基于单片机的太阳能充电器的设计 大学毕设论文.doc

山东交通学院课程设计山东交通学院课程设计报告课题名称基于单片机的太阳能充电器的设计学生姓名傅传银唐飞翔学号 140818108 140818110 专业电子信息工程(信职 141 ) 指导教师张波 201 6年06月26日山东交通学院课程设计 2 1绪论 本课题研究背景及现状当代社会随着一些不可再生资源如煤炭,石油等日益减少,使得各国社会经济越来越受能源问题的约制,因此许多国家开始逐渐的实行“阳光计划”, 开发洁净的能源如太阳能,用以成为本国经济发展的新动力。首先让我们想到的是太阳能电池,因为它不会消耗水,燃料等物质,并且不会释放任何对环境有污染的气体,是直接通过太阳光与材料的相互作用释放出电能, 这种无污染资源对环境的保护有着相当重要的意义[1]。由于无公害的作用, 目前世界太阳能电池产业已经出具规模, 1995 年到 2004 年的十年内平均年增长率达到 30% 以上。随着新型太阳能电池的涌现, 以及传统硅电池的不断革新,新的概念已经开始在太阳能电池技术中显现,从某种意义上讲,预示着太阳能电池技术的发展趋势[2]。世界各国对光伏发电也越来越重视, 目前全世界已超过一百个国家使用光伏发电系统,其中以欧洲为代表的发达国家为主,占总市场的 %, 早在 09 年的时候,世界各国总的光伏新加装机容量接近 800 万千瓦, 截至当年低, 世界光伏装机容量总共接近 2700 万千瓦[3]。随着并网光伏发电市场的迅速发展,让它受到了世界各地的关注。目前,太阳能电池的应用已经逐渐广泛得到推广,众所周知,沙漠地区由于气温特别高,因此最具有大规模开发太阳能的潜力,这使得沙漠等偏远地区对其的使用更加方便,并且能减低甚至节省昂贵的输电线路,从长远发展状况来看,随着改善太阳能电池制造技术和新的光- 电转换装置发明,国家环保和清洁能源,光伏发电系统和太阳能发电的巨大需求恢复将继续利用太阳辐射能比较实用方法,这可以为人类以后能使用太阳能提供了广阔的开辟前景[4]。当代社会太阳能手机充电器得到了一定的使用,它具有运用方便,环保,节能, 格外使用于应急场合,高效率充电,性价比较高,让大家无论身处何处,都不会受到手机没电的困扰[5]。借此太阳能手机充电器的众多优点,因此提出本课题。 课题设计思想基于单片机的太阳能充电器的设计是本次探导的课题。首先,由于太阳能电池板的电压会随太阳光的强度波动,强烈的太阳光的太阳能电池板的电压是高的数,当太阳光弱的强度,所述太阳能电池板的输出电压低时,从太阳能电池板的输出到稳定的山东交通学院课程设计 3 电压[6]。本设计采用了稳压器 LM7805 , LM7805 输出端口可以输出稳定的 5V 电压,因为电力可以用于单芯片和其它芯片,其次,作为下一个电源电压转换电路。第二,考虑到电池的充电过程的电压要求各不相同,不能简单稳定的直流输出,因此提出了利用 DC/DC转换器电路的,通过控制关断时间的占空比,以调节输出电压。 SCM 是控制中心, 在控制信号产生电路是由充电过程的一个外部状态产生的,外部充电电压的比较信号和充电电流与理想充电过程中,占空比调节。单个微控制器设计用于该目的,所述电压检测电路和一个电流检测电路,并且为了方便用户知道系统的状态,设计设置在显示模块和指标。 2 基于单片机的太阳能充电器系统总体方案设计 设计方案一方案一方框图如图 所示 DC/ DC 转换单片机按键显示手机电池太阳能电池板图 方案一方框图该程序使用的 DC / DC 转换电路, 将太阳能电池板输出的电压变换为需要的电压值给手机电池充电,同时单片机可以控制电路变换,还可采用按键设定某些值,有显示部分,可以设定为显示电路状态。可以从该图中的框图中可以看出,该程序能够控制 DC / DC 变换器电路,显示模块, 但该程序是没有实时检测的外部电路,而不是用 DC / DC 实时控制根据外部电路的条件转换电路。 设计方案二借于方案一存在的缺点,所以在此提出第二种方案,方案二方框图如下图 。山东交通学院课程设计 4 DC/DC 转换单片机按键手机电池太阳能电池板 PWM 芯片模数转换显示图 方案二方框图如从图 2可以看出,以弥补设计用于检测电路的状态的方案的缺点,并通过模拟转换到数字的转换模块的信号到微控制器。 PWM 控制芯片微控制器可以产生施加 PWM 波转换电路的控制主要模块和显示模块,但此次方案是将生成 PWM 部分用芯片替换,这使得电路复杂硬件部分的设计,它是更好地使用软件允许硬件电路简单,而且还能充分利用单片机的功能。 基于单片机的太阳能充电器的设计的总体设计方案综合以上两种方案提出本次设计的整体设计框图如下图 所示。 DC/DC 转换单片机按键手机电池太阳能