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太阳能充电器的设计
摘要:设计了基于LP3947的太阳能充电电路,通过脉宽调制对锂电池充电进行智能控制,从而提高太阳能电池输出功率及锂电池的使用效率,达到延长电池使用寿命和时间的目的。
关键词:太阳能;LP3947;锂电池
1.引言
太阳能作为一种新型的资源越来越多地被人们关注,它所带来的一系列的产业也逐渐成为目前非常具有开发潜力的产业。太阳能光伏发电是太阳能应用的主要产业之一。在我国太阳能资源极其丰富,陆地每年接受的太阳辐射能相当惊人。如果将这些太阳能充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且可以有效地减少常规能源所带来的环境污染。
目前光伏发电在小型电器电路上的运用也逐渐的成熟,随着人们生活中越来越多的离不开手机、mp3、数码相机等一系列的数码产品,它们的充电问题成为了使用者极其关心的问题之一。设计一个利用光伏充电原理的充电器来为这些数码产品进行充电可以在很多方面解决各种问题。太阳能充电器具有携带方便、外型美观时尚,甚至可以在没有电源的情况下为手机等一系列的数码产品进行充电。
2.太阳能电池板种类及工作原理
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置,目前处于主流的是应用光电效应原理工作的太阳能电池,其基本原料为以半导体.当P-N 结受光照时,样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子,即引起光伏效应,产生一与P-N 结内建电场方向相反的光生电场,其方向由P 区指向N区.此电场使势垒降低,其减小量即为光生电势差,P 端正,N 端负,由此生产的结电流由P 区流向N 区,形成单向导电,发挥出与电池一样的功能。
由于太阳电池板输出电压不稳定,故增加了稳压电路,通过稳压电路、充电电路为负载电池充电,同时还可以为内部蓄电池充电以备应急之用;光照条件较差时,太阳电池板输出电压较低,达不到充电电路的工作电压,因此增加了升压、稳压电路,以便为充电电路提供较稳定的工作电压.阴天、夜间等光照条件极差的情况下,可利用系统内部的蓄电池,通过升压电路为后续设备充电。另外,充电器还设计有照明灯,当夜间光线较暗时,通过蓄电池为照明灯供电,可供应急使用。
3.充电器设计
3.1电池充电原理
锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时,会造成电池的损坏或降低使用寿命,图3为锂电池的充电曲线,共分三个阶段:预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。以800 mAh 容量的电池为例,其终止充电电压为4.2V。用1/10C(约80 mA)的电池进行恒流预充,当电池端电压达到低压门限V(min)后,以800 mA(充电率为1C)恒流充电,开始时电池电压以较大的斜率升压,当电池电压接近4.2 V 时,改成4.2V恒压充电,电流渐降,电压变化不大,到充电电流降为1/10C(约80 mA)时,认为接近充满,可以终止充电。
手机电池充电曲线
3.2充电器设计思想
太阳能手机充电控制电路的设计思想,从手机锂离子二次电池的恒流/恒压充电控制出发,同时配有锂离子蓄电池.当在户外无220V 交流电时,采用太阳能对手机锂离子直接充电,同时对锂离子蓄电池充电;当阴雨天天气或夜晚等阳光不足时,采用配置的锂离子蓄电池对手机锂离子充电,以保证任何情况下不间断.即:系统的设计以太阳能充电为主,在有足够的阳光且蓄电池又有足够供电能力的情况下,系统能够以太阳能充电为主给手机充电,蓄电池给手机补电;在无阳光或阳光弱时,以蓄电池充电为主给手机充电,太阳能为手机补电。
3.3充电控制电路设计
3.3.1升压电路设计
由于在不同的时间、地点太阳光照强度不同,太阳电池板输出电能不稳定,需加人相应的升压、稳压等控制环节。直流升压就是将电池提供的较低的直流电压提升到需要的电压值。
3.3.2稳压电路设计
稳压电路的设计以三端集成稳压器W7800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。由启动电路、取样电路、比较放大电路、基准环节、调整环节和过流保护环节等组成,此外还有过热和过压保护电路,因此,其稳压性能要优于分立元件的串联型稳压电路。而且三端集成稳压器设置的启动电路,在稳压电源启动后处于正常状态下,启动电路与稳压电源内部其他电路脱离联系,这样输入电压变化不直接影响基准电路和恒流源电路,保持输出电压的稳定。
3.3.3充电电路设计
锂电池以体积小、容量大、重量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多(寿命长)等优点,广泛地被使用在许多数码产品中。但锂电池对使用条件要求较严格,如充电控制要求精度高,对
过充电的承受能力差等。因此,为了保护锂电他,该充电电路包括电池充电控制电路与电池电量检测控制电路两部分。电池充电控制电路,用来控制升压或稳压电路对锉电池进行充电,同时也是锂电池
的充电电路。电池电量检测电路,用以检测充电电量的多少,当电池充满电时,充满指示灯亮,逻辑电路控制充电电路断开,停止充电。
4结束语
随着现代的科技发展电子产品几乎可以普及,但电子产品的电池却一直困扰这我们。我着次的研究的目的不是让电池的容量增大,而是把太阳能充电器安装在电子产品表面上这样就可以大量增加电池的使用时间。
㈡ 电动车的快速充电器的开题报告
电动车的电池一般是免维护电池(阀控铅酸电池),不能快充,否则会很快坏的。蓄电池要求采用恒压限流的充电方式,充电电压在13.65±0.02V/台范围内,充电设备必须保持性能稳定且稳压精度小于1%,充电瞬间的最大电流不超过0.25C10A
㈢ 直流稳压电源设计开题报告
直流稳压电源设
我肯定有更多想法
㈣ 程控充电器毕业设计,开题报告
程控充电器的开题报告 这个简单 写了好几个了呢
㈤ 开关电源设计的开题报告
神马题目,可以帮你
㈥ 毕业设计开题报告《中小型电器设备安装》
本课题的来源、选题抄依据:袭
2. 本课题的设计(研究)意义(相关技术的现状和发展趋势):
3. 本课题的基本内容、重点和难点,拟采用的实现手段(途径):
4. 文献综述(列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要
㈦ 供电系统开题报告
随着《人防法》的颁布实施,人防工程已成为我国建筑工程建设中不可缺少的一部分。每年各都有大量的人防工程开工建设,单个人防工程的建筑面积也日益增加。笔者以下就当前人防工程供电设计中的几个问题谈谈自己的看法。
1、电力负荷分级
人防工程的电力负荷应按平时和战时的重要性及中断供电后可能造成损失的严重程度分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。常用设备战时电力负荷分级,可参见《人民防空地下室设计规范 GB50038-94》中表7.2.4.人防工程平时电力负荷分级,应符合地面同类建筑国家现行有关标准的规定。根据《人民防空工程设计防火规范 GB50098-98》第8.1.1条,建筑面积大于5000平方米的人防工程,其消防用电应按一级负荷要求供电;建筑面积小于或等于5000平方米的人防工程可按二级负荷要求供电。值得提醒大家的是如果该人防工程平时作为汽车库使用,根据此规范的3.1.9条,“设在人防工程内的汽车库、修车库,其防火设计应按现行国家标准《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》的有关规定执行。”例如某住宅小区内的人防地下室,人防建筑面积为7000平方米,平时功能为自走式小汽车库,停车数量为140辆,该人防工程平时消防负荷等级应为二级负荷。
2、电源
人防工程应尽量利用城市的电力系统电源(又称为外电源)。不仅在平时,即使在战时,都应充分利用这种外电源。只有外电源被摧毁或出现故障时才考虑启用内部电源。人防工程内部电源包括柴油发电机和蓄电池组。建筑面积5000平方米以上的防空地下室(物资库、汽车库、工程机械库除外)和防空专业队工程应在工程内部设置内部电源(柴油发电机),而小型防空地下室多选用蓄电池组作为内部电源,值得特别注意的是设计中必须注明蓄电池组的连续供电时间应与隔绝防护时间一致。各类人防工程均应引接电力系统电源,平战结合的工程应满足平时电力负荷等级的需要。其供电容量应分别满足平时和战时电力负荷等级的需要。人防工程内部是否装设降压变压器应根据各工程具体情况与当地供电部门商定,原则上容量在200KVA以上的工程宜设置在防空地下室内部,对于容量小于200KVA的工程,其电源可直接由地面建筑的配电间(房)或地面箱式变引进。
3、供电系统
人防工程战时应以防护单元自成独立的供电系统。设置单独的配电屏(箱),与上部地面建筑供电分开,自成系统。从安全角度考虑每个防护单元宜设置配电间,配电间可独立设置,也可与防化值班室等房间合并设置。考虑到人防工程的平战结合,每个防护单元应有独立的动力,照明回路,并且动力,照明回路均宜采用双回路供电。当然,对于动力,照明同一电价的工程,也可采用动力,照明单回路进线,但无论那种供电方式,对于重要的消防设备必须采用双电源(或双回路供电)在最末一级配电装置内自动切换。人防工程电力系统(外电源)和柴油发电机应分列运行,以保证外电源相互独立,互不影响。如果该工程不设自备内部电源时,应在供电系统中预留一个接区域内部电源的固定进线回路以保证引接方便,迅速。
4、电力线路及敷设
在人防工程内部敷设的电力线路应满足设计、施工规范要求。值得一提的是人防内部无论明敷、暗敷的管材均宜采用钢管,而非其它类型管材。穿越围护结构、防护密闭隔墙、密闭隔墙的电气管线及预留备用管线钢管,应进行防护密闭或密闭处理,管材应选用热镀钢管。进出人防工程的电气线路,为防核爆冲击波,室外应一律采用埋地电缆敷设经防爆波电缆井引入,并应预留备用穿线管。不允许架空敷设。从低压配电室至每个防护单元的战时配电回路,应各自独立,以防止战时一个防护单元被破坏而影响其它防护单元的正常供电。当穿越其它防护单元时,在穿越的防护单元内应有防护措施。
参考文献
人民防空地下室设计规范 GB50038-94
人民防空工程设计防火规范 GB50098-98
汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB50067-97
全国民用建筑工程设计技术措施-防空地下室