便携式太阳能充电器的设计
如何制作一个简易的太阳能手机充电器及其作用
如何制作一个简易的太阳能手机充电器及其作用随着科技的不断发展，手机已经成为人们生活中必不可少的工具。
然而，常常会面临电池不足的困扰，特别是在没有电源插座或者外出旅行的情况下。
为了解决这个问题，一个简易的太阳能手机充电器可以帮助我们应对这种情况。
本文将介绍如何制作一个简易的太阳能手机充电器，并解释其作用。
第一步：准备材料要制作一个简易的太阳能手机充电器，我们需要准备以下材料：1. 一个太阳能电池板2. 一个锂电池3. 一个稳压电路板4. 一对连接线5. 一个手机充电线第二步：连接锂电池和太阳能电池板首先，将锂电池连接到稳压电路板上。
确保正负极正确连接，并将电路板的输出端与太阳能电池板进行连接。
这样，阳光照射在太阳能电池板上时，电能将转化为电流并存储在锂电池中。
第三步：连接手机充电线接下来，使用一对连接线，将稳压电路板的输出端与手机充电线连接。
确保连接线与充电线的接口匹配，并注意正负极的连接。
第四步：测试充电器完成连接后，将太阳能电池板放置在阳光充足的地方。
插入手机充电线的另一端到手机上，观察手机屏幕上是否显示正在充电的提示。
如果是，则表示太阳能手机充电器已成功制作并开始充电。
作用：太阳能手机充电器的作用在于利用太阳能将其转化为电能，供给手机充电。
相较于传统的电源插座充电方式，太阳能充电具有以下几个优点：1. 环保节能：太阳能是一种可再生的能源，使用太阳能充电器不会产生二氧化碳等有害气体排放，对环境十分友好。
2. 自给自足：太阳能充电器不需要外部电源供应，只需把它暴露在阳光下，即可获得电能。
这使得在没有电源插座的场所，如野外露营或旅行中，手机也能得到充足电量的保证。
3. 灵活便携：太阳能手机充电器通常体积较小、重量较轻，易于携带。
它可以将阳光转化为电能的同时为手机充电，适用于户外活动和紧急情况下的充电需求。
总结：通过制作一个简易的太阳能手机充电器，我们可以利用太阳能为手机充电，解决手机电池不足的问题。
基于STC89C51的便携式太阳能充电器设计
基于STC89C51的便携式太阳能充电器设计张鹏【摘要】when electronic products are used outdoors its battery capacity is limited, it can affect users' normal use, a portable multi-purpose solar charger is designed. The charger can convert solar energy into charging voltage which fits for battery of electronic products, and can adjust different voltage, with built-in battery can meet portable power supply demand when the user is in outdoors. The system uses STC89C51 microcontroller as the control core, structured by boost circuit, photoelectric conversion circuit, overcharge protection circuit, voltage regulation circuit and digital display circuit. The performance of system is tested, the results show that the system has advantages of wide output voltage range, simple structure and high reliability, with mains charging function;it can meet different load requirements charging voltage under a variety of conditions.%针对电子产品在户外使用时电池容量有限，影响用户正常使用的问题，设计了一种便携式多用太阳能充电器。
简易太阳能手机充电器的设计
２ 电路 分析
使用普通的电子器件构造充电电路的各个部分
模块， 使用两片 ６ 伏的单晶硅太阳能电池板来对整
图一 Ｌ １ 压芯 片 Ｍ３７稳
个系统进行充电以保证足够的电压。在整个充电模
★基金 项 目： 江苏省海洋资源开 发研究 院科技开放基金 项 目 （ Ｉ Ｒ ９ ０ ：０９ Ｊ Ｍ ０Ｄ１）２０ 年江苏 省高等学 校大学生 实践创新 训 Ｓ
练计划 （５ ９ １） ５００３
生活质量提高的同时，对于时尚的追求也成为了一 种普遍的现象。所以一个小巧而又外型美观的太 阳
摘
要： 设计了一款简易太阳能手机充 电器 ， 对充电电路的稳压模块、 电保护模块、 充 充电控制模块 等进
行 电路 的分 析 与研 究 ， 阐述 了电路 的工作原 理， 际测试 表 明， 实 该充 电器 工作 稳定 、 靠， 用 灵活 。 可 使
关键词： 太阳能； 手机 ； 电控制 充 中图分 类号 ： Ｎ７ ０ Ｔ １ 文献标 识码 ： Ｂ
文章编 号 ：６ １４ ９． ０ ０９０ ３—３ １７ －７ ２（ １）．１ １０ ２
Ａｂ ｔ ｃ ： ａｇ ｒｏ ｌｒｅ ｅｇ ｏ ｂｌ ｅｅ ｈ ｎ ａｔｒ ｅ ｉｎ ｄ Ｔ ｅｒ ｇ ｌｔ ｒｍｏ ｕ ｅ ｃ ａ ｇｎ ｓｒ ｔＣｈ ｒｅ ｆｓ ａ ｎ ｒｙ ｆｒｍｏ ｉ ｔｌｐ ｏ ｅｂ ｔ ｙ ｉ ｄ ｓｇ ｅ ． ｈ ｅ ｕａｏ ｄ ｌ， ｈ ｒｉ ｇ ａ ｏ ｅ ｅ ｓ
压芯 片 （ 图一 所示） 实现对 电路 前段 的稳压和控 如
制， 其输出电压满足公式 Ｖ １ ５ １ ２Ｒ ） ｏ ． （＋Ｒ ／ １。我 ２ 们通过调节 Ｒ ２的阻值来得出整体电路所需求的电 压。 最初设定 Ｒ ２阻值为 ７０ 输 出电压为 ５ ｔ 。 ２ 欧， Ｖ＊格 也是可以为我们所接受的【 。 ｌ 圳
便携式太阳能手机充电器设计
便携式太阳能手机充电器设计
太阳能手机充电器 通过太阳能电池板 全球日趋严重的化石能源紧缺和环境污染破坏的情 况，使得太阳能产业的发展不仅仅是一个单纯的经济问题， 更是一个能源替代和环境保护的问题，太阳能光伏发电技 术也越来越受到人们的关注。随着太阳能电池板价格方面 越来越便宜和科学家在光伏技术方面研究的深入，人类利 用太阳光的辐射能量将逐渐由现在的补充能源升级到替代 能源。太阳能光伏发电技术在家庭小产品方面的应用实例 还是很少，如目前使用太阳能充电的手机充电器还没有被 广大消费者接受。因此太阳能作为一种容易获取对环境无 污染的绿色能源若能应用到消费类产品中，对于改善地球 的整体的能源状况和环境有着非常重要的意义。太阳能光 伏发电技术的最重要的研究内容，就是如何在给定光电转 换材料和电池的条件下，完成高效可靠的充电。当来自太 阳能板的电能有剩余的时候，就可以对蓄电池进行充电； 当太阳能板提供的电能不足的时候，电池就可以为系统提 供电能。 三亚市位于海南省最南端，地处东经１０９．５。，北纬 １８．２。，属于中国太阳能资源较为丰富地区，全年太阳总辐 射量达５６２８ＭＪ／ｍ２。日照时 间长，沿海年均日照时数为 ２５８８ｈ。三亚的年平均气温
图３稳压电路
过ＵＳＢ口输出电压，对手机进行充电。 图６是电量指示灯电路，ＴＬ４３１是一个三端可调并联 稳压器，能保证温度稳定在整个温度经营范围，ＬＭ３２４是 一个四运放集成电路，它的四组运算放大器在形式方面一 样，其中专为从单电源供电的 电压范围经营。ＴＬ４３ｌ和ＬＭ３２４组成了电压比较电路， 将电池的电量通过运算放大器进行比较，Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、 Ｄ７电量显示灯，如果电量不足，第一个显示灯不亮，只 显示其余的三个灯，以此类推。
测试和分析将便携式太阳能手机充电器置于阳光下通过调整多晶硅太阳能电池板与阳光照射的角度得到不同的光照条件下的数据用万用表测量对应的输入电压电流和输出电压电流并将其绘制成表便携式太阳能手机充电数据测试结果及分析所得输出电压和输入电流恒定不变即本设计的便携式太阳能手机充电器输出功率恒定不变
便携插接式太阳能充电器的设计
汇流带直接焊接在 Ｐ Ｃ Ｂ 上， 再进行 Ｐ Ｅ Ｔ层压 ， 减少了耗材 ， 降低了成本 。
太 阳能电池板 Ｐ Ｅ Ｔ层压板 ，即根据需要的电压和电流将多个太 阳能 电 池 片按顺序排列 ，然后将单层透明 Ｐ Ｅ Ｔ 、 Ｅ Ｖ Ａ 、太 阳能电池片 、 Ｅ Ｖ Ａ 、
太阳能充 电器包括太阳能电池板 、蓄电池 ，盒体 以及连接太阳能 电 池板和蓄电池的充电控制电路。盒体是用于容纳太 阳能 电池板的空 间； 充 电控制电路上具有与太 阳能电池板连接的第一接 口，太 阳能电池板具
有从容纳空间中取出并与第一接 口 连接的工作状态 以及放置在盒体 内部 并与第一接口断开的携带状态。 太 阳能充电器采用可开合的盒体式结构 ， 在不需要使用时 ， 将太 阳能 电池板放置在盒体内部。在需要使用时 ， 将
阳能充电器应运而生。
一
太阳能电池板形成机械支撑于固定，又形成 电气连接 。
太阳能充 电器电源输 出接 口设置在蓄 电池的底部 ，当盒体打开并插
上太阳能电池板上 ，盒体侧放 ，即此 时电源输出接 口位于侧面，方便连 接 。由于蓄电池与充电控制 电路之间在盒体打开和关闭的过程中发生折 叠 ，在蓄电池 的侧面设 置用于与充电控制 电路连接 的蓄电池接口，充 电 控制电路通过导线插接在蓄 电池接 口 上 ，关闭盒体前 ，将导线拔下 ，从
【 关 键 词 】编 写 太 阳能 充电 设 计 中 图分 类号 ：Ｔ Ｋ５ ｌ １ 文 献 标识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ： １ ０ ０ ９ — ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ４ ） １ ７ — ８ ４ — ０ １
引言
太阳能取 之不尽 ，用之不竭，处处都可得到。它经济 、环保 以及无
一种便携式多功能小型充电装置的电路设计
一种便携式多功能小型充电装置的电路设计赵艳新（晋城职业技术学院机械与电子工程系，山西晋城048026）0引言随着科学技术的不断发展，特别是通信技术的不断突破，移动设备已经成为人们日常生活中十分重要的一部分，而一旦在紧急情况或者特殊环境下移动设备电量用尽，将是一件非常麻烦的事情。
在当下，光伏发电技术应用广泛[1]，从太阳能路灯到光伏建筑，再到大型光伏发电厂，它已经成为新能源领域的重要支柱[2]。
若能把太阳能发电技术和人们的日常生活结合起来，将会为人们提供极大的便利。
但是在日常生活中，光伏能源的利用还较欠缺，究其原因有两点：一方面是柔性太阳能电池[3]技术不够成熟，耐候性、稳定性较差，尚未得到广泛的商业化应用；另一方面是为日常生活中常见的直流小型负载供电而设计的光伏发电装置[4]较少。
基于以上考虑，本文尝试设计一种基于太阳能电池的便携式多功能小型太阳能充电装置，可实现对手机等移动设备的全天候供电。
该装置电路设计部分包含太阳能充电电路、市电充电电路、蓄电池充电管理电路、蓄电池保护电路、升压输出电路和显示电路等，设计框架如图1所示。
该小型便携式多功能充电装置设计要实现以下几个目的：1）太阳能电池直接给内置蓄电池充电；2）市电直接给内置蓄电池充电；3）内置蓄电池控制电路要实现合理充放电、保护控制、电量显示等功能；4）该装置能及时对移动设备进行机充模式充电。
太阳能充电电路设计太阳能电池的发电原理是光生伏打效应：当光子照射到热平衡状态下的PN结上时，激发PN结区内的电子从价带跃迁到导带，因此产生了电子-空穴对，在内建电场的作用下再使电子和空穴分离，从而在P型和N型半导体两侧产生电压，加上外电路负载后就能形成闭合供电回路。
首先，在太阳能电池内部PN结吸收光子能量形成光生电流（I ph），光照越强则I ph越大，另外结区里还存在与光生电流方向相反的暗电流（I dark），其中暗电流主要包含PN结反向饱和电流和漏电流，二者之差为输出电流。
太阳能充电器——电子科技制作案例
太阳能充电器——电子科技制作案例这里介绍一种外出携带方便的太阳能充电器，其最大特点在于：不仅能够在太阳光照的环境下，直接为手机等电器充电，而且还能够将太阳能电池板产生的电能“储存”起来，在无光照的情况下为手机等电器充电。
弄懂工作原理太阳能充电器的电路如图12-1所示，它由太阳能电池板BP、“储电”用锂聚合物电池G和直流5V升压模块A等组成。
图12-1 太阳能充电器电路图当太阳光照射到太阳能电池板BP上时，BP表面即发生光伏效应，其两端输出一定功率的电能，通过隔离二极管VD1后，给锂聚合物电池G充电。
这里设置G的作用是“储存”BP所产生的电能，如同“蓄水池”功能一般，既可在向手机等用电器具充电时稳定输出电压、提高输出电流，又可在无光照情况下提供应急充电。
由于G的标称电压是3.7V，即使充满电后最高电压也就4.2V，并不能直接输出所需要的5V稳定直流电进行对外充电，所以电路中必不可少地采用了一个直流5V升压模块。
闭合充电开关SA，作为充电指示灯的发光二极管VD2点亮；与此同时，锂聚合物电池G（包括太阳能电池板BP）输出的直流电，经5V升压模块处理后，通过标准USB电源插口输出稳定的直流5V电压，可对手机等用电器具进行充电。
电路中，VD1作为隔离二极管，其作用是防止锂聚合物电池G对太阳能电池板BP反向放电（无光照时）。
由于VD1采用了管压降仅为0.2V（实测）的肖特基二极管，故可有效降低对太阳能电池板BP 输出电压的折损。
R为发光二极管VD2的限流电阻器，其阻值大小影响VD2的发光亮度。
准备好元器件本制作仅用了8个元器件，采购清单见表12。
表12 元器件清单续表制作与使用整个太阳能充电器的电路全部焊装在一个尺寸约为110mm×75mm ×15mm的塑料小盒内，如图12-2所示。
盒面板为太阳能电池板BP开出感光窗口，盒侧面适当位置处分别为发光二极管VD2开出管帽伸出孔、为USB插口和充电开关SA开出安装孔。
便携式太阳能充电器的设计
便携式太阳能充电器的设计近年来，随着移动设备的普及和可再生能源的发展，便携式太阳能充电器逐渐成为人们日常生活中必备的电子产品。
便携式太阳能充电器利用太阳能将太阳光转化为电能，可以随时随地为各种移动设备提供电力支持。
在设计便携式太阳能充电器时，需要考虑以下几个方面。
首先，设计合适的太阳能电池板。
太阳能电池板是便携式太阳能充电器的核心部件，其质量和效率直接影响充电器的使用效果。
在选择太阳能电池板时，需要考虑其光电转化效率、重量、尺寸以及耐用性等方面。
同时，可以选择具有抗压、防水、防尘等特性的太阳能电池板，以增加充电器的适应性和耐用性。
其次，设计高效的电能转换与储存系统。
太阳能电池板将太阳能转化为直流电能后，需要经过电能转换和储存系统，以提供给移动设备使用或储存备用电源。
在设计电能转换系统时，需要考虑转换效率、温升和电流稳定性等因素，以减少能量损失和保护移动设备的安全。
在设计电能储存系统时，可以选择高容量的锂电池或聚合物锂电池，以提供长时间的电力支持，并增加充电器的使用寿命。
另外，便携式太阳能充电器的外观设计也需要考虑。
外观设计既要满足实用性和功能性的要求，又要符合人体工程学原理，具备符合人体工程学原理、易于携带、操作便利等特点。
可以选择轻薄、折叠式或可拆卸式的设计，以增加便携性和储存便利性。
同时，可以根据用户的喜好和个性化需求，设计出不同颜色、样式和图案的产品，增加用户的购买欲望和使用愉快度。
最后，便携式太阳能充电器的安全性和环保性也是设计的重点。
安全性包括过压、过流、短路、过热保护等功能的设计，以保护移动设备和用户的安全。
环保性包括使用环保材料、降低能量消耗、减少污染排放等方面的设计，以减轻对环境造成的影响。
可以选择符合RoHS指令和欧洲CE 标准的材料和生产工艺，以增加产品的市场竞争力和用户认可度。
综上所述，便携式太阳能充电器的设计需要考虑太阳能电池板、电能转换与储存系统、外观设计、安全性和环保性等多个方面。
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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，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、数码管指示，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。
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。
本文设计是以ATMEL公司的AT89C51单片机作为控制核心,由按键指示电路、数码管显示电路、BUCK斩波电路和A/D采集电路等组成的，实现了将太阳能转化为电能，然后由LM7805提供稳定电压，经过DC/DC变换电路处理后，由充电电路为负载供电。系统还加入了单片机控制按键，以便自由选择充电模式，具有根据返回手机电流情况，来控制降低电流的输入和停止充电功能，以免过分充电会损坏电池，反馈输出电流的情况，达到充电智能化的效果。
KEY WORDS:Solar energy；Single chip；BUCKconverter
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]。
关键词：太阳能；单片机；BUCK变换器
ABS use of solar energy is mainly embodied in two aspects: the sunlight transformation and photoelectric, this paper, by using solar photoelectric characteristics, design a waythat there isno power,itcan alsocharger for various mobile anywhere at any time.
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。既节约了能量，又使用方便，是居家旅行的必备品。
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，充分利用单片机的智能性，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，指示灯不亮，蓄电池为手机充电，光线足够强时，指示灯亮，由太阳能电池板供电，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，我设计了一种基于单片机控制的多功用太阳能手机充电器，设计的主要任务有：