【正文】 將蓄電池輸出的 升高到穩(wěn)定的 5V，然后為手機(jī)充電。 將參數(shù) Vout=8V， Ipmax=， f=50KHz 代入式 (44)可以計(jì)算出電感 L=，本設(shè)計(jì)取電感值為 47μH。 控制電路的核心器件是單片機(jī)，具體的電路包括 :單片機(jī)外圍電路、采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路、輔助電源電路。 輸出電壓額定值為 ，變化的范圍是 到 。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求 本設(shè)計(jì)要完成的主要任務(wù)是：太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并把電能儲(chǔ)存在蓄電池中，為手機(jī)提供穩(wěn)定的充電電源。 第 3章 基于芯片的太陽(yáng) 能手機(jī)充電器設(shè)計(jì) 21 10uF 以上的濾波電容，用于減小輸出的噪聲。高增益的誤 差放大器保證了在不同輸入電壓和不同負(fù)載電流情況下穩(wěn)定的輸出電壓。芯片內(nèi)部包括輸出 電壓反饋和修正網(wǎng)絡(luò)、啟動(dòng)電路、震蕩電路、參考電壓電路、 PFM 控制電路、過(guò)流保護(hù)電路以及功率管。 (3)參數(shù)設(shè)定 在恒流模式，計(jì)算充電電流的 公式為： ISETCH R1800VI ? (31) 其中 ICH —— 充電電流， A； RISET —— ISET 管腳到地的電阻 ，Ω 。這樣可以保證即使在輸入電壓源的電流輸出能力很微弱的情況下，也能為電池充電。當(dāng)輸入電壓大于 ，并且充電電流減小到充電結(jié)束閾值 (恒流充電電流的 10%)時(shí)，充電周期結(jié)束。當(dāng)輸入電壓掉電時(shí)， CN3063 自動(dòng)進(jìn)入低功耗的睡眠模式，此時(shí)電池的電流消耗小于3μA。 太陽(yáng)能 電池 充電芯片 CN 3063 蓄電池 升壓芯片 MCC 6288 手機(jī) 圖 31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 (2)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能電池板的選擇為：開(kāi)路電壓 ,短路電流 175mA,最大電壓 ,最大電流 150mA，峰值功率 外型尺寸是 10469mm； 蓄電池的參數(shù)選擇為：選擇鋰離子電池作為儲(chǔ)能蓄電池，標(biāo)稱(chēng)電壓 ，充電終止電壓 ，放電終止電壓 ，額定容量 1000mAh； 蓄電池的充電控制芯片選為 CN3063，蓄電池放電電路的升壓芯片選為 MCC6288[10]。對(duì)恒流恒壓充電方式進(jìn)行了 simulink 建模與仿真。 電 流 / C電 壓 / V1 C0 . 1C電 壓電 流恒 流 恒 壓 圖 214 恒流恒壓充電曲線(xiàn)圖 因此，本設(shè)計(jì)選用恒流恒壓充電的方法為蓄電池進(jìn)行充電。在充電過(guò)程中充電電壓始終保持不變，稱(chēng)為恒定電壓充電法。因此，本設(shè)計(jì)選用鋰離子電池作為儲(chǔ)能蓄電池。 第 2章 太陽(yáng)能電池與蓄電池論述 13 svtI ot y nIVP W Mm p p tv+V o l t a g e M e a s u r e m e n t 1S t e p 1S t e pS e r i e s R L C B r a n c h 3S e r i e s R L C B r a n c h 2S e r i e s R L C B r a n c h 1S e r i e s R L C B r a n c hS c o p eP r o d u c tgmDSM o s f e tM e m o r ymakD i o d ei+C u r r e n t M e a s u r e m e n ts+C o n t r o l l e d C u r r e n t S o u r c e2 5C o n s t a n t 11 0 0 0C o n s t a n t 圖 210 實(shí)現(xiàn) MPPT 的 simulink 仿真模塊 設(shè)太陽(yáng)能電池工作的光照強(qiáng)度與溫度的初始值分別是 1000W/㎡ 和 25℃ 。 因?yàn)樘?yáng)能電池的 PV 曲線(xiàn)在最大功率點(diǎn)處的斜率是零，于是得到： 0dVdIVIdVdP ??? (214) 即： 第 2章 太陽(yáng)能電池與蓄電池論述 11 VIdVdI ?? (215) 式 (215)就是實(shí)現(xiàn) MPPT 的條件，也就是說(shuō)，當(dāng)輸出電導(dǎo)的變化量與輸出電導(dǎo)的負(fù)值相同時(shí)，太陽(yáng)能電池工作于最大工作點(diǎn)處。)有： TrefTdT ?? (29) scr e fr e f I1SSdTSSαdI ?????? ??? (210) dIRβdTdV s??? (211) dIII39。太陽(yáng)能電池輸出電壓、輸出電流與輸出功率隨光照強(qiáng)度的變化 曲線(xiàn)如圖 23 所示，太陽(yáng)能電池輸出電壓、輸出電流與輸出功率隨溫度的變化曲線(xiàn)如圖 24 所示。這樣，太陽(yáng)能通過(guò)太陽(yáng)能電池就轉(zhuǎn)換為了可以使用的電能。 對(duì)兩種太陽(yáng)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) 。在太陽(yáng)能電池的研究方面，國(guó)內(nèi)很多高校和研究機(jī)構(gòu)也都長(zhǎng)期致力于太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的研究，并積累了許多經(jīng)驗(yàn)也取得了一些的研究成果。 市場(chǎng)產(chǎn)品概況及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 市場(chǎng)產(chǎn)品概況 如今，市場(chǎng)上手機(jī)充電器的類(lèi)型主要有旅行手機(jī)充電器、座式充手機(jī)電器、車(chē)載手機(jī)充電器、無(wú)線(xiàn)手機(jī)充電器、太陽(yáng)能手機(jī)充電器等。然而現(xiàn)在市場(chǎng)上有些充電器的 產(chǎn)品質(zhì)量并不能滿(mǎn)足要求，而且還存在著安全隱患。而且隨著太陽(yáng)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(guó)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(yáng)能電池仍是利用太陽(yáng)輻射能切實(shí)可行的方法，為人類(lèi)將來(lái)大規(guī)模地利用太陽(yáng)能開(kāi)辟?gòu)V闊的前景。 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(yáng)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ........................... 2 市場(chǎng)產(chǎn)品概況 ....................................... 2 太陽(yáng)能?chē)?guó)內(nèi)研究狀況 ................................. 2 太陽(yáng)能?chē)?guó)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(yáng)能電池與蓄電池的論述 .................................................................. 5 太陽(yáng)能電池的研究 ....................................... 5 太陽(yáng)能電池的工作原理 ............................... 5 太陽(yáng)能電池的等效電路 ............................... 5 太陽(yáng)能電池的輸出特性 ............................... 7 太陽(yáng)能電池仿真模型的建立 ........................... 8 ........................... 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(yáng)能手機(jī)充電器硬件設(shè)計(jì) ............................................ 17 ..................................... 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(yáng)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(kāi)題報(bào)告 ................................................................................................. 41 附錄 2 中期報(bào)告 .......