基于STM32的太阳能充电系统设计

2019年第2期

43方案与应用

信息技术与信息化

基于STM32的太阳能充电系统设计

戴寅松* 徐长帅 马思宇

DAI Yin-song XU Chang-shuai MA Si-yu

摘　要 文章介绍了一款基于单片机控制的太阳能充电系统，主要包括温度监控传感器、太阳能收集模块，电池

充电管理模块，显示模块和单片机控制电路。通过软件逻辑处理和硬件设计及制作，此太阳能充电系统可以实现，在太阳能充足的时候使用太阳能收集模块收集太阳能通过智能芯片转换为电能以供使用，同时支持利用电网为电池供电保证续航。除此之外，系统还可以实时显示电池的容量信息和电池温度信息。 该太阳能充电系统实现了对太阳能的有效收集，并将电能储存在锂电池中。提高了户外设备长时间自主供电能力，成本低，应用前景广。

关键词 太阳能；充电系统；STM32；锂电池；电池温度

doi：10.3969/j.issn.1672-9528.2019.02.010

* 南京邮电大学通达学院 江苏扬州 225127

[基金项目]江苏省大学生创新创业计划（NYTDA2018006Y），基于单片机的太阳能手机移动电源设计

1 绪论

目前，中国已成为太阳能光伏发电的重要生产基地，并逐步形成了各项环节的成熟产业链,光伏产品普及是必然趋势。同时随着随身电子产品的广泛应用，随身携带的充电设备已经是出行必备的物品，但是一旦电量耗尽，不便之处尽显。所以，利用光伏这一易于获得的特性，本设计能够很好得解决这个问题，利用太阳光为电池进行电量的补充，作为设备没有电的应急措施。此系统采用太阳能电池板采集太阳能，并利用锂电池充电管理芯片实现对能量的收集和对充电过程的实时监控，实现OLED 显示屏实时显示当前电池容量以及温度传感器监测的电池温度。论文主要从STM23F103C8T6单片机如何检测传感器信号，如何控制OLED 显示充电状态出发详细介绍了各个部分工作原理。 2 概述

太阳能充电系统

[1-3]

的工作原理是采用太阳能充电板

采集太阳辐射光的能量，电池充电管理芯片实现将采集和转换而成的电能存储在锂电池或其它储能设备中，该系统一般包括单片机控制器、太阳能电池板，锂电池充电管理电路、OLED 低功耗显示器，用户控制按键和电池温度监测模块部分。如图1所示，当太阳光照射到太阳能电池板后，充电管理芯片开始工作将电能稳压后存储在电池中，同时电压测量模块和温度测量模块实时监测电池健康状况和充电状况。

图1 太阳能充电系统原理图

太阳能电池板 [4]

一般安装在朝向太阳且无遮挡的地方，

可以接收太阳辐射能量。目前的太阳能电池板一般采用制作好的模块，如本系统采用的太阳能电池板具有双引脚，大大

简化了对太阳能接收和能量转换电路和信号处理的工作量，具有较强的可靠性。太阳能电池板根据不同的制作工艺，不同大小的受光面积有着不同电能输出能力的电池板。

电能监测电路和电池温度监测电路[5-10]具有实时监测能量转换状况和电池温度等电池健康信息，本系统采用较为常见的AD7705模块和18B20温度测量传感器组成。在实际的工业应用中应当采用更加全面，精度更高的传感器。

3 总体设计

图2 系统总体结构框图