太阳能充电器的设计
毕业设计开题报告-基于单片机的太阳能充电器的设计
哈尔滨工业大学毕业设计（论文）开题报告题目名称：基于单片机的太阳能充电器设计与调试学院：机电学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：XX学号：XX指导教师：XX职称：教授2019年12月25日毕业设计（论文）开题报告实施方案：太阳能充电系统的充电电路是太阳能充电板在阳光的照耀下产生电荷，用1000uF 电容存储太阳能电池板的电荷，经过LM1117-5稳压芯片给TP4056芯片提供电源和充电电池充电。
充电时，充电指示灯点亮，当充电完成后，充电指示灯熄灭。
利用ADC0832转换器采集充电电池的电压并在液晶LCD1602上显示充电电压值。
充电电池电压低于3V 时，报警指示灯闪烁。
系统总体框图如图1所示。
图1 整体设计框图可行性分析：在此之前国内外研究太阳能智能追光系统已经有一段的时间并且取得了相应的成果，因此基于单片机的太阳能智能追光系统具有很大的现实可行性。
我在学校单片机原理及控制技术、C 语言、电力电子技术等专业课的课程设计中，积累了一定的实践经验，为本次毕业设计的完成奠定了较好的基础。
机械结构方面：外壳选用高强度金属外壳，易加工、外形比较小、重量比较轻，能容纳电池。
技术方面：（1）市面现有采集精度、速度的太阳能板种类多、精准度高、体积小，便于安装、调试。
（2）有相关论文资料，可以独立完成此项设计。
充电电池单片机STC89C52升压5V 输出ADC0832液晶显示电源模块太阳能充电电路充电保护查阅相关文献确定研究方向完成硬件电路设计及元器件的选型熟悉软件使用，完成软件设计实物设计与制作实物调试与完善（）。
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。
小学科学活动DIY简易太阳能手机充电器
小学科学活动DIY简易太阳能手机充电器太阳能是一种非常环保的能源，我们可以利用太阳能来发电，为手机等电子设备充电。
在这个小学科学活动中，我们将学习如何制作一个简易的太阳能手机充电器。
材料准备：1. 太阳能电池板2. 电池3. 电线4. 夹子5. 彩色胶带6. 手机充电线步骤一：连接太阳能电池板和电池1. 将电池正极（+）与太阳能电池板的正极（+）通过电线连接起来。
2. 将电池负极（-）与太阳能电池板的负极（-）通过电线连接起来。
3. 用彩色胶带将电线固定在太阳能电池板上，确保连接牢固。
步骤二：固定太阳能电池板1. 在阳光较充足的地方找一个合适的位置，例如窗户边上或室外。
2. 用夹子将太阳能电池板固定在这个位置上，确保电池板能够充分接收到阳光。
步骤三：连接手机充电线1. 将手机充电线的一端插入手机的充电口。
2. 将手机充电线的另一端插入电池的充电口。
3. 确保连接稳固，手机和电池之间能够正常传输电力。
步骤四：测试并使用1. 将太阳能电池板放置在阳光下，确保它充分接收到阳光。
2. 观察手机屏幕上的充电显示，确认手机是否正在充电。
3. 如果充电显示正常，说明简易太阳能手机充电器制作成功了！你可以继续享受太阳能为手机充电的乐趣。
小结：通过这个简单的DIY太阳能手机充电器活动，我们学习到了太阳能发电和手机充电的基本原理。
我们了解到太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，并且可以用电池将电能存储起来，通过连接手机充电线，将电能传输到手机上，从而实现手机的充电。
这个简易太阳能手机充电器不仅实用，而且环保，是一种很好的科学实践活动，让我们对太阳能和电力产生更多的兴趣。
希望大家通过这个活动能够更加关注和支持可再生能源的利用，为保护环境做出自己的贡献。
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
太阳能充电器的设计
摘要 ： 太阳能充电器利 用太阳能转换 为电能 ， 负载进行 充电。 对 本人设 计的太阳能充电器能在 太阳光强 、 雨天或夜 间 弱、
都 能对 负载进行充 电， 充电器操作 方便 ， 本 效果好 ， 带有 ＵＳ Ｂ接 口。能满足 多种数码 产品野外充电和 生活充 电的 需求 。
关 键 词 ： 阳 能 电 池板 ； 压 电路 ； 电 电路 ； 压 电路 太 稳 充 升 中图分类号 ： Ｍ９ ４４ Ｔ １． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３１３ （ ０ ２） —０ ２０ １７ －１ １２ １ ０ ０ ６ —３ ３
部 的蓄 电池 再 经 升 压 电路 、 充 电 电路 对 负载 充 电 。 和
图 １电 路 图
２ 太 阳能 电池板 的选 用
从 太 阳 能获 得 电 力 ，需 通 过 太 阳能 电池 板 进 行 光 电变 换
来 实现 。实质上 ，太 阳能电池是光子能量转换成 电能 的转换
器 。 阳 能 电池 受 到 光 照 时 ， 内部 的半 导 体 Ｐ 结 中能 传 导 太 其 Ｎ
电流的截流子的浓度和分布状 态发生变化 ，两端产生光生 电
压 ， 接 通 外 电路 就 会 产 生 光 电流 。 目前 ， 阳 能 电池 主 要 有 若 太 单 晶硅 、 晶硅 、 晶 硅 以及 正 在 市 场化 的 薄膜 太 阳 能 电池 等 多 非 多 种 产 品 ， 晶硅 太 阳 能 电池 变 换 效 率 最 高 ， 单 已达 ２ ％以上 。 １ 单 晶硅 太 阳 能 电池 通 过 串联 和 并 联 ，可 以组 成 大 面积 的硅 光 图 ２ 内部 电路 图 ２中 ， Ｔ 复 合 构 成 输 出 电压 调整 管 。Ｄ 是 稳 压 管 ， Ｔ、
太 阳能是 巨大 的 “ 核能火炉” 大部分太阳能以热和 光的 ， 形式 向四周辐射开去 ， 太阳能是人类 能源 的宝库 ， 利用太阳能 不会 产 生 空气 污 染 ，是 一 种 绿 色 能 源 。本 文 设 计 的 太 阳 能 充
太阳能手机充电器的设计与仿真毕业设计
摘要本科毕业设计(论文)手机充电器的设计与仿真毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
摘要作者签名：期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
一种太阳能充电器的设计
一种太阳能充电器的设计一、太阳能充电器的设计原理太阳能充电器通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，再通过电子元件对电能进行整流、稳压和充电管理，最终将其输出为可供移动设备充电的电能。
其设计原理主要包括太阳能电池板、电池管理电路、输出充电接口等组成部分。
太阳能电池板是整个系统的核心组成部分，其工作原理是将太阳光能转化为直流电能，因此其转化效率直接关系到充电器的性能与输出功率。
电池管理电路则负责对通过电池板转换的电能进行稳压和充电管理，保证输出的电能能够符合移动设备的充电需求。
最终，通过输出接口，将处理好的电能输出给移动设备充电。
1. 太阳能电池板太阳能电池板的选用和布局是太阳能充电器设计中的首要考虑因素。
首先要选择高效率的太阳能电池板，目前市场上主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅等类型的太阳能电池板，其中单晶硅转换效率最高，寿命更长。
在布局上，太阳能电池板应尽可能覆盖整个充电器表面，并且要考虑到折叠、可调角度等设计要素，以便于在不同的光照条件下获得最大的太阳能转换效率。
2. 电池管理电路电池管理电路包括整流、稳压和充电管理等功能模块，应选用高效稳定的电子元件，以保证太阳能电池板输出的电功率能够稳定地转化为可供移动设备充电的电能。
充电管理模块应具备对移动设备充电的自动识别功能，能够根据移动设备的充电需求进行合理的电能输出调整，以提高充电效率和保护移动设备充电安全。
3. 输出充电接口输出接口的设计要考虑到与多种移动设备的兼容性。
可以选择带有多种充电头适配器的输出接口，以适应市面上多种移动设备的充电需求，比如USB、Micro USB、Type-C等接口。
同时还可以设计多个输出接口，以满足用户同时为多个移动设备充电的需求。
1. 户外活动在徒步旅行、露营、野外探险等户外活动中，电力资源一直是一个难题。
太阳能充电器可以利用自然界的太阳能资源，为户外活动者提供可靠的电源供应。
用户只需将太阳能充电器放置在阳光下，随时随地为手机、灯具、GPS等设备充电，避免了电力资源匮乏的困扰。
手机太阳能充电器的设计毕业设计
毕业设计任务书一、毕业设计题目：手机太阳能充电器的设计二、技术要求:设计完成后,空载时电路输出电压约为6V，当空载输出电压高于6V时可适当减小R5的阻值,反之增加R5的阻值。
电路工作电流跟太阳光的强弱有关，正常时约为40mA，充电电流约为85mA.三、毕业设计完成的具体内容1. 实习、收集资料2、选择设计方案,设计实体电路3、电路原理说明及元器件选择4、绘制电气原理框图5、绘制电路图6、列写元器件材料表7、编写毕业设计说明书(8000字左右)包括: 封面、毕业设计(论文)任务书、论文题目、目录、摘要、正文、结束语、致谢、参考文献、附录等四、参考文献摘要目前，在各种光伏电站中，普遍采用太阳电池来收集太阳能并将它储存于蓄电池中以便在需要时再逆变成220V/50Hz交流电供给用户使用。
然而，在利用太阳电池对蓄电池充电的过程中，由于太阳电池输出特性的非线性，太阳电作点，并不是时刻处于池工最大功率点附近，从而造成太阳电池能量的浪费。
本课题所研制的新型太阳能充电器根据太阳电池的工作特性——输出最大功率点处的电压值在不同日照下基本不变，采用恒压跟踪（CVT）方式实现了对太阳电池的最大功率跟踪，有效地提高了太阳电池的工作效率，同时也改善了整个系统的工作性能。
关键词：太阳能；整流；横压跟踪；脉冲宽度控制芯片TL494；Buck型变换器目录第1章概述1.1 选题的意义 71.2 太阳能电池发电原理 81.3 手机太阳能充电器发展及新技术 91-4 太阳能电池特性 9 第2章设计方案2.1 充电器的技术参数 122.2 了解常见充电电池特性及其充电方式 12第3章手机充电器电气的设计3.1 降压式电源转换器电路设计 133.1.1 电路分析3.1.2 设计导通模式3.2 脉波宽度调变度(PWM) 153.2.1 脉波宽度调变3.2.2 脉波宽频调变实作3.2.3 TL-494PWM控制电路第4章充电器转换器电路设计4.1 开回路 CCM 与 DCM 模拟与实作 244.2 闭回路控制之电路实作 24 第5章总论 33 参考文献 38引言随着科技的发展，网络的普及，信息化也变得越来越普遍，人们的生活与现代化产品也息息相关，电气时代使人们的生活变得方便快捷，而今，现在，迅猛发展的电子时代又使现代社会的步调向更快、更稳、更高的目标努力，特别是，近几年来，手机等电子产品的普及，让商业的洽谈变得更加简单，使人们的交流更加直接，令出行人的安排更加方便。
太阳能充电器方案
太阳能充电器方案尊敬的客户，感谢您选择我们的太阳能充电器方案。
我们将为您提供一份全面的方案，包括方案的设计、施工和日常维护，以确保您的太阳能充电器项目的顺利实施和长期稳定运行。
一、方案设计我们将为您提供专业的太阳能充电器方案设计服务。
我们将根据客户的实际需求和场地条件，设计出最适合客户的太阳能充电器方案。
具体设计方案包括以下几个方面：1. 太阳能电池板的选型和布局：我们将根据场地的日照条件和客户的用电需求，选择合适的太阳能电池板，并设计合理的布局方式，以最大化吸收阳光能量。
2. 太阳能充电器的选型和数量：我们将根据客户的用电需求和场地的面积，选择合适的太阳能充电器，确定最佳的数量和位置，以满足客户的用电需求。
3. 充电器的连接方式：我们将为客户设计合理的连接方式，确保充电器与太阳能电池板之间的连接稳定可靠。
4. 控制系统的设计：我们将为客户设计智能控制系统，监测太阳能电池板的电量和充电器的电量，并根据需求进行自动调节，以保证太阳能充电器的长期稳定运行。
二、施工方案我们将为客户提供专业的太阳能充电器施工方案，确保太阳能充电器项目的顺利实施和质量保证。
具体施工方案包括以下几个方面：1. 太阳能电池板的安装：我们将根据设计方案，在场地上安装太阳能电池板，并确保电池板的布局合理，倾角正确，以最大化吸收阳光能量。
2. 充电器的安装：我们将根据设计方案，安装合适的太阳能充电器，并确保连接稳定可靠，以满足客户的用电需求。
3. 控制系统的安装：我们将为客户安装智能控制系统，并进行必要的调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性。
三、日常维护和保养我们将根据客户的要求和服务协议，为客户提供日常维护和保养服务。
我们将从以下几个方面进行考虑：1. 设施维护：定期检查和维护太阳能电池板、充电器和控制系统，确保设施正常运行。
2. 故障排除：如果出现故障或问题，我们将及时进行排查和修复，确保设施长期稳定运行。
3. 安全保障：我们将定期检查设施的安全性能，确保设施的安全使用。
(完整版)太阳能手机充电器设计
太阳能光伏组件技术课程设计报告一设计任务与要求太阳能电池板可以工作在多种环境下，只要接受到的太阳光足够的强烈就可以满足光电转换的需求。
同时太阳能电池板提供的是直流电源，它在设计为小型充电设备充电时所需求的电路结构相对简单，相比使用交流电源充电时更加安全可靠。
具体要求：当按下总开关时，太阳能电池板开始给手机充电，并且LED灯亮表示太阳能电池板正在工作。
二方案设计与分析本课程设计是通过太阳能电池板和LM2596S降压模块的连接，使太阳能电池板产生的电流通过降压集成电路形成稳定的电流，再通过USB接口给手机充电板充电。
2.1 LM2596本实验需要LM2596芯片，下面是其功能介绍：LM2596是德州仪器生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内部含固定频率振荡器和继续混稳压器（ 1.23V），并具有完善的保护电路、电流限制、热关段电路等。
LM2596的特点如下：1、输出电压：3.3V、5V、12V及（ADJ）等，最大输出电压37V2、工作模式：低功耗/正常两种模式。
可外部控制3、工作模式控制：TTL电平相容4、所需外部组件：仅四个（不可调）；六个（可调）5、器件保护：热关断及电流限制6、封装形式：5脚（TO-220(T)；TO-263(S））下图分别为LM2596的实物图和内部结构图。
实物图内部结构图管脚功能：VIN——正输入端，在这个管脚处必须加一个适当的输入旁路电容来减小暂态电压，同时为LM2596提供所需的开关电流。
GND——接地端。
Output——输出端，这个脚上的电压可在（+VIN-VSAT）和-0.5V（大约）间转换。
为了减小耦合，PCB上连接到该脚的铜线区域要尽量小。
Feedback——反馈端，这个管脚把输出端的电压反馈到闭环反馈回路。
ON /OFF——这个管脚可以利用逻辑电平把LM2596切断，使输入电流就降到大约80μA。
将这个管脚的电压拉到低于大约 1.3V时，LM2596就被打开；而上拉到高于1.3V（最大到25V）时，LM2596就被关断。
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目录摘要 (1)0 引言 (1)1 电源及负载 (1)2 太阳能充电器硬件设计 (3)2.1 系统总体设计方案 (3)2.2 单片机电路 (3)2.3 LM7805应用及控制器电源电路 (4)2.4 充电电路 (5)2.4.1 DC-DC变流电路 (5)2.4.2 Buck斩波电路 (5)2.4.3 实际充电电路 (6)2.5 电压电流的A/D采集 (6)2.5.1 主要技术指标和特性 (6)2.5.2 部结构和外部引脚 (7)2.5.3引脚连接结构 (8)2.5.4 MAX472及电流检测 (9)2.6 液晶显示电路 (9)3 C51源程序的设计实现 (10)3.1系统整体程序框架 (10)3.2 数据采集及模数转换程序 (10)3.3电路保护子程序 (11)3.4 充电子程序的设计 (12)3.5 电源子程序的设计 (12)结论 (13)参考文献 (13)附录1 主电路原理图 (14)附录2 C51源程序 (16)太阳能充电器的设计唐XX（XX大学XXXX学院20xx XXXXXX专业X班）摘要：根据独立光伏发电系统理论设计了一种太阳能充电器。
该太阳能充电器由多晶硅太阳能电池将光能转换为电能，通过Buck变换器变换为稳定的直流输出，利用锂离子电池充当储能单元。
应用AT89S52单片机设计充电电路的控制管理系统并通过调节PWM波形的占空比来控制电路输出。
关键词：太阳能电池；AT89S52单片机；智能充电；Buck变换器0 引言由于能源问题的日益紧，引起人们对太阳能应用的热潮。
现在，由太阳能电池、充放电控制器、蓄电池构成的产品发展相对成熟，国外很多专家也正在这方面做深入的研究，太阳能应用拥有广阔的前景。
本论文在所掌握的专业基本理论的基础上，结合其它相关学科方面的知识以及前人在这一领域的研究成果，针对节能环保和目前太阳能充电器对蓄电池的保护不够充分，蓄电池的寿命缩短这种情况，研究确定了一种基于AT89S52单片机的太阳能充电器的方案，在太阳能对蓄电池的充电方式、控制器的功能要求和实际应用方面做了分析，完成了硬件电路设计、算法研究和软件编写，实现了对蓄电池的科学管理。
独立光伏发电系统的前级由光伏电池、DC-DC变流器和蓄电池组成一个光伏充电器。
[1]本设计由多晶硅太阳能电池板将太阳能转化为电能后，分别经过稳压电路和Buck变换器处理后为控制模块和充电电路供电。
并对锂离子电池的充、放电过程和影响锂离子电池使用寿命的各种因素作了详细的分析后，采取开始恒流快速充电，待电池电压上升到限定值时，自动转入恒压充电的方法。
充电过程中采用AT89S52单片机模拟PWM输出来控制开关管的通断，实现电路对锂离子电池的充电控制。
系统中设计有过流过压保护，以避免因电池过度充电而损坏。
1 电源及负载1.1硅太阳能电池特性太阳能电池是一种利用光伏效应把光能转换为电能的器件，它主要是由硅半导体材料构成，当太照射到半导体P-N结时，会在P-N结两边产生电压，当外电路导通时，使P-N结短路就会产生电流，这个电流随着光的强度增大而增大，当接受的光的强度一定时，就可以由太阳能电池在光伏系统中负载的匹配特性决定系统的工作特性，并且太阳能电池可以看成恒流源。
在I-V曲线上总可以找到一个工作点，此点处的输出功率最大，此点就是最大功率点（MPPT）。
MPPT所对应的电流为最佳工作电流，电压为最佳工作电压，功率为最大输出功率，光伏电池不工作于最大功率点时，其效率都低于按此定义的效率值，甚至会低到零。
原则上讲，可对输出功率求导使其为0，即可得到该电池的最佳工作点，从而求出最大输出功率。
但要求出其解析解，几乎不可能。
因为它受太阳能电池部等效的串、并联电阻的影响。
其等效电路如图1所示。
图1 太阳能电池等效电路[2]本设计选用的太阳能电池板技术参数指标如下：尺寸120mm×120mm，峰值电压5.5V，峰值电流180mA，标称功率1W。
实际采用两块相同参数电池板进行串联，实测电池板的输出电压最大值为11.8V，电流最大可达110mA，总标称功率为1.2W左右，实际输出可根据不同的被充电对象进行平滑调整。
1.2锂离子电池充电方式锂离子电池可以分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。
锂离子电池能量密度大，平均输出电压高，自放电小，没有记忆效应，工作温度围宽为-20℃～60℃，循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%，而且输出功率大，使用寿命长，没有环境污染，被称为绿色电池。
锂离子电池标称电压（表示电池电压近似值）3.7V,充电限制电压（恒流充电转恒压充电时的电压值）4.2V。
图2 锂电池常规充电方法图2为3.7V锂电池常规充电方法充电过程示意图。
首先恒流（0.2C或1C）充电，即电流一定，而电池电压随着充电过程逐步升高，当电池端电压达到充电限制电压（4.2V）时,改为恒压充电，即电压一定，电流随着充电过程的继续逐步减小，当减小到0.01C时，则认为充电终止。
[3]2 太阳能充电器硬件设计2.1 系统总体设计方案图3 系统总体设计方案太阳能电池在使用时由于太的变化较大，其阻又比较高，因此输出电压不稳定，输出电流较小，这就需要用充电控制电路将电池板输出的直流电压变换后供给电池充电。
由于充电器多采用大电流的快速充电法，在电池充满后不及时停止会使电池过度充电。
过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构，而造成其中部分锂离子再也无法释放出来，严重损害电池的寿命，这就需要一个复杂的控制管理系统。
51系列单片机是当前使用最为广泛的8位单片机系列，其丰富的开发资源和较低的开发成本，是51系列单片机具有强大的生命力。
本系统将采用AT89S52做为充电电路的控制器，以较低的成本来实现复杂的充电智能控制。
本系统总体设计方案如图3所示，通过太阳能电池板将太阳能转换为电能，由单片机编程调节PWM波形的占空比来控制开关管关断，从而实现输出电压电流的改变。
通过显示电路显示电路状态，由ADC0809和MAX472实现数据的采集及转换并传给单片机做判断处理，最终实现电路的智能输出与控制。
2.2 单片机电路本系统单片机主要完成的任务是控制数据的采集过程，并将采集到的数据经过分析处理后生成PWM脉冲宽调制信号控制开关管的导通与关断，从而控制输出大小。
通过单片机编程不仅实现了充电过程的智能控制，而且可以大大简化了硬件电路设计，由于单片机性能全面和适应能力强，如果需要改变电路工作状态或电路参数，只需要简单的修改程序即可实现，从而使电路的升级改造变得简单易行。
本系统设计引脚接线如图4所示，其中P1口接ADC0809数据端口，P0口接LCD1602数据端口。
图4 AT89S52最小系统及引脚连接2.3 LM7805应用及控制器电源电路图5 LM7805应用电源电路单片机电源电路的设计以三端集成稳压器LM7805为核心，它属于串联稳压电路，其工作原理与分立元件的串联稳压电源相同。
图5是三端稳压集成电路LM7805的典型应用电路。
电路中C5的作用是消除输入连线较长时其电感效应引起的自激振荡，减小纹波电压，取值围在0.1μF～1μF之间。
在输出端接电容C6是用于消除电路高频噪声，改善负载的瞬态响应，一般取0.1μF左右。
C7是整流后的第一级滤波电容，取值视情况越大越好。
一般电容的耐压应高于电源的输入电压和输出电压。
另外，为避免输入端断开时C6从稳压器输出端向稳压器放电造成稳压器的损坏，在稳压器的输入端和输出端之间接一个二极管，将断电后输入输出端电压钳制在1V以。
LM7805输入电压为7V到35V，最大工作电流1.5A，具有输入电压围宽，工作电流大，输出精度高且工作极其稳定，外围电路简单，成本低等特点，太阳能电池电压即使有较大的波动，也能稳定的输出5V电压，从而使单片机等控制电路正常工作。
2.4 充电电路2.4.1 DC-DC变流电路DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波电路的控制方式有三种：一是周期T不变，调节开关导通时间t on，叫脉冲宽度调制；二是t on不变，改变开关周期T，叫频率调制；三是混合型。
直流斩波电路包括六种基本电路：降压斩波电路，升压斩波电路，升降压斩波电路，Cuk斩波电路，Sepic斩波电路，Zeta斩波电路。
[4]2.4.2 Buck斩波电路根据太阳能电池的特性，在本设计中输入始终大于输出，所以设计采用脉冲宽度调制方式的Buck变换器。
Buck变换器又称降压斩波电路或串联开关稳压电路。
其原理图和等效电路图如图6所示。
图6 降压斩波电路原理图及其等效电路图Buck变换器由开关管V1、二极管V2、电感线圈L和电容器C组成，开关管V1受占空比为D的脉冲的控制，交替导通或截止，再经L和C组成的滤波器，在负载R上得到直流输出电压U o，从而完成将未经稳压的直流输入电压U i变换成平滑直流输出电压U o的功能。
我们采用图6所示的等效电路图来分析串联开关电路的稳态工作过程。
开关管V1用一开关S来代替。
当开关S处于位置1时，表示开关管V1处于导通状态。
电流I i=I L，流过电感线圈L时，在电感线圈未饱和前电流线性增加，负载R流过电流I o R上的电压即输出电压U o，其极性为上正下负。
当I i>I o时，电容器C处于充电状态，而二极管V2处于反偏置状态。
当开关S处于位置2时，表示开关管V1处于截止状态。
I i=0，而电感线圈中的电流I L不会发生突变，电感线圈L中的磁场将改变L两端的电压U L的极性，以维持电流I L不变。
负载R上的电压U o仍保持上正下负。
在I L<I o时，电容器C处于放电状态，以维持I o不变，即保持输出电压I o R（即U o）不变。
二极管V2处于正偏置状态，为电感线圈电流I L和输出电流I o提供通路，所以二极管V2起续流作用。
从上述分析中，可以看出当开关管V1处于导通状态时，I i>0。
当开关管V1处于截止状态时I i=0。
所以输入电流I i随开关管V1周期性的导通和截止而成为脉动电流，但输出电流I o在电感线圈L、续流二极管V2、滤波电容器C的作用下却保持连续平滑。
[5]2.4.3 实际充电电路变换器工作在连续模式时，通常选择电感的额定电流大致等于流过此装置的最续电流，然后选择适当的电感使其电流纹波比r约为0.4。
这里r定义为I C为最大负载时电感电流波形的中心，ΔI为其变化摆幅。
对于Buck电路，电感电流波形的平均值（几何中心）等于负载电流，当输入电压增加时电流的峰值同时增加。
因此在Buck变换器的磁路设计中，高输入电压为其最不利的工作条件。
[6]图7 Buck变换器充电电路2.5 电压电流的A/D采集2.5.1 主要技术指标和特性ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行A/D转换的器件。