................................................................................38 參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................39 致謝 .......................................................................................................................40 附錄 1 開題報(bào)告 ..................................................................................................41 附錄 2 中期報(bào)告 ..................................................................................................45 第 1章 緒論 1 第 1章 緒論 課題研究的背景及意義 太陽能研究的背景及意義 隨著人們對(duì)化石能源的開采，能源日益緊缺，再加上化石能源對(duì)環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重，環(huán)保的壓力不斷增大，尋找廉價(jià)的新型的清潔能源，成為了世界各國的發(fā)展方向。對(duì)于地球來說，接收到的太陽能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所利用的能量，這就造成了能源和資源的浪費(fèi)。而且，太陽能屬于清潔能 源，不會(huì)產(chǎn)生化石燃料燃燒所產(chǎn)生的溫室氣體，更不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此，為了提高國際競(jìng)爭(zhēng)力，各國對(duì)于太陽能資源的利用和開發(fā)更是刻不容緩。太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅是單純的經(jīng)濟(jì)問題，更是能源替代和環(huán)保的問題。太陽能電池是利用太陽光和材料相互作用直接產(chǎn)生電能，不需要消耗燃料和水等物質(zhì)，轉(zhuǎn)換過程中不釋放包括二氧化碳在內(nèi)的溫室氣體，是對(duì)環(huán)境沒有任何污染的可再生能源。這對(duì)改善生態(tài)環(huán)境、緩解溫室效應(yīng)具有非常重大的意義。目前，太陽能電池的應(yīng)用已從軍事、航天領(lǐng)域進(jìn)入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、家用電器以及公用設(shè)施等部門。而且隨著太陽能電池 技術(shù)的改進(jìn)以及新型光 — 電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，以及各國對(duì)環(huán)境的保護(hù)要求和對(duì)再生清潔能源的巨大需求，太陽能電池仍是利用太陽輻射能切實(shí)可行的方法，為人類將來大規(guī)模地利用太陽能開辟廣闊的前景。太陽能電池技術(shù)最重要的研究內(nèi)容，就是如何在給定光電轉(zhuǎn)換材料和電池的條件下，完成高效可靠的充電。隨著太陽能電池板價(jià)格方面越來越便宜和科學(xué)家在光伏技術(shù)方面研究的不斷