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太陽能充電器的設計
摘要:設計了基於LP3947的太陽能充電電路,通過脈寬調制對鋰電池充電進行智能控制,從而提高太陽能電池輸出功率及鋰電池的使用效率,達到延長電池使用壽命和時間的目的。
關鍵詞:太陽能;LP3947;鋰電池
1.引言
太陽能作為一種新型的資源越來越多地被人們關注,它所帶來的一系列的產業也逐漸成為目前非常具有開發潛力的產業。太陽能光伏發電是太陽能應用的主要產業之一。在我國太陽能資源極其豐富,陸地每年接受的太陽輻射能相當驚人。如果將這些太陽能充分加以利用,不僅有可能節省大量常規能源,而且可以有效地減少常規能源所帶來的環境污染。
目前光伏發電在小型電器電路上的運用也逐漸的成熟,隨著人們生活中越來越多的離不開手機、mp3、數碼相機等一系列的數碼產品,它們的充電問題成為了使用者極其關心的問題之一。設計一個利用光伏充電原理的充電器來為這些數碼產品進行充電可以在很多方面解決各種問題。太陽能充電器具有攜帶方便、外型美觀時尚,甚至可以在沒有電源的情況下為手機等一系列的數碼產品進行充電。
2.太陽能電池板種類及工作原理
太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置,目前處於主流的是應用光電效應原理工作的太陽能電池,其基本原料為以半導體.當P-N 結受光照時,樣品對光子的本徵吸收和非本徵吸收都將產生光生載流子,即引起光伏效應,產生一與P-N 結內建電場方向相反的光生電場,其方向由P 區指向N區.此電場使勢壘降低,其減小量即為光生電勢差,P 端正,N 端負,由此生產的結電流由P 區流向N 區,形成單向導電,發揮出與電池一樣的功能。
由於太陽電池板輸出電壓不穩定,故增加了穩壓電路,通過穩壓電路、充電電路為負載電池充電,同時還可以為內部蓄電池充電以備應急之用;光照條件較差時,太陽電池板輸出電壓較低,達不到充電電路的工作電壓,因此增加了升壓、穩壓電路,以便為充電電路提供較穩定的工作電壓.陰天、夜間等光照條件極差的情況下,可利用系統內部的蓄電池,通過升壓電路為後續設備充電。另外,充電器還設計有照明燈,當夜間光線較暗時,通過蓄電池為照明燈供電,可供應急使用。
3.充電器設計
3.1電池充電原理
鋰離子電池在充電或放電過程中若發生過充、過放或過流時,會造成電池的損壞或降低使用壽命,圖3為鋰電池的充電曲線,共分三個階段:預充狀態、恆流充電和恆壓充電階段。以800 mAh 容量的電池為例,其終止充電電壓為4.2V。用1/10C(約80 mA)的電池進行恆流預充,當電池端電壓達到低壓門限V(min)後,以800 mA(充電率為1C)恆流充電,開始時電池電壓以較大的斜率升壓,當電池電壓接近4.2 V 時,改成4.2V恆壓充電,電流漸降,電壓變化不大,到充電電流降為1/10C(約80 mA)時,認為接近充滿,可以終止充電。
手機電池充電曲線
3.2充電器設計思想
太陽能手機充電控制電路的設計思想,從手機鋰離子二次電池的恆流/恆壓充電控制出發,同時配有鋰離子蓄電池.當在戶外無220V 交流電時,採用太陽能對手機鋰離子直接充電,同時對鋰離子蓄電池充電;當陰雨天天氣或夜晚等陽光不足時,採用配置的鋰離子蓄電池對手機鋰離子充電,以保證任何情況下不間斷.即:系統的設計以太陽能充電為主,在有足夠的陽光且蓄電池又有足夠供電能力的情況下,系統能夠以太陽能充電為主給手機充電,蓄電池給手機補電;在無陽光或陽光弱時,以蓄電池充電為主給手機充電,太陽能為手機補電。
3.3充電控制電路設計
3.3.1升壓電路設計
由於在不同的時間、地點太陽光照強度不同,太陽電池板輸出電能不穩定,需加人相應的升壓、穩壓等控制環節。直流升壓就是將電池提供的較低的直流電壓提升到需要的電壓值。
3.3.2穩壓電路設計
穩壓電路的設計以三端集成穩壓器W7800為核心,它屬於串聯穩壓電路,其工作原理與分立元件的串聯穩壓電源相同。由啟動電路、取樣電路、比較放大電路、基準環節、調整環節和過流保護環節等組成,此外還有過熱和過壓保護電路,因此,其穩壓性能要優於分立元件的串聯型穩壓電路。而且三端集成穩壓器設置的啟動電路,在穩壓電源啟動後處於正常狀態下,啟動電路與穩壓電源內部其他電路脫離聯系,這樣輸入電壓變化不直接影響基準電路和恆流源電路,保持輸出電壓的穩定。
3.3.3充電電路設計
鋰電池以體積小、容量大、重量輕、無記憶效應、無污染、電池循環充放電次數多(壽命長)等優點,廣泛地被使用在許多數碼產品中。但鋰電池對使用條件要求較嚴格,如充電控制要求精度高,對
過充電的承受能力差等。因此,為了保護鋰電他,該充電電路包括電池充電控制電路與電池電量檢測控制電路兩部分。電池充電控制電路,用來控制升壓或穩壓電路對銼電池進行充電,同時也是鋰電池
的充電電路。電池電量檢測電路,用以檢測充電電量的多少,當電池充滿電時,充滿指示燈亮,邏輯電路控制充電電路斷開,停止充電。
4結束語
隨著現代的科技發展電子產品幾乎可以普及,但電子產品的電池卻一直困擾這我們。我著次的研究的目的不是讓電池的容量增大,而是把太陽能充電器安裝在電子產品表面上這樣就可以大量增加電池的使用時間。
㈡ 電動車的快速充電器的開題報告
電動車的電池一般是免維護電池(閥控鉛酸電池),不能快充,否則會很快壞的。蓄電池要求採用恆壓限流的充電方式,充電電壓在13.65±0.02V/台范圍內,充電設備必須保持性能穩定且穩壓精度小於1%,充電瞬間的最大電流不超過0.25C10A
㈢ 直流穩壓電源設計開題報告
直流穩壓電源設
我肯定有更多想法
㈣ 程式控制充電器畢業設計,開題報告
程式控制充電器的開題報告 這個簡單 寫了好幾個了呢
㈤ 開關電源設計的開題報告
神馬題目,可以幫你
㈥ 畢業設計開題報告《中小型電器設備安裝》
本課題的來源、選題抄依據:襲
2. 本課題的設計(研究)意義(相關技術的現狀和發展趨勢):
3. 本課題的基本內容、重點和難點,擬採用的實現手段(途徑):
4. 文獻綜述(列出主要參考文獻的作者、名稱、出版社、出版時間以及與本課題相關的主要
㈦ 供電系統開題報告
隨著《人防法》的頒布實施,人防工程已成為我國建築工程建設中不可缺少的一部分。每年各都有大量的人防工程開工建設,單個人防工程的建築面積也日益增加。筆者以下就當前人防工程供電設計中的幾個問題談談自己的看法。
1、電力負荷分級
人防工程的電力負荷應按平時和戰時的重要性及中斷供電後可能造成損失的嚴重程度分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。常用設備戰時電力負荷分級,可參見《人民防空地下室設計規范 GB50038-94》中表7.2.4.人防工程平時電力負荷分級,應符合地面同類建築國家現行有關標準的規定。根據《人民防空工程設計防火規范 GB50098-98》第8.1.1條,建築面積大於5000平方米的人防工程,其消防用電應按一級負荷要求供電;建築面積小於或等於5000平方米的人防工程可按二級負荷要求供電。值得提醒大家的是如果該人防工程平時作為汽車庫使用,根據此規范的3.1.9條,「設在人防工程內的汽車庫、修車庫,其防火設計應按現行國家標准《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》的有關規定執行。」例如某住宅小區內的人防地下室,人防建築面積為7000平方米,平時功能為自走式小汽車庫,停車數量為140輛,該人防工程平時消防負荷等級應為二級負荷。
2、電源
人防工程應盡量利用城市的電力系統電源(又稱為外電源)。不僅在平時,即使在戰時,都應充分利用這種外電源。只有外電源被摧毀或出現故障時才考慮啟用內部電源。人防工程內部電源包括柴油發電機和蓄電池組。建築面積5000平方米以上的防空地下室(物資庫、汽車庫、工程機械庫除外)和防空專業隊工程應在工程內部設置內部電源(柴油發電機),而小型防空地下室多選用蓄電池組作為內部電源,值得特別注意的是設計中必須註明蓄電池組的連續供電時間應與隔絕防護時間一致。各類人防工程均應引接電力系統電源,平戰結合的工程應滿足平時電力負荷等級的需要。其供電容量應分別滿足平時和戰時電力負荷等級的需要。人防工程內部是否裝設降壓變壓器應根據各工程具體情況與當地供電部門商定,原則上容量在200KVA以上的工程宜設置在防空地下室內部,對於容量小於200KVA的工程,其電源可直接由地面建築的配電間(房)或地面箱式變引進。
3、供電系統
人防工程戰時應以防護單元自成獨立的供電系統。設置單獨的配電屏(箱),與上部地面建築供電分開,自成系統。從安全形度考慮每個防護單元宜設置配電間,配電間可獨立設置,也可與防化值班室等房間合並設置。考慮到人防工程的平戰結合,每個防護單元應有獨立的動力,照明迴路,並且動力,照明迴路均宜採用雙迴路供電。當然,對於動力,照明同一電價的工程,也可採用動力,照明單迴路進線,但無論那種供電方式,對於重要的消防設備必須採用雙電源(或雙迴路供電)在最末一級配電裝置內自動切換。人防工程電力系統(外電源)和柴油發電機應分列運行,以保證外電源相互獨立,互不影響。如果該工程不設自備內部電源時,應在供電系統中預留一個接區域內部電源的固定進線迴路以保證引接方便,迅速。
4、電力線路及敷設
在人防工程內部敷設的電力線路應滿足設計、施工規范要求。值得一提的是人防內部無論明敷、暗敷的管材均宜採用鋼管,而非其它類型管材。穿越圍護結構、防護密閉隔牆、密閉隔牆的電氣管線及預留備用管線鋼管,應進行防護密閉或密閉處理,管材應選用熱鍍鋼管。進出人防工程的電氣線路,為防核爆沖擊波,室外應一律採用埋地電纜敷設經防爆波電纜井引入,並應預留備用穿線管。不允許架空敷設。從低壓配電室至每個防護單元的戰時配電迴路,應各自獨立,以防止戰時一個防護單元被破壞而影響其它防護單元的正常供電。當穿越其它防護單元時,在穿越的防護單元內應有防護措施。
參考文獻
人民防空地下室設計規范 GB50038-94
人民防空工程設計防火規范 GB50098-98
汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范 GB50067-97
全國民用建築工程設計技術措施-防空地下室