09电能收集充电器

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1、2009年全国大学生电子设计竞赛电能收集充电器（E题）【本科组】2009年9月5日目录一.系统方案……………………………………………………….1.1系统框图………………………………………………….1.2电源变换实现方案………………………………………1.3控制方法的方案选择……………………………………1.4控制器的选择……………………………………….二、理论分析与计算……………………………………………….2.1参数的选择…………………………………………………2.1.1升压电路电感参数的选择……………………………2.1.2降压电路参数的选择………………………………….2.2提高效率的方法

2、……………………………………….三.电路与程序设计………………………………………………3.1启动电路设计与参数计算………………………………3.1.1启动电路设计………………………………………3.1.2参数选择与计算……………………………………3.2电路的设计与参数计算………………………………3.3设定电路的设计………………………………………四．测试结果·········································五．结果分析与展望…………………………………………….六．参考文献……………………………………………七．附录………………………………………………………摘要

3、：该电能收集充电器，本着节约成本，充分、合理利用能源的原则。在直流电源变化范围很大的情况下，仍然能最大效率的给电池充电。以控制器SST89E564RD作为控制和检测核心，能实时检测充电电压，形成闭环系统，以将输出电压稳定。在电源范围不同时，我们采用不同的电路结构，合理利用能源的同时提高了电路的稳定性。关键字：电能收集电源转换单片机Abstract：Basedontheprincipleofeconomize,sufficiencyandrational,Thiselectricalenergycollectionchargercanstillchargethebatteryeffic

4、ientthroughabuck-boostcircuiteveniftheDCpowersupplyvariesonalargescale,WeusethemicrocontrollerSST89E564RDtodetectionandcontrolthechargevoltage,protectthecircuitaswhilereducesitspowerconsumption.Keywords:energycollectionmicrocontrollerenergytranslation一．系统方案1.1系统框图单片机直流电源电源变换器充电电池电压检测电压检测在此系统中我们

5、采用恒压反馈的方式，电源变换器将直流电源的电压变换为一稳定的电压，并且利用AD采样对输入输出的电压进行实时监测，当输入电压的值不同时，自动转换电路，并对占空比进行调整，以稳定输出电压。1.2电源变换实现方案方案一：直接采用升降压斩波电路.此方案的输出电压不稳定,输入电压有限。方案二：采用升、降压芯片，此方案稳定。但是花费的成本较高，并且没有能源利用最大化。很多能量损耗在芯片上。方案三：分别用升压电路，降压斩波电路切换，此方法稳定，并且电路处于开关状态。开关频率可以根据输入电压的不同进行调整，合理、有效的利用了能源。鉴于以上分析，我们选用方案三。但由于电感绕制经验不足，我们的降压斩波电

6、路输出的电压值太小，并且不稳定。故降压我们用芯片MC34063来实现。1.3控制方法的方案选择1.3.1对开关管开关频率的控制方案一：采用恒频脉宽调制控制器TL494，该芯片可推挽或单端输出，工作频率为1--300KHz，输出电压可达40V.但是此方案输入电压较高方案二：利用单片机产生PWM波,控制开关的导通与截止。根据A/D采样后的反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值。鉴于经济性和可行性考虑，我们采用方案二。1.3.2系统间歇时间的设定为了能合理利用能源，当直流电源电压低时，电能存储能量慢。控制电路工作的间歇时间不能太快。可将其设为5S。当直流电源电压高时，电容储能快，可

7、将频率设的比较快，不断的将能量传输给充电电池。故有以下方案：方案一：设定几个按钮，对应不同的工作频率，此方法操作起来不方便。方案二：设置一24h工作时刻表，在不同的时间段采用不同的频率，此方案可靠性不高。比如阴雨天气，正午温度也很低。方案三：系统间歇性检测电池电量，根据电池电量的不同来改变工作频率。此方法不仅可靠性高，而且不需要人为来控制，实现了自动化。1.4控制器的选择采用SST公司推出的SST89E516RD微控制器。该单片机与MCS-51指令集完全兼