电能收集充电器36581

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1、电能收集充电器参赛组:三　　　参赛人员：小李、小胡、小张目录目录··············································摘要··············································１．系统方案设计·································１．１总方案设计····························１．２直流变换电路与脉宽调制电路的比较··········２．理论分析与计算·······························

2、······　　　２．１电路结构··································　　　２．２电路分析··································　　　２．３元器件的选择······························３．各单元电路的设计与实现·····························　　　３．１升压型变换器·······························　　　３．２降压型变换器································　　　３．３监

3、控电路···································４．系统软件设计与流程·································　　　４．１功能分析···································　　　４．２软件设计····································５．整机测试与测试结果分析·····························　　　５．１测试仪器····································　　　５．２测试结果·

4、···································　　　５．３测试结果分析································６．结论················································摘要设计并制作一种宽范围的电能收集充电器。本充电器可以根据输入电压的范围，选择升压、降压及直通输出三种工作模式，有效地提高了充电器直流变换电路的工作效率；监测和控制电路则工作于间歇模式，降低了功耗，有助于提高变换器的效率。经实际测试，充电器在0.9Ｖ至20Ｖ范围内均能正常工作，并能

5、向模拟可充电池充电，电路工作稳定可靠，成本低，很好的满足了设计任务的要求。关键词：充电器、直流变换器１．系统方案设计１．１总方案设计根据题目要求，设计的电能收集充电器主要由ＤＣ/ＤＣ变换器，变换器选择电路，辅助电路，以及监控电路等部分组成。其原理框图如下所示。输入变换器选择直通电路显示控制降压型变换器升压型变换器辅助电源输出ＤＣ/ＤＣ变换器系统原理框图　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.2直流变换电路与脉宽调制电路的比较方案一：采用单片机产生PWM信号。此方案可简化硬件电路，易于通过修改程序来控制和调节，具有良好的灵活性。但在变换过

6、程中，为保证获得最大的输出功率，需要根据输入和输出电压的变化来实时的调整占空比。而单片机通过A/D采样输入输出，在根据输入输出的变化来调整占空比，必然会产生较大的延时，导致较大的控制误差，同时，单片机的端口输出电压低，功率小，不能直接驱动功率开关，需要另加驱动电路和电源，会产生额外的功率损耗。方案二：采用单片PWM信号控制器。该控制器集成度高，外接较少的元件就可正常工作，且该集成芯片自带驱动电路，功率较低，有利于降低成本，提高效率，响应速度也快，但控制的灵活性较差。综合比较，我们选择方案二。2.理论分析与计算为了保证变换效率，使整个充电电

7、路获得最大的功率输出，从以下几个方面进行了设计分析：2.1电路结构（1）输入电压低于3.6V时因输入电压低于充电电压，必须对输入电压进行升压。设计采用BOOST升压电路，通过对该升压电路的占空比的控制，改变该电路的等效输入阻抗，使其与输入电源的阻抗相匹配，实现最大功率输出，提高变换效率。要使升压电路工作，必须提供辅助电源，故采用自激式升压电路。（2）输入电压高于3.6V，低于18V时此时采用直接输出的方式，消除功率变换部分的功耗，提高工作效率。（3）输入电压高于18V时为了保证获得最佳的功率输出，必须使变换电路的等效输入阻抗与电源的内阻相

8、匹配，故采用单端反激式变换电路，通过对变换器的占空比进行控制，改变变换器的等效输入阻抗，实现最大的功率输出。2.2电路设计（1）在保证实验要求的基础之上，电路设计尽量简化，以减少不必要的损失。