电能收集充电器
压电能量采集器工作原理
压电能量采集器工作原理你知道压电能量采集器这个超酷的小玩意儿吗？今天我就来给你唠唠它那有趣的工作原理。
压电能量采集器啊，就像是一个小小的能量捕捉精灵。
它的核心秘密就在一种特殊的材料上，这种材料叫压电材料。
你可以把压电材料想象成一个超级敏感的小团子，它对压力那是相当的敏感呢。
当外界给它施加压力的时候，就像你轻轻捏一下这个小团子，它就会产生电啦。
是不是很神奇？这就好比这个小团子被捏了之后，生气地说：“哼，你捏我，我就发电给你看！”比如说，在我们日常生活中，走路的时候脚会对地面产生压力。
如果在鞋子里装上压电能量采集器，每走一步，我们施加给它的压力就会让压电材料开始工作。
我们的脚步就像是在给这个小能量采集器打气加油，让它产生电能。
这电能虽然可能每次不是特别多，但是积少成多呀。
就像小水滴汇聚成大海一样，每一步产生的一点点电，慢慢地积累起来，说不定就能给一些小设备供电了呢。
再说说那些在振动环境中的应用。
像在汽车发动机旁边，发动机总是在振动的，这种振动就像是在不断地摇晃那个压电能量采集器的小团子。
小团子就会不停地产生电，发动机一直振，它就一直发电。
这就好像是发动机在对它说：“小团子，我动你也得动起来给我发电哦。
”而小团子也很听话，不停地把振动的能量转化成电能。
还有啊，在一些大型机械周围，机械工作时产生的微小振动或者压力变化，对于压电能量采集器来说都是产生电能的好机会。
它就像一个勤劳的小蜜蜂，不放过任何一点可以转化能量的机会。
而且这个过程是很环保的哦，没有什么污染，就是这么单纯地把机械能转化成电能。
那这些产生的电能都能用来做什么呢？它可以给一些低功耗的小设备供电，比如小型的传感器。
这些传感器就像是一个个小眼睛或者小耳朵，在各个地方监测着不同的信息。
有了压电能量采集器提供的电能，它们就能持续工作啦。
就像给这些小眼睛和小耳朵装上了一个永不断电的小电池一样。
压电能量采集器还有一个很有趣的地方，就是它的结构可以有很多种变化。
充电器工作原理
充电器工作原理充电器是一种电子设备，用于将电能转化为适合充电电池的电能，以便为电子设备如手机、平板电脑、笔记本电脑等提供充电。
充电器的工作原理涉及到电能转换、电路控制和保护等多个方面。
1. 电能转换：充电器的主要功能是将交流电能转换为直流电能。
交流电是电流方向和大小都随时间变化的电流，而直流电是电流方向和大小都保持恒定的电流。
充电器内部通常包含一个变压器和整流电路。
变压器用于将交流电压转换为适合充电的电压，而整流电路则将交流电转换为直流电。
2. 变压器：变压器是充电器中的重要组件，用于将输入的交流电压转换为适合充电的电压。
它由一个或者多个线圈组成，通过电磁感应原理来实现电压的转换。
变压器可以将输入电压升高或者降低，以适应不同的充电需求。
3. 整流电路：整流电路用于将交流电转换为直流电。
它通常包含一个或者多个二极管，用于将交流电的负半周截断，只保留正半周。
这样可以将交流电转换为具有固定方向的直流电。
整流电路还可以包含滤波电容，用于平滑输出电流，减少电压波动。
4. 控制电路：充电器的控制电路用于监测和控制充电过程。
它通常包含一个微控制器或者其他控制芯片，用于监测电池的充电状态和电流、电压的变化。
控制电路可以根据电池的需求调整充电电流和电压，以确保充电过程的安全和高效。
5. 保护电路：为了确保充电过程的安全，充电器通常还会包含一些保护电路。
这些电路可以监测电池的温度、电流和电压等参数，并在异常情况下采取相应的措施，如住手充电或者降低充电速度，以避免电池过热、过充或者过放。
总结：充电器的工作原理涉及到电能转换、电路控制和保护等多个方面。
通过变压器和整流电路，充电器可以将交流电转换为适合充电的直流电。
控制电路和保护电路则可以监测和控制充电过程，确保充电的安全和高效。
充电器的工作原理是现代电子设备充电的基础，对于我们日常生活和工作中的电子设备使用至关重要。
各种充电器的收纳方法
各种充电器的收纳方法
收纳手机充电器：可以使用有多个小格子的收纳盒或者挂墙的网袋来收纳手机充电器，将每个充电器卷起来放在一个小格子或者袋子中，可以标签放在每个充电器上，方便取用。
收纳笔记本电脑充电器：可以使用专门的充电器收纳包来收纳笔记本电脑充电器，这种包通常有多个专门的隔间，可以将充电器和充电线分开放置，便于取用。
收纳耳机充电器：可以使用小的收纳盒来收纳耳机充电器，将充电器卷起来放入盒子中，可以选择透明盒子，便于找到对应的充电器。
收纳平板电脑充电器：可以使用专门的充电器收纳包或者收纳盒来收纳平板电脑充电器，将充电器和充电线分别卷起来放入对应的隔间或格子中，选择透明包或盒子，便于找到对应的充电器。
收纳多个充电器：可以使用带有多个口袋的收纳包或者墙上的收纳架来收纳多个充电器，将每个充电器卷起来放在一个口袋或者挂在架子上，可以使用标签标记每个口袋或者架子，方便取用。
总结起来，收纳充电器的方法主要包括使用收纳盒、收纳袋、收纳包、收纳架等工具来整理和分类充电器，方便找到和储存。
一种电能收集充电器模型的设计
电器 的 充 电效 率 尽 可 能 提 高 ． 充 电器 对 输入 电压 要 求 低 ， 该 并且 可 以最 大
电器 要 求 输入 电压 和 电流 一般 都 比较高 ． 电 能收 集 充 电器 的 核 心 为直 流 电源 变 换 器 ， 直 流 电源 中 吸 收 的 电能 转 移 到 可 充 电 电池 充 电 中 ． 从 电
能 收 集 充 电器 是将 输入 的功 率 尽 可 能大 的输 给 所 需 充 电 的设 备 中 ， 得 充 使
第２ 卷 第３ １ 期
２ １年 ９ ０ ０ 月
苏州市职业大学学报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＳ ｚ ｏ ｏ ａ ｉ ｎ ｌＵｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｒ ａ ｕ ｈ ｕ Ｖ ｃ ｔｏ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｙ
Ｖｏ ． ． １ ２１ ＮＯ． ３ Ｓ ｐ．．２ Ｏ ｅ Ｏｌ
一
种 电能收集充 电器模型 的设计
制 电路 ， 通过 Ｈ ４ ９ ７ 片机进 行功 率 最 大点 的监 测 ． 流 电源输 入 电压 为２ 时候 ， Ｔ ６４ 单 直 ０Ｖ 实现 以最 大
１ ４． ５ｍ 的 电流 向 可 充 电池 充 电 ； 流 电 源 电压 下 降到 ０ １ 时 ， ９ Ａ ４ 直 ． Ｖ ３ 系统 依 然 实 现 对 可 充 电池 充 电 ； 同时 系统 具 有 实 现 自动启 动 充 电等 功 能 ．
关 键 词 ： 电能收 集充 电器 ；直 流 电源 变换 ；Ｈ ４ ９ ７ Ｔ ６ ４
电池充电器的工作原理
电池充电器的工作原理随着科技的不断发展，电池充电器已成为我们日常生活中不可或缺的设备。
它能够为各种设备，如手机、平板电脑、相机等提供电力，使它们能够持续工作。
本文将详细介绍电池充电器的工作原理，并分点列出相关内容。
1. 电池充电器的基本原理- 电池充电器的基本原理是通过外部电源将电流传输到待充电的电池内部。
电池通常由正极和负极构成，而充电器会将正极与负极分别连接到外部电源的正负极上。
- 在充电过程中，外部电源会提供足够的电流，通过充电器内部的电路将电能传输到电池内。
充电器内部的控制电路会实时监测电池的电压和电流，并根据需要进行调节，以确保电池充电的安全和高效。
2. 充电器的工作环节- 输入端：充电器一般需要通过插座连接到外部电源供电。
输入端通常包括电源插头和电源线，它们负责将外部电源的电流传输给充电器内部的电路。
- 变压器：对于大部分电池充电器来说，变压器是其中至关重要的组成部分。
它负责将输入的交流电源转换为合适的电压和电流，以供给充电器内部电路使用。
- 整流器：直流电池需要使用的是直流电流，而变压器输出的是交流电流。
因此，充电器中还需要一个整流器，用于将输入的交流电源转换为直流电源，以满足电池的充电需求。
- 控制电路：充电器内部会配备一个控制电路，它的作用是监测和控制电池的充电过程，以避免过充、过放或其他不安全的情况发生。
这个控制电路通常会根据电池的需求来实时调整输出的电压和电流。
- 输出端：充电器的输出端是供电给电池的部分。
通过输出接口和相应的电缆，充电器将电流传输到电池的正负极上，实现充电作用。
3. 充电器的工作模式- 恒流充电：在充电初期，电池的电阻较低，因此充电器会提供相对较高的充电电流。
这种充电模式被称为恒流充电，充电器会根据电池的需求提供恒定的电流输出，以尽快将电池充满。
一般来说，当电池电压达到一定值后，电池内部电阻会上升，此时充电电流会逐渐减小。
- 恒压充电：在电池电压接近满电时，充电器会切换至恒压充电模式。
充电器工作原理
充电器工作原理充电器是一种电子设备，用于给电池充电或为其他电子设备提供电力。
它通过将交流电转换为直流电，并控制电流和电压的输出来实现充电功能。
下面将详细介绍充电器的工作原理。
一、交流电转换为直流电大多数充电器都是通过交流电转换为直流电来实现充电功能。
交流电是指电流方向和大小周期性变化的电流，而直流电是指电流方向恒定的电流。
充电器中的整流电路用于将交流电转换为直流电。
整流电路通常由一个或多个二极管组成。
二极管是一种电子元件，具有只允许电流在一个方向通过的特性。
在充电器中，二极管将交流电的负半周（电流方向相反的半周）阻止通过，只允许正半周（电流方向相同的半周）通过。
通过这种方式，交流电被转换为具有相同方向的直流电。
二、控制电流和电压的输出充电器不仅需要将交流电转换为直流电，还需要控制输出的电流和电压，以保证充电的安全和有效性。
1. 电流控制充电器中通常会使用电流控制电路来控制输出电流的大小。
电流控制电路中的元件可以根据需要调整输出电流的大小。
例如，使用可变电阻器可以调整电流的大小，从而满足不同设备的充电需求。
2. 电压控制充电器还需要控制输出的电压，以确保充电过程中设备不受损坏。
电压控制电路通常由稳压器组成，稳压器可以保持输出电压的稳定性。
当负载变化时，稳压器会自动调整输出电压，以保持其恒定。
三、保护功能充电器通常还具备一些保护功能，以确保充电的安全性和可靠性。
1. 过流保护过流保护功能可防止充电器输出电流超过其额定值，避免对设备和电池的损坏。
当输出电流超过设定值时，保护电路会自动切断电流，以保护设备和电池的安全。
2. 过压保护过压保护功能可防止充电器输出电压超过设定值，避免对设备和电池的损坏。
当输出电压超过设定值时，保护电路会自动切断电压，以保护设备和电池的安全。
3. 过热保护过热保护功能可防止充电器因长时间工作而过热，避免对设备和电池的损坏。
当充电器温度超过设定值时，保护电路会自动切断电源，以保护充电器和设备的安全。
电能收集充电器
们 调 试 ，。 低 在０８ 时 还 能 向 电 池 充 电 。为 保 护 电路 安 全 ， Ｅ最 ．Ｖ 我们 给 这 部 分 电 路 的 输 入 端 加 上 了 输 入 电压 检 测 和过 压保 护
电路 。在 接入 上 电路 后 ， 低 可 在 １１ 向 电池 充 电 。 由 于 Ｅ最 ． Ｖ时 该芯 片功 率 较 小 ，为 防 止 充 电 电 池 短 路 或 电 压 异 常而 造 成 电 路损 坏 ． 给该 电路 的输 出端 加 上 了 电池 过 压 和 短 路 保 护 电路 。 电 路 由Ｑ 一 Ｑ 及 周 围 电路 组 成 。另 外 ， 给 因过 放 电 而 电 压 ５ ７ 为 偏低 的 电池 也 能 充 电 ， 电路 还设 置 了涓 流 充 电 电路 。 部分 电 该 路 由Ｄ 、 １ ６ Ｒ】 电路 组 成 ， 当单 片 机 检 测 到 电池 电压 过低 时 ， 关 断 Ｏ 场 效 应 管 ， 电 电路 改 由经 Ｄ 、 １ 电 池 先 以 小 电 流 充 ７ 充 ６ Ｒｌ向 电 ，待 电池 两 端 建 立 起 接 近３６ ． Ｖ的 电压 时 ，再 接 通 Ｑ 场 效 应 ７ 管 ， 大 电流 充 电 。 一 分 钟 内检 测 电池 无 法 建 立 ３ 用 在 Ｖ以上 电 压 时 ， 为 电 池 损 坏 或 输 出端 短 路 ， 单 片 机 控 制 下 停 止 充 电 。 认 在 该 电 路有 效 地 防止 了被 充 电 电池 损 坏 或 输 出 电路 的短 路 。 四、 挥 部 分 的 设 计 发
压 为 １Ｖ． 换 电路 由Ｑ － Ｑ 及 周 围 电路 组 成 。 ０ ．切 １ ４
当电 源Ｅ 电 压小 于ｌ Ｗ ， 片 机 自动 将 电路 切 换 到 低 压 Ｏ 时 单 充 ， 电 电路 ．这 部 分 电 路 是 由Ｄ — Ｄ 转 换 集 成 电路 Ａ ２ ０ 组 Ｃ Ｃ Ｓ３ １ 成 。该 电路 的 主要 特 点 是 可 以转 换 低 电压 ， 换 效 率 高 。经 我 转 Ｌ ２ ０１ ＣＤ 键 盘
充电枪应用场景
充电枪应用场景随着电动车的普及和发展，充电枪作为电动车充电的重要设备之一，也得到了广泛的应用。
充电枪是一种用于将电能传输到电动车电池中的设备，它具有便携、安全、高效等特点，因此在各个场景中都有着重要的应用。
一、家庭充电家庭充电是充电枪的主要应用场景之一。
当电动车主回到家中时，可以通过连接充电枪将电能传输到电动车的电池中，实现充电。
在家庭充电场景中，充电枪通常连接到家庭用电网中，通过家庭插座供电。
家庭充电的优点是方便快捷，车主只需将充电枪插入电动车的充电接口即可开始充电，无需前往充电站，节省了时间和精力。
二、公共充电站公共充电站是充电枪的另一个重要应用场景。
随着电动车数量的增加，城市中的公共充电站也越来越多。
在公共充电站中，充电枪通常被安装在充电桩上，供电给前来充电的电动车主使用。
公共充电站的优点是覆盖面广，车主可以选择最近的充电站进行充电。
同时，公共充电站通常具备多个充电枪，可以同时为多辆电动车充电，提高了充电的效率。
三、停车场充电停车场充电是充电枪的另一个常见应用场景。
随着电动车的普及，越来越多的停车场开始提供充电服务。
在停车场中，充电枪通常被安装在停车位的柱子上，供电给停车的电动车主使用。
停车场充电的优点是方便停车，车主可以在停车的同时进行充电，无需另外寻找充电桩，提高了充电的便利性。
四、商业场所充电除了家庭、公共充电站和停车场，充电枪还广泛应用于商业场所。
许多商业场所，如购物中心、酒店、餐厅等，都设置了充电桩和充电枪，方便前来消费的电动车主进行充电。
商业场所充电的优点是满足了电动车主在购物或停留期间的充电需求，提高了商业场所的吸引力和服务质量。
五、旅游景区充电充电枪还应用于旅游景区。
许多旅游景区为了满足电动车主的充电需求，设置了充电桩和充电枪。
电动车主可以在旅游的同时进行充电，方便快捷。
旅游景区充电的优点是为电动车主提供了方便的充电服务，同时也促进了电动车的普及和旅游景区的可持续发展。
充电枪作为电动车充电的重要设备之一，其应用场景十分广泛。
脉冲充电器
脉冲充电器1. 概述脉冲充电器是一种充电设备，利用脉冲电流进行充电。
相比传统的恒流充电方式，脉冲充电器具有更快的充电速度和更高的充电效率。
本文将介绍脉冲充电器的原理、工作方式以及其在不同领域的应用。
2. 原理脉冲充电器的原理是利用脉冲电流将电能传输到待充电的设备或电池中。
通过周期性的脉冲信号，脉冲充电器能够在很短的时间内快速传输电能，实现快速充电的效果。
脉冲充电器的关键部件是脉冲电路和控制电路。
脉冲电路负责生成脉冲信号，而控制电路则控制脉冲充电器的工作模式和充电参数。
3. 工作方式脉冲充电器的工作方式通常包括以下几个步骤：3.1 识别设备或电池在开始充电之前，脉冲充电器首先需要识别待充电的设备或电池。
这可以通过连接器或者无线通信来实现。
一旦识别完成，脉冲充电器可以根据设备或电池的特性进行相应的设置和调节。
3.2 设定充电参数根据识别到的设备或电池特性，脉冲充电器会设定相应的充电参数。
这些参数包括充电电流、充电时间、充电模式等。
设定合适的充电参数是保证充电效率和充电质量的关键。
3.3 生成脉冲信号根据设定的充电参数，脉冲充电器通过脉冲电路生成相应的脉冲信号。
脉冲信号的频率、幅值和波形等特性会对充电效果产生影响。
通过合理设计脉冲信号，脉冲充电器可以充分利用电能，提高充电速度和效率。
3.4 监测充电过程在充电过程中，脉冲充电器会持续监测充电情况。
通过实时检测电流、电压和温度等参数，脉冲充电器能够及时调整充电策略，确保充电过程安全可靠。
同时，监测数据也能够用于充电效果的评估和优化。
3.5 结束充电当设定的充电时间或充电电量达到预设值时，脉冲充电器会结束充电过程。
此时，脉冲充电器会发送相应的信号通知用户充电完成，并自动停止供电或进入待机状态。
4. 应用领域脉冲充电器在多个领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：4.1 电动交通工具电动汽车、电动自行车等电动交通工具的充电需要快速、高效。
脉冲充电器能够在较短的时间内将电能传输到电池中，提高充电速度，满足电动交通工具的实际需求。
电子竞赛E题--电能收集充电器
参赛注意事项（1）2009年9月2日8:00竞赛正式开始。
本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。
（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。
（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。
（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。
（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。
电能收集充电器（E题）【本科组】一、任务设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图1。
该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。
直流电源的输出功率有限，其电动势E s在一定范围内缓慢变化，当E s为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。
监测和控制电路由直流电源变换器供电。
由于E s的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗。
可充电池的电动势E c=3.6V，内阻R c=0.1Ω。
图1 测试原理示意图（E和E c用稳压电源提供，R d用于防止电流倒灌）s二、要求1、基本要求（1）在R s=100Ω，Es=10V～20V时，充电电流I c大于（E s-E c）/（R s+R c）。
（2）在R s=100Ω时，能向电池充电的E s尽可能低。
（3）E s从0逐渐升高时，能自动启动充电功能的E s尽可能低。
（4）E s降低到不能向电池充电，最低至0时，尽量降低电池放电电流。
（5）监测和控制电路工作间歇设定范围为0.1 s～5s。
2、发挥部分（1）在R s=1Ω，E s=1.2V～3.6V时，以尽可能大的电流向电池充电。
（2）能向电池充电的E s尽可能低。
当E s≥1.1V时，取R s =1Ω；当E s＜1.1V时，取R s =0.1Ω。
充电器的工作原理
充电器的工作原理
充电器是一种用来将电能转化为电荷能量的装置，它的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：
1. 变压和整流：充电器首先接收来自电源的交流电，通过一个变压器将电源的高电压转换为较低的电压，同时变换为直流电。
这个过程中，还会使用整流器将交流电转换为直流电。
2. 控制电路：在充电器的内部，通常有一个控制电路，它可以监测和调节电流和电压的输出。
这个电路可以根据电池的需求，调整输出电压和电流的大小，以达到最佳的充电效果。
3. 电池管理：充电器还会使用电池管理电路来保护充电过程中的电池安全。
这个电路会监测电池的电压和温度，并根据需要进行调整和保护，以防止过充、过放和过热等情况。
4. 充电控制：当充电器连接到电池时，电池的电荷会慢慢增加。
充电器会监测电池的状态，并根据充电算法调整电流和电压的输出，以实现合适的充电速度和保护电池。
总体来说，充电器的工作原理包括电源变压和整流、控制电路、电池管理和充电控制等多个部分，通过这些步骤将电源的能量转化为电池的电荷能量，从而实现充电的功能。
充电器工作原理
充电器工作原理充电器是一种电子设备，用于将电能转换为适合充电电池的电流和电压，从而为电池充电。
充电器的工作原理涉及到电能转换、电流控制和电压调节等方面。
下面将详细介绍充电器的工作原理。
一、电能转换充电器的第一步是将交流电（AC）转换为直流电（DC）。
交流电是由电网提供的电力形式，而大多数电池需要直流电才干充电。
充电器内部通常包含一个整流器，它将交流电转换为直流电。
整流器可以是一个或者多个二极管或者晶体管的组合，它们允许电流只能在一个方向上流动，从而将交流电转换为直流电。
二、电流控制充电器的第二步是控制电流的大小，以适应不同类型和容量的电池。
充电电流的大小对于电池的充电速度和安全性都非常重要。
充电器内部通常包含一个电流控制器，它可以根据电池的类型和容量来调整充电电流。
电流控制器可以是一个电流传感器、一个可调电阻或者一个专用的电流控制芯片。
通过监测电流的大小并相应地调整充电电流，充电器可以确保电池在安全范围内进行充电。
三、电压调节充电器的第三步是调节输出电压，使其与电池所需的充电电压相匹配。
不同类型和容量的电池需要不同的充电电压。
充电器内部通常包含一个电压调节器，它可以监测和调整输出电压。
电压调节器可以是一个可调电阻、一个电压传感器或者一个专用的电压调节芯片。
通过监测输出电压并相应地调整，充电器可以确保电池在正确的电压下进行充电。
四、保护机制充电器通常还具有一些保护机制，以确保充电过程中的安全性和可靠性。
这些保护机制可以包括过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等。
过流保护可以防止充电电流超过电池的额定值，从而避免电池过热或者损坏。
过压保护可以防止输出电压超过电池的额定值，从而避免电池过充或者损坏。
过温保护可以防止充电器过热，从而保护充电器和电池的安全。
短路保护可以防止充电器输出短路，从而避免电池过热或者损坏。
五、充电指示为了方便用户使用和了解充电状态，许多充电器还配备了充电指示灯。
充电指示灯可以显示充电器的工作状态，如充电中、充满或者故障等。
充电器工作原理
充电器工作原理充电器是一种电子设备，用于将电能转换为适合电池或者其他可充电设备充电的电能。
它通过控制电流和电压来提供所需的电能，以满足不同设备的充电需求。
在本文中，我们将详细介绍充电器的工作原理和其内部组成部份。
一、充电器的工作原理充电器的工作原理基于电力转换和电子控制技术。
它主要包括输入电源、整流器、滤波器、变压器、控制电路和输出电路。
1. 输入电源：充电器通常通过插座连接到交流电源。
交流电源的电压和频率根据不同地区而有所不同。
2. 整流器：输入电源的交流电压首先通过整流器进行转换，将交流电转换为直流电。
整流器通常使用二极管桥或者整流器电路来实现。
3. 滤波器：整流后的直流电通常还会存在一些纹波，需要通过滤波器进行滤波处理，以使输出电压更加稳定。
4. 变压器：充电器中的变压器用于改变电压的大小。
变压器有两个线圈，一个是输入线圈，另一个是输出线圈。
通过变换输入线圈和输出线圈的匝数比例，可以实现输入电压和输出电压的转换。
5. 控制电路：控制电路用于监测和调节输出电压和电流。
它通常包括一个反馈回路，通过检测输出电压和电流的变化来控制充电器的工作状态。
6. 输出电路：输出电路通过连接到充电设备或者电池，将稳定的直流电能传递给它们。
输出电路通常包括一个保护电路，以确保充电设备或者电池在充电过程中不会受到过电流、过电压或者短路等问题的伤害。
二、充电器的内部组成部份1. 电源输入端：用于将充电器连接到交流电源。
它通常是一个插头或者插座。
2. 整流器：将交流电转换为直流电的电路。
常见的整流器包括二极管桥和整流器电路。
3. 滤波器：用于滤除直流电中的纹波，使输出电压更加稳定。
4. 变压器：用于改变电压的大小。
它由输入线圈和输出线圈组成，通过变换线圈的匝数比例来实现电压转换。
5. 控制电路：用于监测和调节输出电压和电流。
它通常包括反馈回路和控制芯片。
6. 输出端口：用于连接充电设备或者电池。
它通常是一个插头或者连接线。
电子竞赛E题-电能收集充电器
1.
Boost 电路
-8-
MC34063 引脚及内部结构图 2.
Buck 电路
-9-
LM2671 引脚及内部结构图 3.
电流检测电路
- 10 -
LM324 引脚及内部结构
附件三: 测试使用的仪器设备
1.测试方案
2.测试使用的仪器设备
序号
名称
型号 数量
备注
-3-
MSP430 系列单片机功耗很低，且集成的设备也很丰富，但其价格较贵，尤其是 配套的开发设备价格更是高昂，限制了 MSP430 单片机的性价比，不利于降低成 本。 【方案三】采用 ATMEGA16L 作为控制核心。 AVR 是 8 位的 RISC 微控制器，它在指令和数据吞吐能力方面比传统的 CISC 结 构要快很多倍。AVR 具有很丰富的片内模拟和数字外设，具有较强的数据处理 能力。且其售价较低，编程器也可自制，因此性价比很高，有利于降低成本。 【方案选择】430 系列虽然功耗很低，但其编程器和开发板价格较高；51 系列单 片机虽然上手容易，且价格低廉，但性能低下；而属于 AVR 系列的 ATMEGA16L 单片可以自制编程器，且性能较强，因此性价比颇高。考虑到在满足需求的情况 下尽量节约成本，故本设计采用 ATMEGA16L 作为控制单元核心。 1.2.4 提高效率的设计
Keywords：LM2671 MC34063 ATMEGA16L DC-DC
-1-
第一章 方案论证 1.1 总体方案论证 当直流供电电源 Es>3.6V 时，采用降压模块；Es<3.6V 时，采用升压模块。将经 过升/降压变换器后的充电电流采样放大后送入比较器与基准源比较。再将比较 器的输出信号反馈到 Buck 和 Boost 电路，调节 Buck 和 Boost 电路的 PWM 波， 达到控制充电电流的目的。当无法对目标电池充电时，由单片机控制关断变换器， 尽可能地减小目标电池的放电电流。整体结构框图如图一。
基于单片机的电能收集充电器设计
压 Ｅ 和输 出恒 流 电流 ， 单 片机 内进 行 相 应 的处 在 理后 输 出到 Ｌ Ｄ显 示 ， 输 入 电压 过 大 ， 及 时 进 Ｃ 若 则 行相 应 处理 并通 过报 警 电路实 施 报警 。
Ｃ ０ １０Ｓ Ｍ （ ｉｇ ｈｐＭｉ ｏｏ ｓｔｅｃｂ ｒｅ ｃ ｏｅ ｉ Ａ ７ ３ ｆ Ｃ Ｄ ｏ ｖｒ ｒ ８ ５ ２ Ｃ １ Ｆ Ｓｎｌ Ｃ ｉ ｃ ｃ ）ａ ｙ ｅ ｔ ｓｃｒ，ｗｔ Ｍ Ｘ１０ ｏ Ｄ ／ Ｃ ｃｎ ｅｔ ｅ ｙ ｈ ｎｉ ｈ ｒ ｅ
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在 电源过压 时及 时进 行切 换保 护 ， 光二 极 管 点 亮报 警 。Ｌ Ｄ显 示 间歇 时 间和 输 出 电流 ， 发 Ｃ 人机 交
电能收集充电器
2009年全国大学生电子设计竞赛E题：电能收集充电器摘要本系统以ATmega16L单片机为核心，其自身带有8路10位可选差分输入级可编程增益的ADC ，通过输出级采样电路，可实现输出电压稳定和输出电流的间歇检测，将采样信号与ATmega16L单片机的设定电压进行比较，从而改变其PWM占空比，并由ATmega16L单片机输出PWM脉宽信号，以达到稳定输出电压的目的。
直流变换电路采用典型的单端反激式DC/DC升压变换器，具有结构简单，成本等特点。
本设计基本达到所有要求，并且还扩展了监测控制工作间歇的时间设置和显示电路等功能。
关键词：ATmega16L单片机；单片机PWM控制；间歇控制引言近年来，节能领域出现了一种创新思路：收集零碎能量。
收集零碎能量，实际上是将一些零碎的能量收集起来，再转化为电能。
由于这个装置收集的是零碎能量，因此它产生的电能主要是为一些微型电器供电。
本设计正是采用了收集零碎能量的思想设计的电能收集充电器，具有能够在输入较低电压的情况下，最大限度的为负载电池提供充电电流。
电能收集充电器的市场前景是十分广阔的，不但可以用于日常生活，也可在医疗、工业等领域中大显身手。
电能收集充电器不但能大大节省能源，而且可以让我们的生活变得更安全、更舒适。
一、方案论证与比较1.1、DC/DC主回路变换器的方案论证与选择方案一：采用单端反激式变换电路，如图1所示，电路仅有一个开关管，隔离变压器的磁通只能单向变化，当有正向偏压加在开关晶体管Q的基极上，Q导通，当集电极--发射极间的电压达到饱和电压时，输入电压为加在变压器的初级绕组上的电压。
同时在变压器的次级绕组中感应出反极性的电压，次级的二极管中没有电流流过，次级绕组处于开路状态。
T1D+-PWM图1 单端反激式变换电路这时变压器内部没有能量传递，电源提供给初级绕组的能量全部存储在变压器中，开关管断开时，电源停止向初级绕组提供电能，同时变压器绕组产生反向电动势，次级电路二极管导通变压器内存储容量释放出来，给负载供电。
收纳充电器的小妙招
收纳充电器的小妙招稿子一嘿，亲爱的小伙伴们！今天咱们来聊聊怎么把那些让人头疼的充电器好好收纳起来。
你是不是经常被乱七八糟的充电器线搞得心烦意乱？我懂，我太懂啦！所以呢，我发现了几个超棒的小妙招。
咱们先说个简单的，找几个那种小的束线带，就是小小的、有弹性的那种。
把充电器线按照合适的长度折好，然后用束线带一绑，整整齐齐的，看着就舒心。
还有哦，家里喝完的矿泉水瓶别扔，把瓶身中间剪开，然后把充电器线一圈一圈缠在瓶子上，充电器头就放在瓶口那里，多方便呀！再有就是买那种专门的电线收纳盒，把各种充电器一股脑儿放进去，盖上盖子，桌面一下子就干净啦。
对啦对啦，在墙上或者桌子下面粘几个挂钩，把充好电的充电器挂起来，既不占地方，又好找。
小伙伴们，试试这些小妙招，让咱们的生活不再被充电器线搅乱，是不是想想就很美好呀？稿子二哈喽呀，朋友们！今天我要和你们分享一些收纳充电器的绝妙小点子。
你看，每次看到那些缠在一起的充电器，是不是感觉头都大了？别愁别愁，我有办法！比如说，找几个好看的小夹子，那种彩色的塑料夹。
把充电器线一段一段夹在桌边或者柜子边上，线就不会乱跑啦。
还有一个好玩的，用家里的卫生纸卷筒。
把充电器线绕在卷筒上，然后把充电器头塞在卷筒里面，是不是很像一个小秘密基地？或者去买那种有很多小格子的收纳盒，给每个充电器都安排一个“专属房间”，它们就不会打架啦。
我还发现，用那种魔术贴也不错。
把魔术贴缠在充电器线上，需要多长就固定多长，剩下的卷起来，用魔术贴粘住，特别省事。
另外，在抽屉里用硬纸板隔出几个区域，把充电器分类放进去，一打开抽屉，一目了然。
朋友们，赶紧行动起来，把充电器收纳得整整齐齐，让咱们的生活更有条理，更轻松愉快哟！。
充电器工作原理
充电器工作原理充电器是一种电子设备，用于将电能转换为适当电压和电流，以供给电池或者其他可充电设备进行充电。
它是现代生活中不可或者缺的设备之一，广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的充电过程中。
充电器的工作原理主要涉及到电能转换、电流控制和电压稳定等方面。
下面将详细介绍充电器的工作原理。
1. 电能转换充电器通过电源将交流电能转换为直流电能。
交流电是电流方向和大小都随时间变化的电流，而直流电则是电流方向恒定的电流。
充电器内部的整流电路可以将交流电转换为直流电，以便提供给充电设备使用。
2. 电流控制充电器需要根据充电设备的需求，控制输出电流的大小。
充电设备通常会有一个额定电流值，充电器需要根据这个值来控制输出电流，以确保充电设备可以正常充电，并且不会因为电流过大而损坏。
充电器通常采用恒流充电方式，即在一定电压下，通过控制电流大小来实现充电。
充电器内部的电流控制电路可以根据充电设备的需求，调整输出电流的大小，以满足充电设备的充电要求。
3. 电压稳定充电器还需要保证输出电压的稳定性。
充电设备通常对输入电压有一定的要求，如果输入电压不稳定，可能会导致充电设备无法正常充电，甚至损坏。
为了保证输出电压的稳定性，充电器内部通常会采用稳压电路。
稳压电路可以根据输入电压的变化，自动调整输出电压的大小，以保持输出电压的稳定性。
4. 充电保护充电器还需要具备一些充电保护功能，以确保充电过程的安全性和可靠性。
常见的充电保护功能包括过流保护、过压保护、过温保护等。
过流保护可以在充电电流超过一定阈值时自动切断电源，以防止充电设备因为电流过大而损坏。
过压保护可以在输出电压超过一定阈值时自动切断电源，以防止充电设备因为电压过高而损坏。
过温保护可以在充电器温度过高时自动切断电源，以防止充电器过热，对充电设备和使用者造成安全隐患。
综上所述，充电器的工作原理主要涉及电能转换、电流控制、电压稳定和充电保护等方面。
通过合理设计充电器内部的电路结构和元器件选择，可以实现高效、稳定、安全的充电过程，满足各种充电设备的需求。
充电器工作原理
充电器工作原理充电器是一种电子设备，用于将电能转换为适合充电电池的电能，从而为电池提供充电。
充电器的工作原理涉及到电能转换、电路控制和保护等方面。
1. 电能转换充电器的主要功能是将交流电转换为直流电，以供给电池充电。
充电器内部通常包含一个变压器和一个整流器。
变压器用于将输入的交流电转换为合适的电压，而整流器则将交流电转换为直流电。
整流器通常采用二极管桥等元件来实现。
2. 电路控制充电器还需要对充电过程进行控制，以确保电池充电的安全和高效。
充电器通常采用恒流充电或恒压充电的方式进行控制。
在恒流充电模式下，充电器会通过电流反馈回路，控制输出电流的大小，使得电池以恒定的电流进行充电。
当电池电压达到一定值时，充电器会切换到恒压充电模式，通过电压反馈回路，控制输出电压的大小，使得电池以恒定的电压进行充电。
3. 保护措施充电器还需要具备一定的保护措施，以防止充电过程中发生意外情况。
常见的保护措施包括过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等。
过流保护可以通过电流传感器来实现，当电流超过设定值时，充电器会自动切断输出。
过压保护则可以通过电压传感器来实现，当电压超过设定值时，充电器会自动切断输出。
过温保护通常采用温度传感器来实现，当温度超过设定值时，充电器会自动降低输出功率或切断输出。
短路保护则可以通过电路设计来实现，当充电器输出短路时，电路会自动切断输出。
4. 充电器类型充电器有多种类型，根据充电方式的不同可以分为有线充电器和无线充电器。
有线充电器通常采用插头和电线连接电源和设备，通过电线传输电能进行充电。
无线充电器则通过电磁感应或电磁辐射等方式，将电能无线传输给设备进行充电。
无线充电器通常采用电磁感应线圈和电路控制模块来实现。
总结：充电器是一种将电能转换为适合充电电池的电能的设备。
其工作原理涉及电能转换、电路控制和保护等方面。
充电器通过变压器和整流器将交流电转换为直流电，通过恒流充电或恒压充电方式进行控制，同时还具备多种保护措施，如过流保护、过压保护、过温保护和短路保护等。
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2009 年全国大学生电子设计竞赛E题：电能收集充电器摘要本系统以ATmega16单片机为核心，其自身带有8路10位可选差分输入级可编程增益的ADC，通过输出级采样电路，可实现输出电压稳定和输出电流的间歇检测，将采样信号与ATmega16单片机的设定电压进行比较，从而改变其PW占空比，并由ATmega16单片机输出PW脉宽信号，以达到稳定输出电压的目的。
直流变换电路采用典型的单端反激式DC/DC升压变换器，具有结构简单，成本等特点。
本设计基本达到所有要求，并且还扩展了监测控制工作间歇的时间设置和显示电路等功能。
关键词：ATmega16L单片机；单片机PW控制；间歇控制引言近年来，节能领域出现了一种创新思路：收集零碎能量。
收集零碎能量，实际上是将一些零碎的能量收集起来，再转化为电能。
由于这个装置收集的是零碎能量，因此它产生的电能主要是为一些微型电器供电。
本设计正是采用了收集零碎能量的思想设计的电能收集充电器，具有能够在输入较低电压的情况下，最大限度的为负载电池提供充电电流。
电能收集充电器的市场前景是十分广阔的，不但可以用于日常生活，也可在医疗、工业等领域中大显身手。
电能收集充电器不但能大大节省能源，而且可以让我们的生活变得更安全、更舒适。
一、方案论证与比较1.1、DC/DC主回路变换器的方案论证与选择方案一：采用单端反激式变换电路，如图1所示，电路仅有一个开关管，隔离变压器的磁通只能单向变化，当有正向偏压加在开关晶体管Q的基极上，Q导通，当集电极--发射极间的电压达到饱和电压时，输入电压为加在变压器的初级绕组上的电压。
同时在变压器的次级绕组中感应出反极性的电压，次级的二极管中没有电流流过，次级绕组处于开路状态。
D图1单端反激式变换电路这时变压器内部没有能量传递，电源提供给初级绕组的能量全部存储在变压器中，开关管断开时，电源停止向初级绕组提供电能，同时变压器绕组产生反向电动势，次级电路二极管导通变压器内存储容量释放出来，给负载供电。
其电路简单，多用于小功率的设备中。
方案二、采用推挽变换电路，如图2所示，推挽变换电路相当两个正激变换器的组合。
两个变换器轮流互补工作。
变压器一次侧带中心抽头的两个绕组随各自连接的开关管导通而轮流工作，其缺点是存在直流偏磁现象。
且两个开关管需要很高的耐压，其耐压必须大于工作电压。
图2推挽变换电路方案选择：单端反激电路最主要的优点是电路简洁，成本低。
推挽变换电路由于两开关管的特性不对称，导通压降、驱动开关时间不同等而产生直流偏磁现象，导致磁芯饱和；并且推挽式开关电源不宜负载很轻或经常开路的场合。
推挽电路适合于大功率场合，考虑到本设计功率较小，因此选用方案一。
1.2、控制方法的方案选择方案一：采用ATmega16l单片机产生PWM波,控制开关管的导通与截止。
根据A/D转换后的反馈电压程控改变PWM占空比，使输出电压稳定在设定值。
取样信号经取样电阻送入ATmega16L单片机A/D转换电路，并与设定值进行比较，当输出电压超过设定值，ATmega16l单片机控制PWM脉宽，使其占空比减小。
反之, 当输出电压低于设定值，ATmega16l单片机控制PWM脉宽，使其占空比增大。
该方案主要由软件实现，配合简单的硬件电路就能达到要求。
方案二：采用PWM专用芯片SG3525其专用芯片具有欠压保护和外部封锁功能，能输出两路波形一致、相位差为180的PWM信号，结合双MOSFE管斩波电路的独特设计，能有效地减少输出电流的纹波，但其外接电源电压较高。
实际使用时，在输入电压较低和较高时，PWMi宽调制无法使输出稳定于4.3V。
方案选择：从工作电压考虑，ATmega16L单片机的工作电压为2.5V，正常工作电流为1mA，而PWM专用芯片SG3525的最低电压不能低于8V,功耗相对较大。
因此选择方案一。
二、系统设计基于题目的基本要求，可以采用总体框图如图3所示的方案。
系统主要由开关管、DC/DC变换器、稳压输出电路、取样电路、ATmega16单片机控制系统、键盘电路、显示电路等电路组成。
图3电路总体框图该电路通过ATmega16单片机控制系统输出PWM脉宽调制信号控制开关管，输入电压经过开关管、DC/DC升压电路、稳压输出电路、向负载提供 4.3V稳定直流电压，取样信号经取样电路向单片机提供一个反馈信号，该反馈信号通过与设定电压比较，控制PW啲输出脉宽占空比，从而构成一个闭环稳压系统。
键盘电路可设定监测控制工作间歇的时间，显示电路对设定监测控制工作间歇的时间进行显示。
2.1、电路主回路的设计主回路采用的是单端反激式变换电路，单端反激式变换器又称电感储能式变换器，如图4所示，当开关管83N06T导通时，将电源的能量储存在变压器中，即变压器一次侧电感储能。
当开关管截止时，将导通期间的储能传输到二次侧负载。
R1、C4 D1构成的吸收电路，用于防止开关晶体管截止瞬间发射极-集电极间电压的急剧上升，使该电压在安全工作区内，同时减小向外辐射的噪声。
由于输入电压相对较低，对吸收电路没有严格要求，本设计选择电阻R1 =22K电容C4=222和二极管1N4007构成的吸收回路。
2.2、开关变压器磁芯和线圈的选择单端反激式高频开关变压器是开关电源的关键器件， 在电路中兼有储能、限 流和隔离作用，单端反激式变压器不仅作为变压器使用，同时又作为储能电感， 它的设计方法与其他类型的变压器不同。
其设计参数主要有以下3项：(1) 求出原边绕组电感量；(2) 选择规格、尺寸合适的高频变压器磁芯； (3) 计算原副边绕组匝数。
求变压器的传输功率Pt ，设滤波电感压降Vlf=0，贝PT 二Vo Vf Io根据计算的Pt 值，选取合适的磁芯尺寸，查EC 磁芯变压器设计基本参数表 可得，选用合适的磁芯。
计算变压器一次侧的匝数 Np,可由表查得该磁芯每伏对应的匝数 N1t=0.278. 假设开关管的压降Vce 可以忽略不计，则加入变压器的输入直流电压，则一次绕 组的匝数Np 为：Np 二 N 1t Vindc计算变压器二次侧的匝数Ns,取Dmax=0.4(Vo+VfpNpNs =Vin min* d求取一、二次侧绕组每匝对应的窗口绕线面积 Smp 、Sma 。
从表中查得Acw^KO ，贝UAcw *K0Smp =NpC1 =^= 1~I 222 C4 *5C3_10450V •匸out+|* C6/2200u F心 out-D2VCC O<HER207L 1D1 1N400 783N06TQ1R2 PWM 脉冲10C2 104R1 22k25v/220uF图4单端反激式升压电路Ns选取一、二次侧绕组导体的线径 dp 、ds 。
变压器工作频率50KHz 考虑到高频集肤效应的影响，根据各种频率的穿透 深度△, 50KHz 里的厶=0.25mm 因此在方波脉冲电流情况下线径 d 乞2二0.5mm 0经过理论计算和实际验证，该变压器初次级绕组采用 1:3的比例绕制，初级10匝次级30匝，为了减小漏感，并且均采用多股线并绕的方式。
2.3、控制电路设计控制电路为本设计的核心电路，主要用于产生PW 脉宽信号，采用ATmega16L 单片机实现PW 信号输出。
图5为控制电路的软件流程图，其频率为 50KHZ 由 于ATmega16单片机为高性能、低功耗的8位AVR 微处理器，工作电压为 2.7 : 5.5V ，本设计采用一块可充电锂离子电池为其提供提供正常的工作电压。
在输入电压接通情况下，一旦ATmega16单片机通电产生PW 脉宽信号，输出级 将有稳定的电压输出，在对负载电池充电的同时，经过肖特基二极管 1N5819向ATmega16l 单片机的工作电源充电，为下次正常工作提供可靠电量。
图 6为控制 电路原理图。
Acw * K 0Sms =开机图5整体软件流程图PWM 脉冲输出图6控制电路原理图2.4、输出取样稳压电路设计 输出级由二极管电容整流滤波后， 样电压送入ATmega16单片机先进行脉宽信号，以达到稳定输出电压的目的 较高，可判断空载时的电压为虚电压，不影响实际电路测量。
为了完善电路，采 用8只1N4007串联作为假负载接入输出端使输出电压稳定。
如图 7所示D2匚 out-接单片机40脚取样+3.7VO接稳压输出电路10^^1N414 804 _ C220 Y? 4MHz C1201 2 ~4 5 6' ~8 ""9 10 71 V2 T3 14 16 17 18 19 20PB0 PA0 PB1 PA1 PB2 PA2 PB3 PA3ATM EG16LPB4 PA4 PB5 PA5 PB6 PA6 PB7 PA7 RESET AVREF VCC GND GND AVCC XTAL1 PC7 XTAL2 PC6 PD0 PC5 PD1 PC4 PD2 PC3 PD3 PC2 PD4 PC1 PD5 PC0 PD6PD740 39 38 37 36 35 34 33 32L1 10uH3130 ■29 C328 27 26 04 -25 i2423 2221从电阻R1和R2间得到取样电压，将此采A/D 转换，再与设定值比较，从而输出 PWM 经过实际测试发现，在空载时输出电压I Fl -------- i !|----HER207=6C3 1<-，J out+1N400 7*8R2 22K3.7V 电源C4 104104R122K L 13图7输出及稳压电路2.5、效率的分析及计算效率作为开关稳压电源设计时的重要参数，而影响其效率的因素有：开关晶体管驱动不佳（包括过驱动、驱动不足、反偏置电流不足）；变压器设计不佳（包括变压器饱和、变压器漏感大、绕组与磁芯的选用不适宜）；整流器特性不佳（包括整流器电压降大、整流二极管反响恢复时间长）；扼流圈的原因（包括电感不适、绕组与磁芯损耗大）；辅助电路的原因（包括辅助电路功耗大、假负载电流过大、控制电路产生异常振荡）等。
在效率测试时可借助功率表测试。
比如功率表的指示值为Wi,则开关电源的效率，按图7测量计算为空100%图7开关电源效率测量方法三、系统调试调试过程共分三部分：硬件调试，软件调试，软硬件联调。
硬件调试：由于该系统的闭环控制主要由ATmega16单片机自动控制，省去了PW脉宽专用芯片及外围的复杂电路，很大程度降低了硬件电路调试的难度，从而使整机电路功耗降低。
软件调试：本设计主要由ATmega16L单片机产生PWM脉宽信号，因此软件程序在编写中略显复杂，该设计的软件程序完全由C51编写，C语言效率高。
在调试过程中采取的是自上至下的调试方法，单独调试好每一个模块，然后在联结成一个完整的系统调试。
软件流程及程序清单见附录二、附录三。