电能收集充电器2
一种毫微功耗的微弱能量收集电路设计

一种毫微功耗的微弱能量收集电路设计作者:韩晓婧张子佑刘锋来源:《物联网技术》2016年第09期摘要:随着物联网的发展以及传感器的广泛使用,以电池为主的无线传感器供电方式因电池的固有缺陷而备受关注。
将环境中的微弱能量转化为电能可以实现无线传感器网络节点自供电。
文中设计了一种毫微功耗的微弱能量收集电路,实验结果表明,通过收集环境中的微弱能量能够取代电池或者利用收集的能量给电池充电,从而延长电池的寿命,以解决无线传感器网络节点的供电问题。
关键词:低功耗;无线传感器;能量收集电路;自供电中图分类号:TN712.5 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)09-0090-040 引言环境中的微弱能量非常微小,但随着电子技术和制造业的发展,传感器正常工作的功耗也越来越低,收集环境中的微弱能量完全能够满足传感器正常工作的需求。
通过对微弱能量的收集来取代电池或者将收集的电能为电池供电是解决传感器供电问题的一种有效途径。
在过去的几年间,物联网技术得到了高速发展,而电源技术的进步却小得多,电池在能量的存储密度上没有太大提高[1]。
传统的无线传感器依靠电池供电来工作并以无线方式发送其测试数据[2]。
这种供电方式的优点在于比较可靠,但缺点是传感器网络节点的使用时间长短取决于供电电池的寿命[3]。
因此,研究者希望能够实现传感器的自供电,利用环境中的微弱能量取代电池或延长电池的寿命[4,5]。
环境中微弱能量的收集由于具有收集方便、来源广泛等优点,得到了研究者的极大关注,成为国际上的研究热点之一[6,7]。
本文设计了一种毫微功耗的微弱能量收集电路,利用LTC3588-1、LT3464、TLV61225三种芯片作为核心电压变换电路;LTC4071芯片为核心的充电控制电路;TPL5100芯片为核心输出控制电路设计微弱能量收集电路,将收集到的电能存储到储能装置或者直接给负载供电。
将能量收集器接入电路,验证微弱能量收集电路将收集的电能储存在锂电池中的可行性以及电路自身的低功耗。
配电房无线监控终端系统的设计和实现

配电房无线监控终端系统的设计和实现作者:冯志坚来源:《中国科技纵横》2013年第06期【摘要】利用电能采集模块和环境参数传感器,通过无线通信网络,组建配电房无线监控终端系统,采集和传输配电变压器总输出电压和电流,功率因素,有功无功电度,配电房各路低压出线的电流,配电房温度和湿度,门禁状态等数据,实现配电房运行的实时监控,提高配网管理的自动化和信息化水平。
【关键词】配电房无线监控配电网是供电网络的末端,直接为千家万户供应电能,直接关系到用户的供电质量,保证配电网的稳定可靠运行是供电企业重要任务。
配电房作为配电网的重要单元,内部设有配电变压器,高低压进出线设备等重关键配网设备,由于配电房数量多而分散,为高效管理带来了困难。
在信息技术高速发展的今天,利用先进通信和传感器技术,建立配电房监控终端系统,对配电房进行实时监控,势在必行。
1 配电房设备运行参数采集配电变压器(以下简称配变)是配电房内的核心设备,对配变二次则电压,三相电流,功率因素,用功无功电度等进行实时采集和分析,能够及时掌握其运行负载情况和三相不平衡情况,及时发现异常状态。
公用配电房的供电对象一般包含多个用户,分散于不同方向的区域。
配电房内设置有低压出线柜,分接出多条低压出线,向多个方向供电。
由于用户性质和变化多样,各条出线的负荷情况经常发生变化,往往出现配变未超载,但一条出线超载,或者一条出线中某一相中重负荷等不良情况出现。
因此各路低压出线的三相电流也必须纳入到监控范围。
对配变电能参数采集通过力创的EDA9033E三相电参数采集模块完成。
EDA9033E能够准确测量三相四线制交流电路中的三相电压、三相电流、功率因素、有功无功电度等多项参数。
而多路低压出线的电流将通过力创EDA9015A电流测量模块采集,该模块最大能够采集12路电流输入,能够满足多路低压出线电流检测的需求。
EDA9033E和EDA9015A均使用RS485或RS232总线通信,支持ASCII码,十六进制和Modbus协议,通信方式统一,两个采集模块能够挂在同一条通信总线上,通过不同的地址进行访问。
2013年全国电子设计大赛赛题

A 单相AC-DC变换电路
B 四旋翼自主飞行器
C 简易旋转倒立摆及控制装置
D 射频宽带放大器
E 简易频率特性测试仪
F 红外光通信装置
G 手写绘图板
J 电磁控制运动装置
K 简易照明线路探测仪
L 直流稳压电源及漏电保护装置
2011年全国电子设计大赛赛题本科组开关电源模块并联供电系统
本科组基于自由摆的平板控制系统
本科组智能小车
本科组LC谐振放大器
本科组简易数字信号传输性能分析仪
高职高专组帆板控制系统
高职高专组简易自动电阻测试仪
高职高专组波形采集、存储与回放系统
本科组光伏并网发电模拟装置
本科组声音导引系统
本科组宽带直流放大器
本科组无线环境监测模拟装置
本科组电能收集充电器
本科组数字幅频均衡的功率放大器高职高专组低频功率放大器
高职高专组 LED点阵书写显示屏
高职高专组模拟路灯控制系统。
Digicharger D2 充电器说明书

Digicharger D2®User ManualThe Nitecore D2 is a universal smart charger compatible with almost all cylindrical rechargeable batteries, thus eliminating the need to own several chargers. The D2 automatically detects Li-ion, Ni-MH and Ni-Cd batteries, and through manual selection is also capable of charging LiFePO4 batteries. Intelligent charging circuitry selects the optimal charging mode (CC, CV and dV/dt) for a given battery and each of the D2’s two microcomputer-controlled charging slots then monitors and charges the battery independently. Furthermore, an integrated digital LCD screen clearly displays charging progress, voltage, current and time while an intelligent automatic power-off function terminates current when charging is complete.The Nitecore D2: The world’s most advanced fully-automatic digital charger. It’s as simple as insert, detect and charge.Features• Capable of charging 2 batteries simultaneously• Each of the two battery slots monitors and charges independently • Compatible with and identifies Li-ion (26650, 22650, 18650, 17670, 18490, 17500, 18350, 16340(RCR123), 14500, 10440), Ni-MH and Ni-Cd (AA, AAA, AAAA, C) rechargeable batteries • Optimized charging design for IMR batteries• Integrated LCD panel clearly displays charging parameters and progress• Two conveniently located side buttons allow easy selection of specific battery types and charging parameters• Intelligent circuitry detects the battery type and status before entering automatic charge mode (CC, CV, dV/dt)• Automatically detects battery power status and selects the appropriate voltage and charge mode (with the exception of LiFePO4 batteries which require manual selection)• Compatible with LiFePO4 batteries• Compatible with small capacity batteries • Automatically stops charging when complete• Features over-charge prevention to protect batteries • Features temperature monitoring to prevent overheating • Made from durable ABS (fire retardant / flame resistant)• Features reverse polarity protection • Designed for optimal heat dissipation • Certified by RoHS, CE, FCC and CEC• Insured worldwide by Ping An Insurance (Group) Company of China, Ltd.SpecificationsInput: AC 100-240V 50/60Hz 0.25A(MAX), DC 12V 1A Output voltage: 4.2V ±1% / 3.7V ±1% / 1.48V ±1%Output current: 500mA x 2Compatible with:Li-ion / IMR / LiFePO4: 26650, 22650, 18650, 17670, 18490, 17500,18350, 16340 (RCR123), 14500, 10440Ni-MH / Ni-Cd: AA, AAA, AAAA, C Dimensions: 143mm× 74mm×36mmWeight: 168g (without batteries and power cord)The All-Round Flashlight ExpertOperating instructions1. Plug one end of the power cord or car charging adapter into the D2 charger. Plug the other end of the cord into an applicable outlet. The LCD display and all battery indicator bars will illuminate as the charger runs a quick self-test. When testing is complete, the name of the product will appear on the screen, the bars will dim and the charger will enter into stand-by mode. If no batteries are detected within 1 minute, the charger will automatically enter Eco Mode (the LCD backlight will turn off). When a battery is installed while in Eco Mode, simply press any button to activate the LCD display.2. The D2 features two charging slots, each of which charges and monitors a battery independently. Rechargeable batteries of differing chemistries and voltages may be charged simultaneously using either 1 or 2 of the charging slots. When inserting a battery, ensure the positive and negative ends correspond with the positive (+) and negative (-) symbols on the charger. Incorrect installation will result in failure to initiate the charging process.Note: The D2 is capable of charging 3.7v Li-ion rechargeable cells, 1.2v, Ni-MH/Ni-Cd rechargeable batteries and 3.2v LiFePO4 batteries. See above for description of battery sizes.3. When a battery is first inserted the D2 will run a short test causing the battery indicators bars to illuminate in sequence from the bottom to the top. When the test is complete, the D2 will enter into charging mode. If any unusual circumstances have been detected, e.g. a backward battery installation, the battery indicator bars will blink rapidly and “Err” will be presented on the screen to urge an immediate removal of the battery.4. While in charging mode, the battery indicator bars will blinkrhythmically to indicate the on-going charging process. The battery’s power status and charging progress is indicated by the number of bars that illuminate steadily. The LCD display will also displaybattery voltage, followed by charging current and elapsed charging time in sequence. Pressing the side “MODE” button will cyclethrough these charging parameters. To view the charging progress of a different charging slot press the side “SLOT” button to select a desired slot. When charging is complete, all five battery indicator bars will illuminate steadily and “Chg.Finish” will appear on the LCD display.Note: When one or two batteries are charged in D2, each charging slot will receive a maximum output current of 0.5A.Charging LiFePO4 batteriesTo charge LiFePO4 batteries, simply press and hold the side“MODE” button for more than 2 seconds right after the battery test completes and “LiFePO4” will appear on the LCD display to indicate the activation of LiFePO4 charging mode. To exit LiFePO4 charging mode, simply press and hold the side “MODE” for more than 2 seconds once again, or remove and reinstall the battery.Charging Small Capacity BatteriesWhen charging batteries with a capacity lower than 750mAH (e.g. AAA, 10440 and 16340 batteries), a low charging current is recommended to help extend battery life.SYSMAX Industry Co., Ltd.TEL: +86-20-83862000 FAX: +86-20-83882723 E-mail: *****************Web: Address : Rm1401, Glorious Tower, 850 East Dongfeng Road,Guangzhou, China 510600Please follow our facebook for more info: NITECORE Flashlights®The All-Round Flashlight ExpertTo select a low charging current, while in regular charging mode, simply press the side “SLOT” button to select a desired battery slot and then press and hold the side “MODE” button for more than 1 second until “LOW” is displayed on the LCD display indicating activation of low current charging mode. To exit, simply press and hold the side “MODE” button for more than 1 second once again or remove and reinstall the battery.Nocturnal Charging ModeWhen charging a battery overnight, nocturnal charging mode is recommended. Simply press and hold the side “SLOT” button for more than 1 second in any state until the LCD backlight turns off thus activating nocturnal charging mode. This feature ensures a peaceful night’s sleep without being disturbed by the D2’s LCD backlight and blinking LEDs. To exit nocturnal mode and turn the backlight on again, press and hold the side “SLOT” button for more than 1 second again.Battery ActivationFor every installed battery, the D2 will activate the battery bycharging it for 6 seconds at a low current. If zero voltage is detected, “Err” will be displayed on the LCD screen. If activation fails the first time, please remove and reinstall the battery once again and activate for the second time.Note: The D2 is not recommended for use with over-discharged (zero volt) UNPROTECTED Li-ion batteries. Li-ion batteries without a protection circuit can potentially cause a fire or explosion.Overtime PreventionThe D2 is equipped with an advanced ‘overtime’ safety function. The D2 will individually monitor the elapsed charging time for each battery slot and if a particular slot exceeds 20 hours, the D2 will automatically power off the slot and display full charging bars to indicate completion of the charging process. This feature reduces the risk caused by batteries of lesser quality.Precautions1. The D2 is compatible with batteries of varying sizes, therefore when charging certain batteries (such as 26650 and AAA), manual adjustment of the battery’s position within the slot is recommended, as to ensure solid contact is made between both sides of the battery and the charging slot’s metal contact points.2. The D2 is restricted to charging Li-ion, IMR, LiFePO4,Ni-MH/Ni-Cd rechargeable batteries only. Never use the D2 with other types of batteries as this could result in battery explosion,cracking or leaking, causing property damage and/or personal injury. 3. The D2 should only be used indoors or inside a motor vehicle and under no circumstances should it be exposed to water, high humidity and low or high ambient temperatures.4. Do not disassemble or modify the charger.5. Children under the age of 18 should be supervised by an adult when using the D2.6. The D2’s safe operating temperature is between 0ºC--40ºC 。
能量收集器的意义和前景

能量收集器的意义和前景随着无线传感网络和可携带电子器件等技术的进步与发展,以低廉、低功耗智能传感器系统组成和分布式工作的无线传感器网络的发展蒸蒸日上,其应用范围已从军事领域辐射到包括建筑、交通、环保、电力、医疗卫生等工业和民用领域。
和定期充电的移动电话与便携式电脑不同,无线传感网络节点和植入式器件需要依靠自身的电池持续工作。
然而,电池不仅增加了微型传感器件的尺寸和重量,并且工作时间有限。
更重要的是,定期更换电池是一项非常艰巨的任务,需要大量的花销。
在多数情况下,更换电池是器件结构和系统所不允许的。
因此,使用化学电池供电是系统发展目前存在的瓶颈之一。
要缓解其供电问题,从周围环境中收集能量受到了研究界的广泛关注,因为它不仅可以为易耗电源补偿能量,而且可以替代某些价格昂贵、环保型差的电源方案。
能量收集技术的最终目标是实现无限的器件寿命。
这些能量源包括太阳能、温度梯度、声波振动、机械振动等。
其中,作为环境中普遍存在的一种能量形式,机械振动是我们比较关心的能量源,这是因为机械振动来源丰富,足以满足应用需求,通过微机电系统(MEMS)可以方便的将振动能转化为所需电能。
从小家电到大型的基础设施,振动换能的应用范围可以十分广泛,包括用于结构健康监测的分布式传感器节点、用于医疗的嵌入式或者植入式传感器节点、为大型系统的电池充电、为汽车轮胎压力检测系统供电、为无人飞行器供电以及家用安全系统供电等。
目前,振动机械能转化为电能的方法有三种:压电式、静电式、电磁式。
其中电磁感应是根据法拉第定律,由振动时磁体和线圈之间的相对运动或者磁场的变化产生了电流,电流的强度依赖于磁场的强度、相对运动速度和线圈的匝数。
其模型比较成熟,而且被广泛应用在许多电能收集器中。
目前,大尺寸、性能好的体磁铁、多转数和宏范围的线圈在大系统中都已得到了实现,但是由于平面磁铁的性能比较差,通过平面线圈实现匝数受到了限制,还有振动幅度的限制相应的会导致MEMS电磁器件速度的降度,因此电磁能量收集技术在MEMS应用中仍然是一大挑战。
集电器用途

集电器用途集电器是一种用于收集和传输电能的装置。
它主要用于从电动机、电磁铁、输电线路等电器设备中收集电流,并将电能传输到电阻、电容、电感等负载上。
集电器广泛应用于各种电力系统和工业设备中。
下面将详细介绍一些集电器的用途:1. 电力系统中的集电器:在高压输电线路上,经常利用集电器收集电流。
一般来说,输电线路的电流可以很高,而由于电线的安全限制,无法直接连接到负载上。
这时,可以使用集电器将电流收集起来,然后传输到负载端。
2. 电机中的集电器:在一些大功率电机中,集电器用于收集电动机旋转时产生的电流。
通过集电器,电流可以从旋转部分(如转子)传输到静止部分(如定子),从而实现对电机输送电流的控制。
这是电机运转的关键组件之一。
3. 电磁铁中的集电器:电磁铁是一种利用电流在线圈中产生磁场的装置。
而有时,电磁铁需要移动,例如在起重机、铁路信号等设备中。
这时,就可以使用集电器来收集电流,并将其传输到电磁铁的线圈中,从而实现对电磁铁的控制。
4. 电池充电中的集电器:现代电池,尤其是锂电池,已成为各种便携式电子设备(如手机、平板电脑等)的重要能源来源。
而当电池电量耗尽时,就需要使用充电器对电池进行充电。
充电器中的集电器负责从电网中收集电流,并将其传输到电池中,从而实现对电池的充电。
5. 电车、电动汽车中的集电器:电车、电动汽车是利用电能作为动力的交通工具。
而为了提供车辆所需的电能,车辆通常会装备集电器,在行驶过程中从轨道或地面的供电系统上收集电能,并将其传输到电动机或电池中,以供车辆使用。
在以上几个领域之外,集电器还可以广泛用于电阻、电容、电感元件中。
例如在一些电路中,为了实现对电阻、电容、电感的控制,可以使用集电器来传输所需的电能。
此外,集电器还可以用于一些特殊设备的研究和开发,如粒子加速器、实验室设备等。
总结起来,集电器是一种非常重要的电气元件,广泛应用于各个领域。
它可以收集并传输电能,用于实现对电流的控制和供电系统的连接。
摩擦电纳米发电机的能量收集种类

摩擦电纳米发电机的能量收集种类
摩擦电纳米发电机是一种通过纳米材料之间的摩擦产生电荷差异,从而收集能量的设备。
这类发电机利用纳米尺度的表面效应和摩擦来产生微小但可收集的电能。
能量收集的主要种类包括:
1.摩擦电荷分离:摩擦电纳米发电机通过不同材料之间
的摩擦产生电荷分离。
这通常涉及到在材料之间建立静
电势差,导致电子的迁移。
2.纳米材料电极:发电机的电极部分通常使用纳米材料,
如碳纳米管、氧化锌纳米线等,以增加表面积和提高电
荷分离效率。
3.纳米发电机的多功能性:一些纳米发电机设计具有多
功能性,可以通过不同的机制收集能量,例如压电效应、热电效应等。
4.应变感应发电:通过应变感应,即材料在变形时产生
电荷分离,纳米发电机可以利用微小的振动或变形来产
生电能。
5.表面效应:利用纳米尺度上的表面效应,例如纳米结
构的形状、表面电荷分布等,来增强摩擦产生的电势差。
摩擦电纳米发电机通常用于收集微小的机械运动、振动或变形产生的能量,这些能量通常难以通过传统的能量收集方式捕捉。
这使得它们在微纳米系统、生物传感器等领域具有潜
在应用。
物联网系统中的能量收集与管理技术

物联网系统中的能量收集与管理技术随着物联网技术的快速发展,越来越多的设备和传感器被连接到互联网上,构成了庞大的物联网系统。
然而,这些设备和传感器的能量供应一直是一个挑战。
传统的电池供电方案不仅存在能量消耗快、寿命短的问题,而且更换电池也会增加维护成本。
因此,物联网系统中的能量收集与管理技术变得尤为重要。
一、能量收集技术1. 太阳能收集:太阳能是一种可再生的能源,可以通过太阳能电池板收集并转化为电能。
在物联网系统中,太阳能电池板可以安装在设备或传感器上,通过吸收阳光来产生电能。
这种收集方式无需外部电源,具有独立性和可持续性。
2. 热能收集:热能收集是利用温差来产生电能的一种方式。
在物联网系统中,可以使用热电材料来收集设备或传感器产生的热能,并将其转化为电能。
这种收集方式适用于需要长时间运行的设备,如无人机或传感器网络。
3. 振动能收集:振动能收集是利用设备或传感器的振动来产生电能的一种方式。
通过将振动能转化为电能,可以为物联网系统中的设备提供持续的能量供应。
这种收集方式适用于需要长时间运行且无法更换电池的设备,如智能健康监测器。
二、能量管理技术1. 能量存储技术:能量存储是物联网系统中能量管理的重要环节。
通过将收集到的能量存储起来,可以在设备或传感器需要能量时进行供应。
常见的能量存储技术包括超级电容器、锂离子电池和燃料电池等。
这些能量存储技术具有高能量密度和长寿命的特点,可以满足物联网系统中各种设备的能量需求。
2. 能量转换技术:能量转换是将收集到的能量转化为设备或传感器所需的电能的过程。
根据能量收集方式的不同,能量转换技术也有所区别。
例如,太阳能收集需要将太阳能转化为直流电能,而热能收集需要将热能转化为电能。
能量转换技术的高效性和稳定性对于物联网系统中能量管理的成功至关重要。
3. 能量优化技术:能量优化是指通过智能算法和控制策略来优化能量的使用和分配。
通过对设备或传感器的能量消耗进行分析和预测,可以实现能量的合理分配和使用,从而延长设备或传感器的使用寿命。
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摘要本设计可实现在输入电压、输入电流较小的情况下高效收集电能对蓄电池/干电池完成充电。该充电器分升压电路,降压电路和控制电路,显示电路四部分,控制电路中由继电器及集成运算放大器LM324n完成电路变换。升压电路主要采用采用max629芯片,降压压电路主要采用采用mc34063芯片,控制电路路中使用LM324n芯片决定继电器两端电压,从而决定继电器中开关的转换,决定降压电路、升压电路的工作状态。显示电路利用单片机AT89S51与模数转换芯片ADC0809,能够测量0-5V之间的直流电压值,四位数码显示。控制电路无需外加辅助电源而能自供电。从而实现在某一连续电压变换中可实现持续充电。此充电器充电效率高,而且因为系统由分立元件搭建,成本很低。
关键词:MAX629;MC34063;AT89S51;ADC0809;电路变换ABSTRACTThisdesignallowstheinputvoltage,inputcurrentisrelativelysmallandefficientcollectionofenergyonthebatteries/batteryisfullycharged.Thechargercircuitsub-step,step-downcircuitandcontrolcircuitofthreeparts,thecontrolcircuitintherelayandintegratedcircuitoperationalamplifiersLM325ncompletetransformation.Step-upcircuitmainlybymax629chip,buckvoltagecircuitmainlybymc34063chipcontrolcircuitroadinthedecisiontouseLM325nchipvoltageacrosstherelaytodeterminetheconversionrelayswitchanddecidedtostep-downcircuit,boostcircuittheworkofthestate.Noexternalauxiliarypowersupplycontrolcircuitwhichcanbeselfpowered.Toachievevoltageconversioninacontinuouschargecanbesustained.Thechargerefficiency,butalsobecausethesystemsetupbythediscretecomponents,thecostisverylow.
Keywords:MAX629;MC34063;AT89S51;ADC0809;circuittransformation目录第一章绪论………………………………………………………11.1引言……………………………………………………11.2系统功能指标…………………………………………2第二章系统设计方案……………………………………………32.1系统结构………………………………………………32.2系统测试方案…………………………………………4第三章系统升压、降压电路设计………………………………53.1升压芯片简介………………………………………………53.2降压芯片简介………………………………………………73.3升压电路……………………………………………………93.3.1升压电路图………………………………………93.3.2升压电路工作原理………………………………103.4降压电路……………………………………………………113.4.1降压电路图………………………………………113.4.2降压电路工作原理………………………………12第四章系统控制电路设计………………………………………134.1控制电路工作电路图………………………………………134.2控制电路工作原理…………………………………………144.2.1LM324简介………………………………………………144.2.2控制电路工作原理………………………………………15第五章系统显示电路设计…………………………………………165.1电路原理图…………………………………………………165.2系统板上硬件连线…………………………………………175.3程序设计内容……………………………………………185.4c语言源程序……………………………………………18第六章测试结果分析……………………………………………226.1升压电路测试结果…………………………………………226.2降压电路测试结果…………………………………………226.3系统输入输出测试结果……………………………………226.4测试结果分析……………………………………………23第七章致谢………………………………………………………24参考文献第一章绪论1.1引言社会信息化进程的加快对电力、信息系统的安全稳定运行提出了更高的要求。在人们的生产、生活中,各种电气电子设备的应用越来越广泛,与人们的工作生活的关系日益密切,越来越多的工业生产、控制信息等重要数据都要由电子信息系统来处理和储存。而各种用电设备都离不开可靠的电源,如果在工作中间电源突然中断,人们的生产和生活都将受到不可估量的经济损失。对于由交流供电的用电设备,为了避免出现上述不利情况,必须设计一种电源系统,他它能不间断的为人们的生产和生活提供以安全和操作为目的的可靠的备用电源。为此,以安全和操作为目的的备用电源设备上都使用蓄电池。这样,即使电力网停电,也可以利用电能收集充电器进行储蓄电能。
在太阳能电池处于阴雨天/风力发电机处于小风的情况下,这些发电系统只能输出较低的电压,同时电流也比较小,这种情况下,通常传统的直接向蓄电池充电的控制器因电压达不到蓄电池充电电压难以向蓄电池实现充电,或者达到充电电压但电流过小而损失太大达不到充进蓄电池的目的。本系统以芯片max629,芯片mc34063交替工作实现对充电电池持续供电功能,在出现低压和小电流的情况下可以实现小电流的高效收集,而且系统由分立元件构成成本很低。
1.2系统功能指标本设计的目的是实现在输入电流,输入电压较低的情况下实现对充电电池的充电。
指标如下:1.在Rs=100Ω,Es=10V~20V,充电电流Ic大于(Es-Ec)/(Rs+Rc)。2.在Rs=100Ω,能向电池充电的Es尽可能低。
3.Es降低到不能向电池充电,最低至零时,尽量降低电池的放电
电流
4.在Rs=1Ω,Es=1.2V~3.6V时,已尽可能大的电流向电池充电5.降低成本第二章系统结构设计2.1系统结构
电压比较输入切换电路升压电路
降压电路电池充电
电压显示
电池充电图2.1系统总体框图当电压输入在0.8v—4.0v时,继电器没有工作,升压电路处于连通状态,升压电路工作,开始对充电电池工作。当电压大于4.0v时则通过lm324n进行电压比较后,继电器两端电压达到吸合电压,继电器开始工作,升压电路停止工作,电路切换,降压电路开始工作。基本可以实现,当系统输入电压为0.8v—4.8v时实现持续充电,且当系统输入电压大于4.8v时这该系统可实现恒定电压对蓄电池进行充电。
2.2系统测试方案充电器(包括监控电路和直流电源变换器)
模拟可充电池RsRcIcRdEcEs图1 测试原理示意图(Es和Ec用稳压电源提供,Rd用于防止电流倒灌)直流电源
充电器及测试原理示意图如图。该充电器的核心为直流电源变换器,它从一直流电源中吸收电能,以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功率有限,其电动势Es在一定范围内缓慢变化,当Es为不同值时,直流电源变换器的电路结构,参数也可以不同。监控和控制电路有直流电源变换器供电。可充电电池的电动势Ec=3.6v.内阻Rc=0.1Ω。
第三章系统升压电路、降压电路设计3.1升压芯片简介MAX629是一种低压供电的DC--DC转换器,输入电压在0.8~Vout范围内,;输出电压可根据外围电路参数变化在-28V至+28V之间转换。并独有限流脉冲频率调制(pulse—frequency—modulation,PFM),在各种负载状态下均有很高的效率。是一种成本低廉、使用灵活、设计简单的芯片。
MAX 62912348765SHDNPOLREFFBVccLX
ISETGND图1MAX629芯片引脚引脚1:SHDN:关断输入端。当SHDN为低电平(逻辑电平)时为关断模式;当SHDN和Vcc相连时,为正常模式。
引脚2:POL:极性输入端。改变极性和FB的门限值能够调节正极性输出电压或负极性输出电压。当POL=GND时为正极性输出电压;当POL=Vcc时为负极性输出电压。
引脚3:REF:参数输出引脚。引脚4:FB:反馈输入引脚。引脚5ISET:Lx电流限制设置端。该引脚的连接方式参改变片内开关管峰值电流的限制值。
引脚6:GND:地线。引脚7:LX:片内开关的漏极端引脚8:Vcc:芯片电源输入引脚。
MAX629