太阳能充电器毕业计说明书.doc

漯河职业技术学院机电工程系毕业设计 说 明 书 设计项目：太阳能USB通用充电器 设计人 ： 系别班级：机电系08电信3班 指导教师：唐老师 目 录 1．引言 3 1.1设计目的 3 1.2项目背景 3 1.3设计方案 3 2．总体设计 4 2.1整机概述 4 2.2系统框图 4 2.3系统电路图 5 3．实物描述 6 3.1功能 6 3.2性能参数 6 3.3各部分参数以及原理 7 3.4充电器参数 9 附录:参考文献 1．引言 1.1设计目的 编写说明书的目的就是为使大家熟知设计的思路以及本设计的原理，按照说明书的要求一步步完成设计。 1.2项目背景 随着新的科技的发展，大量的数码产品不断出现，但是电源又是一个问题。太阳能随处可见，又绿色又环保，并且“取之不尽，用之不竭。”用太阳能充电是一个不错的新能源开发应用方向。本课题研制新型太阳充电器目前，在各种光伏电站中，普遍采用太阳电池来收集太阳能并将它储存于蓄电池中以便在需要时再逆变成220V/50Hz交流电供给用户使用。然而，在利用太阳电池对蓄电池充电的过程中，由于太阳电池输出特性的非线性，太阳电池工作点并不是时刻处于最大功率点附近，从而造成太阳电池能量的浪费。本课题所研制的新型太阳能充电器根据太阳电池的工作特性——输出最大功率点处的电压值在不同日照下基本不变，采用恒压跟踪（CVT）方式实现了对太阳电池的最大功率跟踪，有效地提高了太阳电池的工作效率，同时也改善了整个系统的工作性能。图-1 2.3系统电路图 3．实物描述 3.1功能 本充电器主要功能就是对4v左右的锂电池进行充电，利用你的USB线直接连到MP3、MP4、MP5、手机等。 3.2性能参数 一般的手机电池几百毫安的几个小时内即可充满，容量大的可能要更长的时间，本充电器可持续长时间的工作，采用脉宽调制芯片，体积小，重量轻，稳压效果非常的好，且不会像电脑那样容易发热，并且不会产生有害的气体，对环境没有一点污染，充电性能极佳。 本充电器采用tl494的外围电路对太阳板产生的电压进行稳压，经稳压以后，输出电压达到5v，输出电流200mA，由于太阳光的不稳定性，一般情况下我们的太阳板的输出电压为10v左右100mA，中间我们加了一个蓄电池，以保证在弱光下能进行正常充电，蓄电池我们采用4v2600mA的锂电池。 后便我们又采用lm339电压比较器对手机进行充电，经lm339的变换，给手机充电的电压和电流分别为4v 180mA，充电效果还是不错的。 下面我们来算一算手机的充电时间 加入你的手机电池的容量是1000mA，那么你充满一块电池需要1000/180=5.5（h）假如说我们的太阳板每天在强光下工作6小时的话，在强光下我们的输出电压是24v 电流时200mA，功率也就是12w，每天产生的总功率是12*6=72w，可以这样说我们的充电器只要有光的地方就永不断电。 3.3各部分参数以及原理 充电器由太阳能电池板、稳压控制电路、蓄电池、充电控制电路四部分组成。 充电器利用光电板对太阳光进行转化，转换以后对其充电进行控制，经过稳压控制电路进行稳压控制，然后由充电控制电路直接输出经USB给手机进行充电，如果手机拔下的话，稳压控制电路将对蓄电池进行充电，以备在没有阳光或者在阳光较弱的情况下，通过蓄电池和充电控制继续对手机继续进行充电。 太阳能电池板就是我们常用的，在这里就不在多说。 3.3.1 下面详细说一下稳压控制电路的工作原理，tl494的原理图如下 由于我们的太阳板输出电压高于10v，并且不超过tl494的最高电压40v。所以需要稳压，tl494则是通过脉宽调制，通过里边的基准电压然后达到稳压的目的，经稳压后的电压为5v，在其工作电压7v-40v之间调换，其误差率为1%，一般的稳压电路则是用我稳压二极管进行稳压，误差率非常的大，大约为5%-10%，平均输出电流为200mA，最大电流为250mA，由于其输出电压和输出电流的高稳定性，所以用在电压多变的太阳能上稳压是非常好的。 蓄电池我就不用多说了，我们用的蓄电池是一块4v 2600mA的锂电池。 3.3.2 充电电路的原理 原理图如下： 由于手机的充电电压各不相同，所以呢我们的手机充电电路有一个电压比较器，由手机电池的电压和充电模块的输出电压进行比较，然后进行充电。不必担心输出电压的高低而影响手机的充电。在晚上的时候，充电模块由蓄电池它提供电源，继续能对手机进行充电。 根据上述控制思想研制的充电器，具有过充、过流、过热等完善的保护功能；经过长期运行，系统显示出了良好的效果，不