太阳能手机充电研究与开发----充电器部分设计开题报告

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1、开题报告太阳能手机充电研究与开发----充电器部分设计1选题的背景、意义当今，随着化石能源的日益枯竭、环境问题的日益突出，太阳能作为一种具有绿色清洁、取之不竭用之不尽又无地域限制特点的新型能源越来越受人们的重视。越来越多的国家开始实行“阳光计划”，积极的开发太阳能资源。目前，太阳能电池的应用已经从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门。尤其在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村中使用可以节省造价相对昂贵的输电线路。对太阳能的利用主要有两个方面：光热转换和光电转换。本设计是利用太阳能光电转换的特性，即利用太阳

2、能电池板的光生伏打效应设计一款太阳能多功能充电站。这对改善生态环境、缓解温室气体的温室效应具有重大意义。自1973年马丁库伯发明了手机，经过短短三十多年的发展它已经成为了人们日常生活中必不可少的通信工具。据调查，我国目前的手机用户已经超过了三亿。尤其在当代大学校园里，几乎每个人都有手机。如果手机无法使用，将对我们的工作、生活造成巨大影响，甚至损失。然而由于手机电池储电量有限，人们在外出时经常遇到手机没电，充电器又不在身边或找不到可以充电的地方等情况。使得手机无法正常使用，带来许多不便。因此，在流动人口大的客运站、商业街、旅馆、旅游景点等

3、产所，为现有市场上出售的各种类型的手机配备的电池充电。就成为迫切的问题了。它可以方便旅客的工作生活，同时也提高这些服务产所的服务质量，提升自身的竞争力。这种太阳能手机充电站，利用单片机控制，将太阳能通过电路变换为稳定的直流电给手机，并能在电池充完电后自动停止充电还可以作为一般直流电使用，从而解决了上述在外手机没电的问题。与普通的太阳能充电器相比，太阳能手机充电站有着明显的优势。图1智能控制充电器模块[7]本课题充分利用PIC单片机控制，对手机电池进行智能充电，最大限度地保护了电池的寿命。是一款真正意义上的微电脑控制充电器。同时，由于大量

4、的工作由单片机软件来实现，简化了外围电路，从而大大降低了成本．另外，作为一种功能强大的平台，该手机电池充电器具有很好的功能扩展性，为后续技术升级，以进一步满足市场的需要，提供了条件。从而很好地填补智能手机电池充电器这一市场领域的空白．由于锂电池一般不宜采用全过程恒流充电方式，而是采用开始恒流快速充电，待电池电压上升到设定值时，自动转入恒压充电的方式，并且这样有利于保存电池容量。在充电过程中使用LED灯、数码指示，系统中设计有完善的过流过压保护，避免因电池过度充电而损坏，并且充电站采用模块式结构和USB接口，可对手机、MP3、数码相机等多

5、种数码产品充电。本设计涉及到了电路设计、编写程序、绘制电路图、等多方面知识。在做这个设计的过程中，我将回顾学习到很多知识，并提高我的人编程能力和实际操作能力，对我以后的学习工作将有很大的帮助。2相关研究的最新成果及动态1.手机充电工作流程目前手机充电器的工作流程一般为：1)检测电池的电压，如果低于一个阈值电压，就要进行涓流充电；2)电池充到一定电压(一般设置为2．9V)时，进行全电流充电；3)当电池电压达到预置电压(锂离子电池一般为4．2V)时，开始恒压充电，同时充电电流降低；4)当电流逐渐减小到规定的值时，充电过程结束。以美国TI公司

6、的BQ2057为例，其充电流程如下：图2BQ2057充电流程[7]除了上面的流程描述，它还具有可选的电池温度监测，利用电池组温度传感器连续检测电池温度，当电池温度超出设定范围时BQ2057关闭对电池充电。而且，充电状态识别可由输出的LED指示灯或与主控器接口实现，具有自动重新充电、最小电流终止充电、低功耗休眠等特性。一般来说，恒压充电结束时的小电流充电过程中，电流的大小一般为恒流充电时电流的十分之一。目前在锂离子电池充电器的设计中，对手机充电结束后于某种因素放电的情况而专门设计了检测电路，一旦检测到电池电压降低，就会重新启动充电过程(见

7、上图)。2.智能充电器的特点充电器如果要实现“万能”，必须具备以下特点：1)由于手机充电器是直接使用220V的，它必须包含手机直充(具备AC／DC转换、并输出稳定的电压和足够的电流)或手机座充的充电管理电路(充电电流、电压控制与管理及保护)的功能。2)锂离子电池充电电流必须根据电池容量大小而定。电流过小导致充电时间大幅度延长，电流过大会导致电池内压增加、发热、结构受损，直至危害电池寿命。3)锂离子电池是非常非常娇气的，准确和稳定的门槛电压控制对电池寿命有很大影响。如果没有足够槠度的电压参考源电路，设计功率余量不足，充电器就容易发热，导致

8、门槛电压产生温飘，影响充电控制精度。4)万能充电器在达到3．9V一4．34V(标准应该是4．2V)转恒压充电数小时后，充电电流并未完全关死而存在较大漏电流。而锂离子电池对充电电流的吸收是100％的，即便是很