【正文】 電源、三端開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器。（ 4） Cuk 電路 —— 降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 大于或小于輸入電壓 Ui，極性相反，電容傳輸。（ 2） Boost 電路 —— 升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0 大于輸入電壓Ui，極性相同。 DC/DC 變換是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為直流斬波。它有兩種類型，即線性變換器和開關(guān)變換器。 5. Q3， R23， Q4， R22， D7， L2， C20：構(gòu)成 BUCK 斬波降壓電路。 穩(wěn)壓管為了防止系統(tǒng)故障而造成對超級 12 電容的過充。 4. C14， D6， R20， R21： C14 是容量 ，電壓為 的超級電容，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：由于太陽能電池內(nèi)阻的原因，所以太陽能電池存在最大輸出功率點(diǎn)。 Q2是 N 溝道場效應(yīng)管，當(dāng) Q2 的 GS 電壓差大于 4V 是 Q2 導(dǎo)通， GS 電壓差為 0 時，Q1 斷開。 2. D4：太陽能電池保護(hù)二極管，防止手機(jī)電池反向?qū)μ柲茈姵爻潆姸斐商柲茈?池?fù)p壞。 在本設(shè)計中，使用 ACS712 來檢測充電電流，通過 AD_channel_2 的 ADC轉(zhuǎn)換通道測出充電電流，從而完成預(yù)充電 正常充電 浮充的全自動智能充電過程。在內(nèi)部，該器件為無鉛產(chǎn)品，倒裝法使用當(dāng)前豁免于 RoHS 的高溫含鉛焊球除外。ACS712 采用小型的表面安裝 SOIC8 封裝。傳導(dǎo)通路的接線端與傳感器引腳（引腳 5 到 8）之間電氣絕緣。該傳導(dǎo)通路的內(nèi)電阻通常是 mΩ，具有較低的功率損耗 。精確的成比例電壓由穩(wěn)定斬波型低偏置 BiCMOS 霍爾 IC 提供，該 IC 出廠時已進(jìn)行精確度編程。通過該銅制電流路徑施加的電流能夠生成可被集成霍爾 IC 感應(yīng)并轉(zhuǎn)化為成比例電壓的磁場。典型應(yīng)用包括電動機(jī)控制、載荷檢測和管理、開關(guān)式電源和過電流故障 保護(hù)。 10 充電電路部分的實(shí)現(xiàn) 圖 4 ACS712 介紹 Allegro ACS712 可為工業(yè)、商業(yè)和通信系統(tǒng)中的交流或直流電流感測提供經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且精確的解決方案。 （ 10） 提供 3 個增強(qiáng)型捕捉 /比較 /PWM 模塊 ；硬件上實(shí)現(xiàn)了 IIC， SPI， USART通信功能。 （ 8） 集成的 LCD 控制器（最多 98 段）； .電容觸摸傳感模塊（最多 16 路可選通道）。 （ 6） 低功耗看門狗定時器電流：當(dāng)供電電壓為 時，消耗電流僅 500nA。 （ 5） 寬工作電壓范圍： 。 1%，軟件可選擇頻率范圍是 31K到 32M。 （ 2） 最多 16K*14 字的閃存程序存儲器，最多 1024 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），16 級深硬件堆棧，直接、間接和相對尋址模式。 PIC16F1937 單片機(jī)采用了 nanoWatt XLP 技術(shù)的 CMOS 閃存單片機(jī)。在電池充電過程中，通過檢測電流大小而確定電池充電多少，從而改變充電方式或決定是否停止充電 [4]。具體工作過程是上電復(fù)位，首先查詢鍵盤，確定充電器功能，確定后繼續(xù)查詢鍵盤以確定輸出電流大小，或作為普通電源的輸出電壓，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)子程序并分析計算 PWM 占空比，開始輸出電流或電壓，并將數(shù)據(jù)送至顯示電路顯示。用來指示電路是否有 5V 電壓輸出。此處的 R6=15K,R7=5K,其輸出電壓 =*（ 1+3） =。 R6， R7：這 兩個電阻組成分壓電路，不同的阻值比確定不同的輸出電壓。 （ 2） C3， C6：為濾波、去耦電容，減少外部干擾和電源雜波。放在此處為了防止外部電源正負(fù)極接反而造成元器件損壞；同時壓降只有 比普通的二極管（ ）小得多，提高了電源利用率；減少了額外損耗。 電路各部分元器件功能說明 （ 1） D1：肖特基二極管。另外， LM2576在指定輸入電壓和輸出負(fù)載條件下保證輸出電壓的177。 LM2576 的效率比流行的三段線性穩(wěn)壓器要高得多，是理想的替代。本設(shè)計采用型號輸出可以調(diào)整。 LM2576 系列的穩(wěn)壓器是單片集成電路，能提供降壓開關(guān)穩(wěn)壓器（ buck）的各種功能，能驅(qū)動 3A 的負(fù)載，有優(yōu)異的線性和負(fù)載調(diào)整能力。在相同電壓降的條件下，開關(guān)電源調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相比具有少得多的 “ 熱損失 ” 。因此，工作時要么是大電流流過低導(dǎo)通電壓的開關(guān)管、要么是完全截止無電流流過。加之工作在高粉塵等惡劣環(huán)境下往往將嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)置于密閉容器內(nèi)的聚集也加劇了 MCU 的惡劣工況，從 而使嵌入式控制系 統(tǒng)的穩(wěn)定性能變得更差。而設(shè)計者多習(xí)慣采用線性穩(wěn)壓器件 (如 78xx 系列三端穩(wěn)壓器件 )作為電壓調(diào)節(jié)和 穩(wěn)壓器件來將較高的直流電壓轉(zhuǎn)變 MCU 所需的工作電壓?？紤]被充電池的電流不同所需充電時間不等，采用 八 塊相同參數(shù)電池板進(jìn)行串、并聯(lián)，實(shí)測電池板的輸出電壓最大值為 ,電流最大可達(dá) 450mA，總標(biāo)稱功率為 5W 左右 ,實(shí)際輸出可根據(jù)不同的被充電對象進(jìn)行平滑調(diào)整 [7]。本文以手機(jī)、 MP3 等常用小功率用電設(shè)備為例，說明其太陽能充電器的設(shè)計過程。 太陽能電池板的選用 太陽能電池板是太陽能供電系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，是該充電器的核心部分，其功能是將太陽光的輻射能量轉(zhuǎn)化為電能， 如今的便攜式數(shù)碼設(shè)備種類較多，所需電壓電流不等，對于輸入功率較大的設(shè)備，必須采用面積較大的電池板，而這又給攜帶帶來不便。 本系統(tǒng)將采用 PIC16F1937 作 為充電電路的控制器，從而以較低的成本輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的充電智能控制，同時也可以為其他小型電子產(chǎn)品提供潔凈的直流電源。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(yán)重?fù)p害電池的壽命。 2 太陽能手機(jī)充電器硬件設(shè)計 系統(tǒng) 總體 設(shè)計方案 圖 1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 太陽能電池在使用時由于太陽光的變化較大，其內(nèi)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。把太陽能電池板放在一個有陽光的地方，即可以為手機(jī)提供一個方便的太陽能充電點(diǎn)。充電過程中采用 LED 燈、數(shù)碼管指示，系統(tǒng)中設(shè)計有完備的過流過壓保護(hù)，避免因電池過度充電而損壞，并且充電器采用模塊式結(jié)構(gòu)和 USB 接口，可對手機(jī)、 MP攝像機(jī)等多種數(shù)碼產(chǎn)品充電。 本課題研究的主要內(nèi)容 本充電器通過太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過 DC/DC 變換電路處理后，由充電電路為負(fù)載供電。 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(zhuǎn)換效率受光照、溫度、太陽電池晶體類型及制造工藝等影響， 2021 年中國平均效率為 %。但受制于其材料引發(fā)的光電效率衰退效應(yīng)，穩(wěn)定性不高，直接影響了它的實(shí)際應(yīng)用。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(shí)驗(yàn)室最高轉(zhuǎn)換效率為 18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為 10%。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。 太陽能充電器與常規(guī)充電器相比有以下三大優(yōu)點(diǎn)： 第一：特別適用于應(yīng)急場合當(dāng)您在野外作業(yè)或旅游 ,或者遇到停電時 ,太陽能環(huán)保充電器將使您的手機(jī) (筆記本 )隨時隨地處于工作狀態(tài) ,讓您不 4 間斷的與您的朋友和家人保持聯(lián)系 . 第二： 太陽能充電器使用 綠色能源太陽能 ， 不僅可以環(huán)保、節(jié)能而且更安全 第三：使用方便無論何時何地 ,您都可以極為方便的給您的手機(jī) (筆記本 )充電 。但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著太陽能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光 — 電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明，各國對環(huán)境的保護(hù)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(shí)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。這對改善生態(tài)環(huán)境、緩解溫室氣體的有害 hk 作用具有重大意義。 越來越多的國家開始實(shí)行 “ 陽光計劃 ” ，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力。s emphasis on environmental protection are also rising, look for clean alternative energy issues bee more urgent. Solar energy as a renewable energy it has an inexhaustible and clean and safe and so on, so have a broad application prospects, photovoltaic power generation technology is more and more attention, with the PV module continue to lower prices and photovoltaic technology, solar PV systems will gradually supplement the energy from the current transition to alternative energy. Nowadays the mobile phone is people important means of munication, so due to the interference caused by battery is increa