太阳能手机充电研究与开发----充电器部分设计文献综述

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1、文献综述太阳能手机充电研究与开发----充电器部分设计一、前言1.概述自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。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。而目前市场上的太阳能充电器基本上是便携式，其质量良莠不齐。一个好的太阳能充电器要综合考虑它的使用效率、蓄电池和电路设计等方面。使用效率包括两个方面，太阳能板的转化效率和二次转

2、化效率。蓄电池的质量和容量，便捷式太阳能手机充电器的蓄电池容量一般为手机电池的1.2倍。控制电路和保护电路，目前市场上的太阳能手机充电器的保护电路和控制电路大部分都设计的很简单，且兼容性比较差。容易充坏手机或减短手机及电池的使用寿命。现在的太阳能手机充电器大多只能作为一个应急的电源使用，不能完全的依靠它给手机等数码产品充电。要实现完全给手机充电就需要太阳能电池板大于0.7W。正因为这些原因太阳能手机充电器还没有被很多消费者所使用。其中很多不足之处都是受便捷式的体积所制约。因此就产生了太阳能手机充电站。它能弥补太阳能手机充电器的不足之处，可是在使用的方便上比不上便

3、捷式充电器。它可以安装在一些没有共用电网或不容易充电的地方且人流多地方，比如商业街、旅游景点等，它的外部设计可以有跟超市寄存物品一样的储存手机箱子，使用者可以在充电时暂时的离开去干自己的事。它还可以设计一个数码相机的充电器，在一些旅游景点可以为那些没电的数码相机充电。2.课题的目的及意义目前市场上的手机充电器大致可以分为座式充电器、旅行充电器和维护性充电器。但是只有很少一部分采用微电脑控制。本设计目的是用单片机来实现把太阳能电池接收到的能量充到手机锂离子电池的过程。现在人们在设计电路时，都趋向于用尽可能少的硬件来实现电路的功能。并逐渐的把以前用硬件实现的功能部分

4、用软件代替。用软件设计的优点在于电路变得简单且易修改。使得基于微处理器设计的电路比传统设计的电路有更大的灵活性。随着单片机技术的迅速发展，以及它的功能强大和廉价。单片机在电子技术上的应用越来越广泛。本设计涉及到了电路设计、编写程序、绘制电路图、绘制电路板等多方面知识。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。二、主体1.太阳能手机充电站的工作原理太阳能手机充电站的简易工作原理框图如下，图1-1太阳能手机充电站原理框图它使用太阳能电池板接收太阳光的辐射能量，并把太阳能转化为电压不稳定、电流较小

5、的电能。通过DC/DC变换器得到稳定的恒压恒流电，再通过控制保护电路对蓄电池进行充电，充电过程分为预充阶段、大电流阶段、恒压阶段、小电流阶段。控制保护电路在充电过程中全程检测蓄电池的电压、电阻和温度，对蓄电池进行充电控制、充满后切断充电电源和充电保护。对手机充电的过程与蓄电池的充电过程大致相同，只是对手机锂离子的充电方法不同[1]。2.各部分原件简介2-1太阳能电池部分太阳能电池，是一种能有效地吸收太阳辐射能，并使之转化为电能的半导体器件。它的工作原理，就是半导体p-n结的光生伏打效应（即光生伏特效应）。所谓光生伏打效应，简单的说，就是当半导体受到光照时产生电动

6、势的现象[9]。各种太阳能电池技术比较：太阳能电池种类最高转换效率%优点缺点单晶硅24.7±0.5转换率高、技术成熟、寿命长成本高多晶硅20.3±0.5长寿命、技术成熟、转换率较高成本较单晶硅低但也很高非单晶硅薄膜14.5（初始）±0.7重量轻、工艺简单、转换率较高、成本低廉稳定性差、有光电效率衰退效应12.8（稳定）±0.7多晶硅薄膜16.6±0.4成本低廉、效率较高、稳定性好生产工艺需要优化表1各种太阳能电池技术比较[2]2-2.蓄电池部分在蓄电池问世以来的一百余年时间里，由于蓄电池可以方便的存储与提供电能，且具有良好的可逆性、电压特性平稳、使用寿命长、适用

7、范围广、原材料丰富且可再生、造价低廉等优点，得到了越来越广泛的应用。下面介绍铅酸蓄电池，图2-1铅酸蓄电池充电原理图铅酸蓄电池基本结构为，正极板（过氧化铅.PbO2）,负极板（海绵状铅.Pb）,电解质（稀硫酸）。放电过程：当电池接外部电路放电时，稀硫酸与阴、阳极上的活性物质发生化学反应，生成新的化合物硫酸铅。发电越久，硫酸浓度就会越稀。消耗的硫酸与发电量是成比例的，所以只要测的电解质中硫酸的浓度，就可以知道发电量或剩余电量。充电过程：充电电流与放电电流相反，即电池正极与电源正极相连，电池负极与电源负极相连。除此之外，充电电源电压必须高于电池的总电动势。电池内部反

8、映与放电时相反[3]。2