太阳能手机移动充电器汇总Word下载.docx

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专　　业：

指导教师：

起止日期：

年月日

怀化学院本科毕业论文（设计）诚信声明

作者郑重声明：

所呈交的本科毕业论文（设计），是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

除文中已经注明引用的内容外，论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。

对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。

本声明的法律结果由作者承担。

本科毕业论文（设计）作者签名：

目录

摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ

关键词………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract……………………………………………………………………………Ⅰ

Keywords……………………………………………………………………………Ⅱ

1绪论……………………………………………………………………………1

1.1本课题研究背景1

1.2本课题研究目的与意义1

1.3本课题研究的总体思路1

1.4本课题研究的主要任务2

2太阳能电池的研究和分析2

2.1太阳能电池的原理2

2.2太阳能电池的等效电路4

2.3太阳能电池板的输出特性及影响因素5

2.3.1太阳的光照强度对光伏电池转换效率的影响6

2.3.2温度对光伏电池输出特性的影响7

2.4本系统所采用的光伏电池8

3太阳能充电器硬件设计8

3.1系统总体设计方案8

3.2升压电路设计8

3.2.1BQ25505芯片介绍8

3.2.2升压模块设计12

3.3电池管理电路设计………………………………………………13

3.3.1CN3083芯片介绍…………………………………………13

3.3.2电源管理模块设计…………………………………………17

4电路测试……………………………………………………………………22

5结论与展望23

致谢23

参考文献23

附录……………………………………………………………………………25

附录1电路原理图……………………………………………………………25

附录2电路PCB图……………………………………………………………26

附录3元器件清单……………………………………………………………27

附录4实物图…………………………………………………………………28

太阳能手机移动充电器

⏹摘要

目前对太阳能利用主要体现在两方面：

光热转换与光电转换，本文利用太阳能光电转换特性，设计了一种在没有电源的情况下也能随时随地给各种移动设备充电的便携式太阳能充电器。

本文的设计是通过太阳板进行光电转换产生电能，通过可以拾取小信号的升压电路来弥补电池板输出电压不足，经过电池管理电路防止电池的过充过放充分保护电池达到高效率，低功耗充电智能化的效果。

升压电路的设计利用了TI公司具有超低功耗，高效直流/直流升压的BQ25505，只要在大于300mV的电压下冷启动就能在输入电压低至100mV时持续能量采集，可编程最大功率点跟踪。

电池管理电路的核心是利用了CN3083，能根据输入电压源的电流输出能力自动调节充电电流，采用恒流/恒压/恒温模式充电，电源掉电时自动进入低功耗睡眠模式。

能持续稳定的给用户供电，给你的生活带来很大的方便。

既节约了能量，又使用方便，是居家旅行的必备品。

⏹关键词

太阳能；

电池管理；

变换器

⏹Abstract

Atpresenttheuseofsolarenergyismainlyembodiedintwoaspects:

thesunlighttransformationandphotoelectric,thispaper,byusingsolarphotoelectriccharacteristics,designawaythatthereisnopower,itcanalsochargerforvariousmobileanywhereatanytime.

Thedesignofthispaperisthroughthesolarphotovoltaicpanelsboardofphotovoltaicconversiongenerateelectricity,andboostercircuitwhichcanpickupsmallsignaltocompensateoutputvoltageforthepanel,afterthebatterymanagementcircuittopreventthebatteryoverchargeexcessivedischargefullyprotectthebatterytoachievehighefficiency,lowpowerconsumptionintelligentchargingeffect.ThedesigntakesBQ25505producedbyTIasboostedcircuit,withultra-lowpowerconsumption,highperformanceDC/DCboost.aslongasunderthevoltageofthegreaterthan300mV,coldstartcansustainedenergyharvestingandprogrammablemaximumpowerpointtrackingatlowinputvoltageto100mV.BatterymanagementcircuitcoreistousetheCN3083,thechipcanautomaticallyadjustthechargingcurrentaccordingtothecurrentoutputcapacityoftheinputvoltage,Usingconstantcurrent/constantvoltage/constanttemperaturemodetocharging,itcanautomaticallyintolowpowersleepmodewhenpoweroff.Itcansupplycontinuousandstablepowertousers,bringsgreatconveniencetoyourlife.Itcansavesenergy,andeasytouse,istheessentialsofhometravel.

⏹Keywords

Solar 

energy；

Batterymanagement；

Converter

1绪论

⏹1.1本课题研究背景

随着电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，减少不可再生资源的消耗和环境污染，缓解能源压力，而且太阳能居家旅行使用方便，经济实用，光能开发势必会成为经济发展的新动力。

太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能，不需要消耗燃料和水等物质，使用中不释放包括二氧化碳在内的任何气体，是对环境无污染的可再生能源。

这对改善生态环境、缓解温室气体的有害作用具有重大意义。

目前，太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门。

而且随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光—电转换装置的发明，各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景[1]。

⏹1.2本课题研究目的与意义

使用手机的人都有过这样的经历，外出或旅游时电池突然没电了，特别是在火车、汽车、轮船等没有电源的交通工具上，没电、电量不足，使手机变成了信息交流的盲区，造成不必要的麻烦和经济损失。

为了解决这样的问题，本课题研究了一种太阳能充电器，它可以很好的解决上述问题，给你的生活带来很大的方便。

通过本课题的研究，除了对所学知识的进一步巩固外，还可以把理论与实践结合起来，把知识转变成生产力，创造使用价值，给人们的生活带来方便。

⏹1.3本课题研究的总体思路

本充电器通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，经过DC/DC变换电路处理后能提取300mv的电压，由充电电路为负载供电。

锂电池一般不宜采用全过程恒流充电方式，而是采取开始恒流快速充电，待电池电压上升到设定值时，自动转入恒压充电的方式，并且这样有利于保存电池容量。

充电过程中采用LED灯，系统中设计有完备的过流过压保护，避免因电池过度充电而损坏，并且充电器采用模块式结构和USB接口，可对手机、MP3、摄像机等多种数码产品充电。

文中介绍设计的太阳能手机充电器，与普通的手机充电器相比，它的特殊之处除了能源的供应来自太阳能电池板外，充分利用升压电路的智能性，设有完备的电压电流检测保护电路，并通过LED显示电路的状态，当光线不够强时，能把超低电压提升生到可充电电压为手机充电，光线足够强时，提取最大电流为手机充电，同时可为充电电池充电。

把太阳能电池板放在一个有阳光的地方，即可以为手机提供一个方便的太阳能充电点。

这种便捷的太阳能充电器几乎可以在任何地方补充电力，从而获得通信的自由。

⏹1.4本课题研究的主要任务

结合系统设计的总体思路和任务要求，我设计了一种基于低功耗的太阳能手机充电器，设计的主要任务有：

1设计一个太阳能手机移动充电器

2体积小，携带方便

硬件设计：

升压模块设计，电池管理模块设计，太阳能手机充电器电路原理图设计。

设计要求：

1利用最大输出为5V的太阳能电池板为系统提供能量

2具有低功耗，高效率

3有状态指示灯

4能智能的为电池充电

⏹2太阳能电池的研究和分析

⏹2.1太阳能电池的原理

太阳能光伏电池表面有一层金属薄膜似的半导体薄片。

当太阳光照射时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。

被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子——空穴对。

这样，光能就以产生电子——空穴对的形式转变为电能。

薄片的另一侧和金属薄膜之间将产生一定的电压，这一现象称为光伏效应。

太阳能光伏电池正是一种利用光伏效应直接将光能转化为电能的装置。

对于半导体P-N结，光伏效应更明显。

因此，太阳能光伏电池都是由半导体构成的。

图2-1掺入硼原子的硅晶体结构图（P型）

图2-2掺入磷原子的硅晶体结构图（N型）

太阳能电池的基本结构相当于一个大面积二极管，其基本特性也与二极管类似。

当用适当波长的太阳光照射到半导体上时，光能被半导体吸收后，在导带和价带中产生非平衡载流子--电子和空穴。

半导体内在P型和N型交界面（图2-3）两边形成势垒电场，能将电子驱向N区，空穴驱向P区，从而使得N区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P-N结附近形成与势垒