简单的太阳能手机充电器毕业论文最终稿

* *职业技术学院非商业理论简易太阳能充电器学生姓名：* * *学习编号：200902010125学年专业：2009电子信息工程技术一班导师：* * *部门：电子科广东* *提交日期：2012年5月列表挑选.11之前的话.12外观和参数简介.32.1 USB标准充电接头32.2太阳能充电器形状和参数4市场2.3设计方案参数53太阳能充电器电路分析63.1太阳能板充电电路73.2锂电池电源加速电路83.3锂电池紧急储能电路123.4锂电池电压监测显示电路13结论15参考文献16审计17简易太阳能充电器作者：* * *导师：* *(* *职业技术学院2009年电子信息工程技术)摘要：手机越来越普及到世界各地，而使用手机的电池能量储存总是非常有限，外出时手机电池经常突然没电，充电器不在身边或找不到充电的地方，影响了手机的正常使用，特别是频繁出差的工作人员，在电池用完的时候通信遇到了很大困难。为了解决这个问题，本文介绍了利用太阳能电池板通过电路进行DC DC-DC电压转换后对手机电池充电的太阳能手机充电器。光能在任何地方都无处不在，只要有光，就可以随时随地为手机、相机等电池充电，大大方便了我们的外勤生活，不必担心手机电源关闭。太阳能是无数可再生资源，清洁资源不会造成环境污染，与其他能源相比，太阳能也是比较方便实用的能源，基于太阳能电池组件的手机充电器可以直接完成从太阳能到电能的转换，生产成本较低。设计的方法是将利用光电效果的太阳光转换成电，储存在电池上，然后通过开关电源电路给手机充电，将太阳能转换成手机电源设备。关键词：手机、电池、充电器、太阳能、光电效应现象1前言环境污染、生态破坏、资源枯竭日益严重，最近世界各国实施了利用太阳提供能源的太阳能发电中最受关注的可持续能源政策。太阳能发电具有安全、稳定、无污染、无燃料消耗、不需要机械旋转部件、故障率低、维修方便等独特优点，受到各国的关注2。由于全球严重的资源短缺和环境污染，太阳能产业的发展不仅仅是经济问题，而是环境保护和能源替代的问题。目前光电池主要用于并网及未连接的大规模发展领域，消费者产品的应用案例很少。例如，目前实际上没有有效地利用由太阳能充电的手机电池。因此，太阳能作为无污染、容易接近的环保能源，如果能应用于消费者产品，对改善整个地球的能源状况和环境具有非常重要的意义2。太阳能产业近10年平均增长33%，近5年平均增长43%，2004年比2003年增长61.2%，成为世界上增长最快的高新技术产业之一。从世界上看，太阳能产业增长最快的国家主要是德国和日本，我国现在的太阳能利用以每年20-30%的速度增长。据德国联邦统计厅公布的最新数据显示，太阳能产品在德国占据了39%的市场份额。日本的太阳能产业已经具有相当的规模，太阳能产品在日本的市场份额也已经达到30%2。2太阳能充电器外观和参数介绍2.1 USB标准充电接头欧洲和美国已经将微型USB作为手机充电器标准，如图2-1所示，从2011年开始，USB将被作为手机充电器生产标准，目前欧盟执行委员会同意采用microUSB手机充电器标准，以便今后在各种范围的设备上实现充电器的兼容性。通用充电器可以让消费者的生活更舒适，减少浪费，对企业有帮助，这一点不能不说是双赢。欧盟委员会发表了负责工业和企业工作的安东尼奥塔贾尼的声明。“我很高兴欧洲标准化组织满足了我们对开发通用手机充电器所需技术标准的要求。现在轮到手机行业证明销售用于这台新充电器的手机的承诺了3。采用通用充电器标准的努力从2009年开始，不仅使消费者的生活变得轻松，还减少了浪费。因为通用标准是手机用户购买新手机后，不必找足够合适的充电器3。支持此新标准的14家公司分别是apple、Emblaze Mobile、Huawei、LGE、Motorola mobile、NEC、Nokia、quelcom、RIM、三星和Sony erixin按这个新标准生产的第一个产品已经在2011年上半年在欧洲上市了3。图2-1 microUSB接头表1-1微型USB接口定义大头针名字线的颜色说明1VBUS红色电源5V2D-白色数据是负面的3d绿色数据是肯定的4ID无a类：接地b类：悬空5GND黑信号纸2.2市场中太阳能充电器的形状和参数13产品型号： RF -028l电池容量：2600毫安，输出电压：5.5伏l与其他类型的手机相比，太阳能电池板可以充电：0.7瓦l环保、经济、小巧轻便，适合旅行l大小：119 * 64 * 16毫米l重量：110g数量100-1K1K-5K5K-10K样品单价65RMB63RMB61RMB100RMB产品型号： RF -026l可与其他类型的手机相比充电。l环保、经济、小巧轻便，适合旅行l太阳电池板规格： 5.5V/45mAL 1000MA环保电池l外形规格： 94.8mm43.8mm9.8mml重量：98g(G)数量100-1K1K-5K5K-10K样品单价40RMB38RMB36RMB100RMB产品型号：RF-091l电池容量：2000MA，输出电压：4.5V，9V，可调节。充电时间：4-6小时l与其他类型的手机相比，太阳能电池板可以充电：5.5V*360MAHl环保、经济、小巧轻便，适合旅行l大小：140 * 88 * 23毫米l重量：200g数量100-1K1K-5K5K-10K样品单价145RMB140RMB135RMB200RMB产品型号： RF -002l可与其他类型的手机相比充电。l一条手机安装插头(诺基亚、摩托罗拉、爱立信、三星)l环保、经济、小巧轻便，适合旅行l大小：88*60*23(MM)l重量：88(G)，电池容量：700MAH，太阳能面板电源：0.8W输出电压：5.5V数量100-1K1K-5K5K-10K样品单价69RMB66RMB65RMB100RMB产品型号： RF -096l太阳能板电源：0.8瓦电池储能能源1000MAHl线路电压：4.5至9vl一条手机安装插头(诺基亚、摩托罗拉、爱立信、三星)l环保、经济、小巧轻便，适合旅行l尺寸重量：103 * 80 * 15毫米。102G数量100-1K1K-5K5K-10K样品单价88RMB85RMB83RMB150RMB2.3市场产品方案和参数时尚的设计、纤薄的设计、新的设计、多种颜色选择、小巧精致的便携性、绿色能源应用先驱、时尚优雅、礼物。适合多种风格的手机、MP3、MP4、PDA、数码相机充电4。产品规格4:1、太阳能转换效率超过30%，采用高转换效率单晶硅和多晶硅片；2、太阳电池板规格：5.5v/80ma；3、充电器内置大容量可充电电池：800毫安；4，输出电压：5.5V；5，输出电流：1000毫安；6、充电器为手机充电时间：约60分钟(品牌和型号的手机有一些差异)；7、太阳能充电器内置电池充电时间：10-15小时；8、充电器内置电池充电时间：5小时，使用计算机或交流适配器；9，外形规格：10 x 6.8 x 0.8厘米3太阳能充电器电路及分析图3-1是具有简单结构、明确模块、低制作成本等的手机充电器的电路。下面结合对电路基础，模拟电子，开关电源的知识分析电路。图3-1简单的太阳能充电器充电电路图3-1电路可分为太阳能板充电电路、锂电池电源升压电路、锂电池应急储能电路、锂电池电压监测显示电路等。表3-1是使用的组件列表，图3-2是PCB图。表3-1每个电路使用的组件电路名称组件太阳能板充电电路锂电池，太阳能板，D401锂电池电源升压电路L101、D101、Q101、C101、USB锂电池应急储能电路Q301，Q302，r310，D202，锂电池锂电池电压监测显示电路R206、D201、R205、q2101、q02、R201、R202、R203、R204图3-2太阳能充电器PCB板3.1太阳能板充电电路图3-3是太阳能板充电电池电路，如下图所示。图3-3太阳能板充电电池电路电路分析：太阳能电池板的功率很低，所以要简单地制作太阳能电池板和用电池充电的电路。否则转换效率会很低，失去太阳能的意义。该电路是通过低压降肖特基整流器2极管D401直接连接电池最简单的连接方法。太阳能板在空载时的发电电压为6V以上，但受发电功率影响提供的电流约为33mA，D401直接连接太阳能板和锂电池，33mA的电流通过D401流动的电流不会对D401构成安全威胁，可以直接连接。太阳能的平均输出功率约为200mW，D401的压力降约为0.4V，不是锂电池内部电阻。D401的功耗为P=0.4V/(0.4V 3.7V)X0.2W=0.02W，处于安全范围内。交换效率计算：n=有用的功率/总功率=1-0.02W/0.2W=0.9效率是在不考虑电池内部电阻的情况下计算的结果，电池内部的“电-化学能”转换效率计算不仅仅是复杂或电气知识的解释，这里不再讨论化学电池的问题。3.2锂电池电源boost电路图3-4锂电池电源增强电路这是“boost开关电感boost电路”，将3.7V提升到5.1V。其基本原理是boost boost根据boost斩波结构执行boost切换。下面介绍boost切换原理。图3-5 boost斩波转换结构Ui是稳定的直流电源，l是电感储能装置，s是开关管，VD是整流器二极管，c是过滤电容，RL是负载电阻。图3-7交换机s的PWM控制波形从节能角度分析boost boost斩波：在初始状态之前，s断开，l的电流稳定Io=Ui-UVD/RL，功耗为P=Ui。IL；s关闭后，IL将沿填充曲线上升，Ui输出功率将增大。s再次分离，电流开始减少，但总是大于或等于I0，输出功率大于s静态时，负载恒定时，输出电压和电流都要大，这是他的斩波升压原理。电流、电压定律分析boost斩波工艺：1、如果初始状态开关s断开，则Ui通过L-VD-C/RL形成回路，如果是稳定的，则UC=Ui，L的初始电流大小I=Ui/RL。2、开关S传导时，如果Ui通过L-S形成回路，并且L短路后在I=Ui/RL沿电感充电曲线充电，并且S的开关频率很高，因此可以认为是线性充电，则根据kirchhoff电压定律计算如下：Ui=UL=L dI/dton(左正数和右负数)，dI=Ui