基于51单片机的电动车手机充电器设计

时间:2013-04-25来源:网络


3 电池充电原理
手机电池多为锂离子电池,图3所示是锂电池的充电曲线。该曲线共分三个阶段:预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。以800 mA.h容量的电池为例,其终止充电电压为4.2V。首先用1/10 C(约80 mA)的电池进行恒流预充,当电池端电压达到低压门限后,以800 mA(充电率为1 C)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4.2 V恒压充电,电流渐降,电压变化不大,到充电电流降为1/10 C(约80 m A)时,接近充满,终止充电。

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4 寻找太阳能最大输出功率点
太阳能电池板所提供的功率高度依赖于其工作环境。在不同的环境条件下,太阳能最大输出功率有很大差别。为了提高太阳能电池的输出效率,一般采用三点权位比较法来寻找最大功率点,以保证太阳能电池的最大输出功率。

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具体的做法是:首先采集太阳能电池板的输出电压和电流,计算出此时的功率,然后继续采集。图4所示是三点权位比较法中最大功率点附近数据状态。先用C点与B点比较,如比B点大或相等,就给一个正号权位;如比B点小,就给一个负号权位。而A点如比B点大或相等,就给一个负号权位;如A点比B点小,就给一个正号权位。当三点比较完之后,如有两个正号权位,则属正斜率,应当增大输出电压,提高输出功率;如有两个负号权位,则属负斜率,应当减小输出电压,提高输出功率;如权位为零即为一正一负,表示达到顶点,不做任何变动。A、B、C三点的功率值的取法为先取B点的功率为立足点,那么先读取C点功率,再从C点返回读取A点功率。连续检测三点的功率值并比较其大小,再计算出权位值,经由权位值来判定立足点要往C点移动、A点移动或不移动。

5 软件设计及流程
本设计采用的太阳能电池板的输出电压是9 V,而充电电池的最高输入电压要求不能高于4.2 V。为了保护电池,应先把输出的电压从低到高逐渐增加,这样,固定定时器1的周期,改变定时器0的周期,就会产生不同占空比的方波。图5所示是本系统的控制逻辑电路软件流程图。

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6 结语
采用单片机作为处理器,结合其他芯片及电路构成的电动车太阳能车载手机充电器,采用PWM电压输出,具有控制灵活、带载能力强、稳定性高的优点。该充电器使用闭环控制,控制精度高,并具有自我调节能力,可以自动寻找太阳能电池板的最大输出功率点,提高手机电池使用效率,延长使用寿命,因而具有一定的应用价值和市场前景。

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关键词: 太阳能电池 车载充电器 闭环控制 PWM脉宽调制

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