太阳能手机充电器毕业设计

本科毕业设计(论文)手机充电器的设计与仿真学2015年6月本科毕业设计(论文)手机充电器的设计与仿真学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师：答辩日期：2015年6月燕山大学毕业设计(论文)任务书学院：电气工程学院系级教学单位：电气工程系摘要I摘要太阳能作为一种可再生、清洁能源，对于化石能源的替代和环境问题的改善有很大帮助。目前，太阳能电池在便携式电子设备中的应用已经取得了很大的进步。现在手机已成为人们日常生活中不可或缺的一部分，但是手机电池的储能是有限的，在远离市电的环境下，电池的耗尽为通信带来极大的不便。而且，近些年来手机充电器的安全问题已逐步受到人们的关注。本文在对太阳能手机充电器进行了理论研究与计算机仿真的基础上，设计了两种在没有电源的情况下也能给手机充电的太阳能手机充电器，即基于集成芯片的太阳能手机充电器与基于MPPT的太阳能手机充电器。在硬件电路与软件程序方面进行了详细的设计，使其能够实现其作为充电器应具备的基本功能。还应用MATLAB仿真软件对电路进行了仿真研究。并且对两种太阳能手机充电器设计方案进行了比对，阐述了各自的优缺点。关键词：手机充电器；太阳能；MATLAB；芯片；单片机燕山大学本科生毕业设计(论文)IIAbstractSolarenergyasarenewableandcleanenergy,totheimprovementofthereplacefossilenergyandtheenvironmentareofgreathelp.Atpresent,thesolarcellapplicationinportableelectronicdeviceshasmadegreatprogress.NowmobilephonehasbecomeanindispensablepartofPeople'sDailylife,butmobilephonebatteryenergystorageislimited,infarawayfromthegridenvironment,batteryrunoutforcommunicationinconvenient.Moreover,thesecurityproblemsofmobilephonechargershasgraduallybytheattentionofpeopleinrecentyears.Ofsolarmobilechargerinthispaper,onthebasisoftheoryresearchandcomputersimulation,designthetwosolarmobilechargerwitchcanalsobeusedtorechargethephonewithoutpower,solarmobilechargerbasedonintegratedchipandsolarmobilechargerbasedontheMPPT.Intheaspectofhardwarecircuitandsoftwareprogramindetaildesign,soitcanrealizeitasachargershouldpossessthebasicfunction.What’smore,thispaperusedtheMATLABsimulationsoftwareofcircuitsimulation.Andthetwokindsofsolarmobilechargerdesignhascarriedonthecomparison,thispaperexpoundstherespectiveadvantagesanddisadvantages.KeywordsMobilephonecharger;Solarenergy;MATLAB;Chips;SinglechipmicrocomputerIII目录摘要.........................................................................................................................IAbstract..................................................................................................................II第1章绪论..........................................................................................................11.1课题研究的背景及意义...................................11.1.1太阳能研究的背景及意义.............................11.1.2手机充电器研究的背景及意义.........................21.2市场产品概况及国内外研究现状...........................21.2.1市场产品概况.......................................21.2.2太阳能国内研究状况.................................31.2.3太阳能国外研究状况.................................31.3课题研究的主要内容.....................................31.4本章小结...............................................4第2章太阳能电池与蓄电池的论述..................................................................52.1太阳能电池的研究.......................................52.1.1太阳能电池的工作原理...............................52.1.2太阳能电池的等效电路...............................52.1.3太阳能电池的输出特性...............................72.1.4太阳能电池仿真模型的建立...........................82.1.5太阳能电池最大功率的实现............................102.2蓄电池及其充电控制.....................................142.2.1蓄电池介绍.........................................152.2.2蓄电池充电方法.....................................152.2.3蓄电池充电仿真.....................................162.3本章小结...............................................18第3章基于芯片的太阳能手机充电器硬件设计.............................................193.1系统结构与参数设计......................................193.2CN3063芯片介绍.........................................193.3MCC6288芯片介绍........................................223.4本章小结...............................................24IV第4章基于MPPT的太阳能手机充电器硬件设计...........................................254.1系统总体设计...........................................254.1.1系统总体设计要求...................................254.1.2系统的参数设计.....................................254.1.3系统整体结构设计...................................264.2具体硬件电路的设计.....................................274.2.1基于MPPT的蓄电池充电控制电路设计..................274.2.2蓄电池放电电路.....................................304.2.3控制系统电路设计...................................324.2.4软件设计...........................................404.3本章小结...............................................43结论.......................................................................................................................44参考文献...............................................................................................................45致谢.......................................................................................................................46附录1开题报告..................................................................................................47附录2中期报告..................................................................................................51第1章绪论1第1章绪论1.1课题研究的背景及意义1.1.1太阳能研究的背景及意义随着人们对化石能源的开采，能源日益紧缺，再加上化石能源对环境的污染越来越严重，环保的压力不断增大，寻找廉价的新型的清洁能源，成为了世界各国的发展方向。对于地球来说，接收到的太阳能远远大于所利用的能量，这就造成了能源和资源的浪费。而且，太阳能属于清洁能源，不会产生化石燃料燃烧所产生的温室气体，更不会对环境造成污染。因此，为了提高国际竞争力，各国对于太阳能资源的利用和开发更是刻不容缓。太阳能产业的发展不仅是单纯的经济问题，更是能源替代和环保的问题。太阳能电池是利用太阳光和材料相互作用直接产生电能，不需要消耗燃料和水等物质，转换过程中不释放包括二氧化碳在内的温室气体，是对环境没有任何污染的可再生能源。这对改善生态环境、缓解温室效应具有非常重大的意义。目前，太阳能电池的应用已从军事、航天领域进入到工业、农业、通信、家用电器以及公用设施等部门。而且随着太阳能电池技术的改进以及新型光—电转换装置的发明，以及各国对环境的保护要求和对再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍是利用太阳辐射能切实可行的方法，为人类将来大规模