【正文】 電器的技術(shù)要求，不僅要更有效率，同時(shí)要具有配電管理的能力。通過優(yōu)化電源消耗來延長電池的壽命是掌上型電源管理的驅(qū)動(dòng)力。但是當(dāng)把手持的設(shè)備插入墻上，期望對(duì)他們進(jìn)行充電時(shí)有有效地變化。最新一代采用高效率開關(guān)設(shè)計(jì)的充電器會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線性充電器。今天的客戶仍舊需求更短的充電周期對(duì)其電池充電。相比傳統(tǒng)的線性充電器，采用開關(guān)充電器的好處，除了效率高之外，還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是通過電源提供能夠促進(jìn)充電電流。特別重要的是，當(dāng)供電結(jié)束時(shí)USB接口處的電流可以實(shí)現(xiàn)被限制在小于500mA。更高的充電電流等于充電周期更短，這就滿足了客戶的期望。當(dāng)今有兩種被大多數(shù)手持設(shè)備使用的電池充電器線性充電器和開關(guān)充電器。線性充電器有一段較長的歷史。他們通常提供了相對(duì)高效，簡單的方式對(duì)便攜設(shè)備充電，同時(shí)產(chǎn)生噪音極小且不需要很多的外部元器件。但是，隨著便攜式設(shè)備變得更加復(fù)雜和添加新的功能層，他們就需要更大的電池容量。由于功能損耗，線性充電器呈現(xiàn)出不足，這很容易知道，假如用戶想要對(duì)設(shè)備充電，且在同一時(shí)間又使用。同時(shí)使用設(shè)備和對(duì)其進(jìn)行充電產(chǎn)生的熱量會(huì)損壞系統(tǒng)或電池。這將會(huì)導(dǎo)致不好的結(jié)果。另一種選擇是開關(guān)充電器，或者是開關(guān)模式電池充電器集成電路，它可以提供更高的電流水平，但卻需要盡可能少的功率。歷史上，這些類型的集成電路經(jīng)常存在一些噪音的問題。此外，一些早期的幾代開關(guān)模式的設(shè)備需要一些外部元件。朗讀然而，開關(guān)模式的電池拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的好處是顯而易見的。它們包括提高效率和降低功耗，以及快速的充電周期。這些器件也都能夠由高的輸入電壓進(jìn)行充電，這就可以允許使用較低成本無管制的適配器。他們可以從電流限制的能源中增加充電電流。來自開關(guān)充電器的噪音通常是在輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的，特別是在預(yù)處理時(shí)。隨著噪聲的減少，很多開關(guān)充電器進(jìn)入了著名的脈沖跳躍操作。在脈沖跳躍時(shí)，脈寬調(diào)制的頻率的變化是異步的。目前已開發(fā)出發(fā)達(dá)的電池充電器的集成電路使用一個(gè)開關(guān)式的充電器供應(yīng)高的充電電流以最小的熱量影響到系統(tǒng)使，然后在低電流充電模式下轉(zhuǎn)換成為線性充電器，以減少噪音。這種脈寬調(diào)制開關(guān)模式充電器帶有線性模式類型是一個(gè)很好的發(fā)展，提供了高效率的恒流（快速充電）的速度。開關(guān)式充電器通過脈寬調(diào)制開關(guān)調(diào)節(jié)器來控制很大的恒定的穩(wěn)壓電流充電（高達(dá)2A）。在電池預(yù)處理和錐形恒壓充電模式將要結(jié)束時(shí)，它會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到線性模式，從而降低了噪音，同時(shí)開關(guān)模式加速充電。一旦充電的電流水平低于300mA，則會(huì)完全的變成線性模式，由開關(guān)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲就被消除。 但現(xiàn)在有進(jìn)一步的發(fā)展。例如，一個(gè)新的手持設(shè)備的理想解決方案是單節(jié)鋰/聚合物電池，它能提供高達(dá)1A的充電電流和先進(jìn)的充電系統(tǒng)監(jiān)控顯示功能 USB兼100mA/500mA充電電流設(shè)置有利的是可編程的預(yù)充電和快速充電。許多產(chǎn)品還包括電池溫度監(jiān)測(cè)，以確保安全充電。如Intersil的公司是新一代充電器芯片開發(fā)的領(lǐng)頭羊。這些所有的集成解決方案能夠滿足緊湊型應(yīng)用，提供更高功率應(yīng)用的充電控制器。，比起僅僅在幾年之前，那時(shí)準(zhǔn)確率為1個(gè)百分點(diǎn)就被認(rèn)為是很好的的時(shí)候，這已經(jīng)說明是有了進(jìn)一步的發(fā)展。開關(guān)頻率高達(dá)3 MHz，現(xiàn)在新的交換充電器提供高達(dá)2A的充電電流，如 ISL9220，這是1和2細(xì)胞的鋰離子電池應(yīng)用的理想選擇。此外，新設(shè)計(jì)限制泄漏 當(dāng)沒有附加輸入功率時(shí)， uA。在更小和更小的封裝上這些改進(jìn)也已成為可，如4 4毫米QFNs或2 x2毫米的CSPS，這在空間受限制的手機(jī)設(shè)備上節(jié)省了資源。 最新的電池充電器芯片還能夠監(jiān)視輸入電壓，電池電壓，充電電流。當(dāng)這三個(gè)參數(shù)中的任何一個(gè)超出特定的限制，該集成電路將關(guān)閉一個(gè)內(nèi)置的N溝道MOSFET，以至于從充電系統(tǒng)移除電量給電池。這種靈活的效率的改進(jìn)，就是現(xiàn)在這些重要的設(shè)備，這對(duì)持續(xù)增長和移動(dòng)特征設(shè)置擴(kuò)展，手持產(chǎn)品擴(kuò)展是至關(guān)重要的。微型計(jì)算機(jī)8051系統(tǒng)太陽能電池供電與雙充電電池之設(shè)計(jì)與建構(gòu)單片機(jī)系統(tǒng)電流控制和信息應(yīng)用領(lǐng)域正變得越來越普及。然而，由于其電池能量的限制，如果單個(gè)可充電電池提供電量，那么這些系統(tǒng)有一個(gè)非常受限制的操作時(shí)間或充電周期。我們?yōu)椴捎秒p充電電池是由太陽能電池供電微機(jī)8051系統(tǒng)的軟件和硬件提出了設(shè)計(jì)和實(shí)施。從為雙電池系統(tǒng)隨機(jī)充電和放電過程中排隊(duì)模型可行性分析，由于天氣條件和用戶操作行為的隨機(jī)性特征，我們可以證實(shí)，此模型的平均運(yùn)行時(shí)間可遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于由單個(gè)可充電電池供電的平均運(yùn)行時(shí)間。我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明和我們的模型大致相同。隨著三分之二的利用率，我們可以得到一個(gè)平均運(yùn)行時(shí)間的四倍在理論結(jié)果一樣長，并且三分之二實(shí)驗(yàn)結(jié)果比用單一的可充電電池供電的時(shí)間長。此外，該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表明，對(duì)于一個(gè)典型的微機(jī)系統(tǒng)的用電率正在下降，為典型的太陽能電池發(fā)電效率正在增加。因此，太陽能電池作為通過用雙充電電池為微型計(jì)算機(jī)8051系統(tǒng)充電的充電電池在不久的將來是可行的。 在過去的幾年里，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究人員使用不同水平的低功率技術(shù)進(jìn)行研究工作。就系統(tǒng)、電路和設(shè)備節(jié)能方面來說，結(jié)果表明，從1992至1997年每年一臺(tái)微機(jī)電腦的平均功耗減少超過20％，從1998年至2001年每年一臺(tái)微機(jī)電腦的平均功耗減少到10％。功耗的降低是很重要的，這是因?yàn)樗袧撃苎娱L便攜式設(shè)備再次充電的周期。電池需要再次充電前的運(yùn)行時(shí)間越長，則對(duì)移動(dòng)的用戶操作便攜式微機(jī)系統(tǒng)越方便。最終，一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的功耗將足夠小到可以提供或通過其他的能源再次充電。其中一個(gè)能源是機(jī)械振動(dòng)。在其他的能源之中，我們先前提到的太陽能電池可作為能量供應(yīng)能源。盡管當(dāng)前的MC 硅太陽能電池發(fā)電效率還不夠高，％％。這種改善可以減少由一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)提供的電源充電和放電速率之間的差距，因此在一定的操作時(shí)間能量的衰竭的概率每年是減少的。為了延長電池在再次充電前的使用時(shí)間，我們?cè)谶@篇文章中提出了一個(gè)8051單片機(jī)帶有雙電池通過太陽能充電系統(tǒng)的軟件和硬件模塊。在其設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，這篇文章也提出了估計(jì)電量用盡的可能性與依靠太陽能電池的發(fā)電效率和微型機(jī)的用電率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量運(yùn)行時(shí)間。此外，由于充電和放電期間的存在重疊部分，如果充電和放電的速度之比為三分之二，那么，電池使用時(shí)間可能會(huì)被延長相比一個(gè)可充電的電池的使用時(shí)間的四倍。剩下的部分安排如下。在第二部分中，相對(duì)于微機(jī)的能量損耗和太陽能電池的發(fā)電效率技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了討論。在第三部分中，單片機(jī)的兩個(gè)可充電電池的隨機(jī)充電和放電的行為排隊(duì)模型準(zhǔn)備好。此外，在單片機(jī)系統(tǒng)的雙充電電池的可行性估計(jì)已給出。在第四部分和第五部分，給出了本系統(tǒng)的軟件和硬件模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在第六部分中，本系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果已給出。最后一個(gè)部分給出了結(jié)論。7. 結(jié)論我們已經(jīng)提出了用太陽能電池充電的雙電池供電的8051單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。所使用的硬件組件是非常普遍且低成本的。控制程序的設(shè)計(jì)采用了匯編語言常見的種類。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已顯示出非常穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。從我們對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察，我們得出的結(jié)論是，這種雙電池的設(shè)計(jì)有能力延長這樣一個(gè)微型電腦平均運(yùn)行時(shí)間的兩倍。對(duì)于我們的設(shè)計(jì)中三分之二的利用率，從理論結(jié)果上說，我們可以得到四倍的單電池設(shè)計(jì)的平均運(yùn)行時(shí)間，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上說。理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的差異是在電池充電過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)果。此外，當(dāng)我們的系統(tǒng)在強(qiáng)陽光下運(yùn)行時(shí)，它可以不斷地工作，并且沒有電池耗盡，這是因?yàn)橛商柲茈姵匕l(fā)電的電量要比8051系統(tǒng)消耗的能量大的多。朗讀