太阳能手机充电器原理
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第 3 章 微弱能量采集原理...................................................................................................5 3.1 微弱能量采集原理的论述........................................................................................5 3.2 微弱能量电能收集系统...........................................................................................5
1.2 设计的意义
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。
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。
开放实验（论文）
题目： 太阳能手机充电器设计
院（系）名称
专业班级
学
号
学生姓名
指导教师
电子与信息工程学院 通信工程 130405004 李天龙 曹玉东
起 止 时 间： 2014.10—2015.01
Hale Waihona Puke Baidu
开放实验（论文）任务及评语
院（系）： 电子与信息工程
教研室：通信工程
学号
130405004
学生姓名
李天龙
2.3 太阳能发电方式
太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另 一种是光—电直接转换方式。
（1） 光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由 太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个
2
开放实验（论文）
过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一 样。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通 火电站贵 5～10 倍。一座 1000MW 的太阳能热电站需要投资 20～25 亿美元， 平均 1kW 的投资为 2000～2500 美元。因此，适用小规模特殊的场合，而大规 模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
第 4 章 设计方案...............................................................................................................7 4.1 基于 BQ25504 的方法及特性....................................................................................7 4.1.1 支持高效 DC/DC..........................................................................................7 4.1.2 电池状态输出..............................................................................................7 4.1.3 可编程动态最大功率点跟踪(MPPT)..................................................................7 4.1.4 应用范围....................................................................................................7 4.2 BQ25504 的说明.................................................................................................... 8 4.3 BQ25504 能量采集电路.......................................................................................... 9 4.4 按键和电源方面.................................................................................................. 11 4.5 过充保护...........................................................................................................14
专业班级
通信 131
开放实验 （论 文） 题目
太阳能手机充电器设计
设计要求：
实现太阳能充电器设计，包括：
1、了解能量采集原理；
开
放 实
2、设计能量采集模块电路；
验
（
3、购置太阳能板，实现手机充电功能；
论
文
）
任
务
报告要求：
1. 能够对原理及设计方案进行适当的说明；
2. 按照给定的模板要求完成设计报告。
1
开放实验（论文）
第 2 章 关于太阳能电池的简介
2.1 太阳能简介
太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作 发电。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能 等等。太阳能电池，又称光伏器件，是一种利用光生伏特效应把光能转变为电 能的器件。它是太阳能光伏发电的基础和核心。
1.3 实际的背景
为了解决上述这样的问题，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。化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不 断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种可再生能源 它具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点。
2.2 太阳能电池结构
太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效 应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们 的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。 P 型晶体硅经过掺杂 磷可得 N 型硅，形成 P-N 结。当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材 料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在 P-N 结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电 流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成 电能的过程。
第 2 章 关于太阳能电池的简介.............................................................................................2 2.1 太阳能简介..........................................................................................................2 2.2 太阳能电池结构....................................................................................................2 2.3 太阳能发电方式....................................................................................................2 2.4 太阳能电池板的应用..............................................................................................3
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。
太阳光照在半导体 P-N 结上，形成新的空穴-电子对，在 P-N 结电场的作用 下，空穴由 N 区流向 P 区，电子由 P 区流向 N 区，接通电路后就形成电流。这 就是光电效应太阳能电池的工作原理。在阳光下，通过光能转换为电能并通过 控制电路储存到内置蓄电池，也可以直接把光能产生的电能对手机或其它电子 数码产品充电，但必须依据太阳光的光度而定，在没有太阳光的情况下，可以 通过交流电转化直流电并通过控制电路储存到内置电池。
开放实验（论文）
第 1 章 绪论
1.1 设计的目的
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 采用模块式结和 USB 接口，可对手机、MP3、摄像机等多种数码产品充电。
第 5 章 总结...................................................................................................................15 参考文献....................................................................................................................... 16 附录............................................................................................................................. 17
指
导
教
师
评
语
平时成绩（20%）：
及
成
论文成绩（50%）：
绩
答辩成绩（30%）：
总成绩 ：
学生签字： 指导教师签字：
年月日
开放实验（论文）
目录
第 1 章 绪论.....................................................................................................................1 1.1 设计的目的..........................................................................................................1 1.2 设计的意义..........................................................................................................1 1.3 实际的背景..........................................................................................................1
（2） 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能 的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极 管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可 以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途 的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要 太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相 比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千 瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的。 太阳能的光能直接就变成了可付诸实用的电能。半导体的结构图如图 2.1 所示。
1.2 设计的意义
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。
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。
开放实验（论文）
题目： 太阳能手机充电器设计
院（系）名称
专业班级
学
号
学生姓名
指导教师
电子与信息工程学院 通信工程 130405004 李天龙 曹玉东
起 止 时 间： 2014.10—2015.01
Hale Waihona Puke Baidu
开放实验（论文）任务及评语
院（系）： 电子与信息工程
教研室：通信工程
学号
130405004
学生姓名
李天龙
2.3 太阳能发电方式
太阳能发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另 一种是光—电直接转换方式。
（1） 光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由 太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个
2
开放实验（论文）
过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一 样。太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通 火电站贵 5～10 倍。一座 1000MW 的太阳能热电站需要投资 20～25 亿美元， 平均 1kW 的投资为 2000～2500 美元。因此，适用小规模特殊的场合，而大规 模利用在经济上很不合算，还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
第 4 章 设计方案...............................................................................................................7 4.1 基于 BQ25504 的方法及特性....................................................................................7 4.1.1 支持高效 DC/DC..........................................................................................7 4.1.2 电池状态输出..............................................................................................7 4.1.3 可编程动态最大功率点跟踪(MPPT)..................................................................7 4.1.4 应用范围....................................................................................................7 4.2 BQ25504 的说明.................................................................................................... 8 4.3 BQ25504 能量采集电路.......................................................................................... 9 4.4 按键和电源方面.................................................................................................. 11 4.5 过充保护...........................................................................................................14
专业班级
通信 131
开放实验 （论 文） 题目
太阳能手机充电器设计
设计要求：
实现太阳能充电器设计，包括：
1、了解能量采集原理；
开
放 实
2、设计能量采集模块电路；
验
（
3、购置太阳能板，实现手机充电功能；
论
文
）
任
务
报告要求：
1. 能够对原理及设计方案进行适当的说明；
2. 按照给定的模板要求完成设计报告。
1
开放实验（论文）
第 2 章 关于太阳能电池的简介
2.1 太阳能简介
太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作 发电。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能 等等。太阳能电池，又称光伏器件，是一种利用光生伏特效应把光能转变为电 能的器件。它是太阳能光伏发电的基础和核心。
1.3 实际的背景
为了解决上述这样的问题，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。化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不 断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种可再生能源 它具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点。
2.2 太阳能电池结构
太阳电池是一种对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效 应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅， 非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们 的发电原理基本相同，现以晶体硅为例描述光发电过程。 P 型晶体硅经过掺杂 磷可得 N 型硅，形成 P-N 结。当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材 料吸收;光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在 P-N 结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电 流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成 电能的过程。
第 2 章 关于太阳能电池的简介.............................................................................................2 2.1 太阳能简介..........................................................................................................2 2.2 太阳能电池结构....................................................................................................2 2.3 太阳能发电方式....................................................................................................2 2.4 太阳能电池板的应用..............................................................................................3
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。
太阳光照在半导体 P-N 结上，形成新的空穴-电子对，在 P-N 结电场的作用 下，空穴由 N 区流向 P 区，电子由 P 区流向 N 区，接通电路后就形成电流。这 就是光电效应太阳能电池的工作原理。在阳光下，通过光能转换为电能并通过 控制电路储存到内置蓄电池，也可以直接把光能产生的电能对手机或其它电子 数码产品充电，但必须依据太阳光的光度而定，在没有太阳光的情况下，可以 通过交流电转化直流电并通过控制电路储存到内置电池。
开放实验（论文）
第 1 章 绪论
1.1 设计的目的
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 采用模块式结和 USB 接口，可对手机、MP3、摄像机等多种数码产品充电。
第 5 章 总结...................................................................................................................15 参考文献....................................................................................................................... 16 附录............................................................................................................................. 17
指
导
教
师
评
语
平时成绩（20%）：
及
成
论文成绩（50%）：
绩
答辩成绩（30%）：
总成绩 ：
学生签字： 指导教师签字：
年月日
开放实验（论文）
目录
第 1 章 绪论.....................................................................................................................1 1.1 设计的目的..........................................................................................................1 1.2 设计的意义..........................................................................................................1 1.3 实际的背景..........................................................................................................1
（2） 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能 的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极 管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可 以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途 的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要 太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相 比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千 瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，这是其它电源无法比拟的。 太阳能的光能直接就变成了可付诸实用的电能。半导体的结构图如图 2.1 所示。