【正文】 0809銅陵學院畢業(yè)論文（設(shè)計）IIIABSTRACTAgainst the background of energy shortage and its pollution, solar energy as a new kind of energy has a lot of advantages such as large reserves, economic, cleanliness and so on. So, people begin to pay more attention to the use of solar energy. The paper designs a feasible solar energy charging controller and storage batteries are charged to meet the needs of lowpower users.This article focuses on the use of singlechip realization of solar charge control technology. 100watt solar panels to 12volt solar battery charge controller hardware system is detailed, including system hardware circuit design, the various parts of the circuit functions, working principles and models of selected electronic ponents. Hardware system is posed of four parts, which are DC regulated power supply circuit, A / D to achieve on the battery terminal voltage of the dynamic monitoring and conversion, AT89C51control and output switching circuit. And finish the entire solar charge controller circuit schematic design and production. PROTEUS simulation with circuit simulation software was acplished, and a corresponding circuit board was produced. However, due to time constraints, I failed to plete the kind of experimental test.In this paper, also the structure of the principle of solar cells, solar panels of the Volta metric characteristics of leadacid batteries monly used in the work of principle was detailed, and the basis of methods monly used on rechargeable batteries was introduced.Key words: solar。 charge control。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) ， 使 用 中 不 釋 放 包 括 二 氧 化 碳 在 內(nèi) 的 任 何 氣 體 ， 是 對 環(huán) 境 無 污 染 的 可 再 生 能 源 。目 前 ， 太 陽 能 電 池 的 應(yīng) 用 已 從 軍 事 領(lǐng) 域 、 航 天 領(lǐng) 域 進 入 工 業(yè) 、 商 業(yè) 、 農(nóng) 業(yè) 、 通 信 、家 用 電 器 以 及 公 用 設(shè) 施 等 部 門 ， 尤 其 可 以 分 散 地 在 邊 遠 地 區(qū) 、 高 山 、 沙 漠 、 海 島 和 農(nóng)村 使 用 ， 以 節(jié) 省 造 價 很 貴 的 輸 電 線 路 。 而 由 于 太 陽 能 發(fā) 電 有 如 安 全 可 靠 ， 無 污 染 ， 不 受 地 域限 制 ， 無 需 消 耗 燃 料 ， 維 護 簡 便 ， 建 設(shè) 周 期 短 ， 建 設(shè) 的 規(guī) 模 大 小 隨 意 ， 不 需 要 架 設(shè) 輸線 路 ， 可 以 方 便 地 與 建 筑 物 結(jié) 合 等 等 一 系 列 的 優(yōu) 點 ， 這 些 優(yōu) 點 是 常 規(guī) 發(fā) 電 以 及 其 它 發(fā)電 方 式 不 能 比 擬 的 ， 因 而 太 陽 能 發(fā) 電 成 為 目 前 各 國 研 究 得 最 多 ， 發(fā) 展 也 是 最 快 的 技 術(shù)之 一 ， 從 2022 年 至 2022 年 ， 全 球 光 伏 電 池 產(chǎn) 量 年 平 均 增 長 率 幾 乎 達 到 了 %。到 2100 年，可再生能源將占 86%，而太陽能的占有比率則將高達70%，其中利用太陽能來進行的發(fā)電將占 64%。太陽能作為一種可再生能源有取之不盡用之不竭并且清潔安全的優(yōu)點，因此太陽能有著廣泛的應(yīng)用前景。然而當人們出門旅行時，手機充電不方便始終困擾著大家。人們可以隨時隨地對手機充電啦！本課程設(shè)計介紹一種太陽能充電器，利用單片機控制，將太陽能經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換為直流電源給手機充電，與常規(guī)的充電器相比有著明顯的優(yōu)勢 設(shè)計思路和分析太陽能充電器的設(shè)計，以太陽能電池板為能源核心對硬件電路進行供電，控制電路以單片機為核心，整個系統(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。本設(shè)計采用太陽能電池板對 51 單片機進行供電，設(shè)計了基于單片機的太陽能充電電路，通過脈寬調(diào)制對手機電池充電進行智能控制。單晶硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)也最為成熟。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，其實驗室最高轉(zhuǎn)換效率為 18%,工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換效率為 10%。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，直接影響了它的實際應(yīng)用。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，2022 年中國平均效率為%。銅陵學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 3 太陽能電池板AT89C51DC/DC 變換顯示電路手機電池ADC0809 圖 11 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)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。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，過度的充電會嚴重損害電池的壽命。本系統(tǒng)將采用 89C51 做為充電電路的控制器，從而以較低的成本輕松實現(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。鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計 4 總電路原理圖銅陵學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 第 2 章 太陽能充電器硬件電路設(shè)計 太陽能電池板部分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。本文以手機、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?？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)電池板進行串、并聯(lián)，實測電池板的輸出電壓最大值為 ,電流最大可達 450mA，總標稱功率為 5W 左右,實際輸出可根據(jù)不同的被充電對象進行平滑調(diào)整。由于 PN 結(jié)電場的存在，這些電子一空穴對運動到 PN 結(jié)區(qū)產(chǎn)生分離，其中正電荷和負電荷分別聚集從而產(chǎn)生了與 PN結(jié)勢電場相反的光生電場，當接通外部電路環(huán)路時，電子一空穴對的運動產(chǎn)生直流電流，從而對外出電能因為單個 PN 結(jié)產(chǎn)生的光生電勢比較小(約 左右)，在實際應(yīng)用中，多將許多個小的太陽能光伏電池單元通過串聯(lián)或者并聯(lián)組合在一起構(gòu)成光伏電池組件，從而可以輸出更大的電能。太陽能電池的輸出隨著二極管的 IV 特性不同而略有變化，且串聯(lián)電阻 (RS) 也會造成較小的壓降，但輸出電壓基本保持為常量。最后，當所有生成的電流都流經(jīng)負載而不通過二極管時，輸出電壓為零。當輸出電流增加時，輸出電壓會下降，最后降為零，這時負載電流為短路電流。由于輸出功率是輸出電壓與電流的乘積，因此我們應(yīng)明確電池哪部分工作區(qū)能實現(xiàn)最大的輸出電壓與電流乘積值，即所謂的最大功率點 (MPP)。在上述兩種情況下，輸出電壓與電流的乘積均為零，因此，MPP 必須在兩種極端情況之間。實踐中的問題在于，太陽能電池 MPP 的確切位置會隨著光照和環(huán)境溫度的變化而變化，因此，為了盡可能利用太陽能，系統(tǒng)設(shè)計時必須在實際工作條件下實現(xiàn)或接近 MPP。蓄電池的性能和充放電的方式有很大的關(guān)系，為了尋求最佳方案，在設(shè)計充電器之前必須做的一項工作是對蓄電池原理作一個詳細的分析研究。電池按轉(zhuǎn)換能量方式分為兩大類：一類是物理電池，如太陽能電池；另一類是化學電池，即把化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。其中，一次電池可分為：盒式鋅錳電池、扣式鋅銀電池、鋅空氣電池等。一次電池，又叫不可充電電池或原電池，從電池單向化學反應(yīng)中產(chǎn)生電能。但可充電電池，又叫二次電池，可在應(yīng)用中放電，也可由充電器鄭佳：太陽能充電器的設(shè)計 8 充電。充電和放電電流（安培）通常用電池額定容量的倍數(shù)表示，叫做充電速率（Crate） 。電池的額定容量（ 或 ）是電池在特定條件下完1Ah/0=mAhm全放電所能儲存的電能。任何一種電池由四個基本部件組成，這四個主要部件是正負兩個電極、電解質(zhì)、隔膜和外殼。它的充放電特性如下：1 ）充電特性 （21 ）ccbUEIr???式中 為蓄電池充電時端電壓， 為蓄電池電動勢， 為蓄電池充電電流， 為蓄c cIbr電池內(nèi)阻。 （實線為充電過程的變化，虛線為停充后的變化。充電中期，電勢增高漸慢oa（曲線的 段） 。如繼續(xù)充電，電池內(nèi)部的化學反應(yīng)ab使蓄電池的內(nèi)阻增大，因而端電壓又繼續(xù)上升，如曲線中 段。如果cd在 d 點停止充電，端電壓迅速降低（曲線的 段） 。de應(yīng)當指出，充電速度的快慢(充電率的大小)將影響到充電蓄電池的端電壓以及充電時間。如以 10 小時率充電容量(C) 為 120Ah 的蓄電池，則充電電流為 120Ah/10h=12A，常用 表示 10 小時率。2） 放電特性 (22)ddbUEIr???式中 為蓄電池放電時端電壓，E 為蓄電池電動勢， 為蓄電池放電電流， 為蓄dUdIbr電池內(nèi)阻。 （實線為放電過程的變化，虛線為停放后的變化。第二部分（曲線的 段）的時間越長，平均電壓就越高，其電壓特性bc也就越好。如果繼續(xù)放電，使電池的