1. 研究目的与意义
太阳能是取之不尽的可再生资源,也是清洁资源不产生任何的环境污染,相比其他的能源来说太阳能也是比较方便实用的能源,用太阳能电池组件为基础制作的手机充电器能直接完成太阳能辐射能到电能的转换,制作成本低。手机越来越多的普及到世界范围,而使用手机的电池储能总是十分有限的,几乎所有人都有过这样的经历:外出时手机电池突然没有电了,因充电器不在身边或找不到可以充电的地方,影响了手机的正常使用,尤其是对于经常外出的工作人员来说,在电池耗尽的时候为通信带来了极大的麻烦。为了解决这一问题,本课题设计一种基于太阳能的手机充电器,它使用太阳能电池板,经电路进行直流电压变换后给手机电池充电,并能在电池充电完成后自动停止。光能是无处不在的,只要有光就有能量,可以随时随地给手机、相机等的电池充电,大大地方便了大家的外出生活。本设计主要是利用光电效应现象将太阳能转换成电能,经过单片机智能控制电路,通过充电电路、振荡电路、稳压保护电路来实现太阳能转化成适当的直流电压,在安全方便简单快捷的情况下给手机充电。
2. 课题关键问题和重难点
1.太阳能电池输出电压不稳定问题:因为电池在使用的时候,由于太阳光线的变化比较大,并且受温度的影响,所以输出电压不稳定,输出电流小。不过只要利用充电器电路将太阳能输出的直流电压变换后供给手机充电即可。在光线适宜的时候,通过太阳能电池板吸收太阳光,就可以将光能转换为电能。
2.太阳能电池最大功率的实现问题:其最大功率点是随着光照强度和温度的变化而变化的。最大功率点跟踪就是要使系统工作点跟踪最大功率的变化,使光电转换效率达到最大。因此为了实现最大功率点跟踪,需要在太阳能电池与负载之间接入dc/dc变换器,通过对dc/dc变化器的pwm驱动。
3.系统传感器采集电压等信息的实现问题:控制系统的核心器件是单片机,主要功能是控制信号的采集、按键的操作以及控制显示器的输出。因此单片机的选择及各个触点的熟悉及使用,以及控制电路的设计需要恰到好处。
3. 国内外研究现状(文献综述)
手机充电器的发展历史:
自马丁库伯在1973年发明了手机,经过几十年的发展它已经成为了人们生活中不可或缺的通讯工具。目前,中国已拥有13亿的手机用户,如果手机无法正常使用,将会给我们的工作、生活带来许多的不便,甚至造成巨大的损失。手机充电器作为手机的一个必不可分的组件,它的性能好坏,会直接影响到手机的正常使用,所以手机充电器的作用至关重要。然而现在市场上有些充电器的产品质量并不能满足要求,而且还存在着安全隐患。充电器的质量、安全等一系列问题不仅直接影响着手机的正常使用,还使手机电池的寿命大大减少。尤其是安全问题特别重要,有关手机在充电过程中发生爆炸的事故很多,这很大程度上和手机充电器的质量有关。所以手机充电器的质量不能保证的话,一旦出现意外,就会产生难以想象的危害。而智能充电器能够对充电过程进行控制,不仅可以在充电过程中对电池进行保护,还可以防止过电压并控制充电温度。还存在的一个问题是,手机电池的储能是有限的,外出远离市电的人们经常会遇到手机没电又无法及时补充电能的情况,这时,太阳能手机充电器的优点就显现出来。首先,它特别适合应急的场合,只要有阳光的地方就可以进行充电;其次,它体现了节能、环保的理念,是一款绿色的产品。综上所述,太阳能手机充电器具有非常广阔的发展前景和巨大的现实意义。
太阳能国内研究状况:
4. 研究方案
方案一
此太阳能手机充电器设计中是利用光生伏特效应将光能转换成电能,其电能通过稳压器可直接给手机电池充电,也可将电能储存于蓄电池,在无太阳光时对手机充电。其基本框图如下:
5. 工作计划
第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关文献资料,列出阶段实施计划;
第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;
第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;
