NG体育娱乐便携式太阳能充电宝设计说明书docx便携式太阳能充电宝设计说明书 我们小组通过一系列实验与探索发明了能为电子产品实现太阳能充电的设备，便携式太阳能充电宝的工作原理就是，利用充电器上的硅板集热，最大限度地实现光热转换，经微循环把热能转换成电能，通过太阳能充电宝专用线路输送到电器上使用。由于便携式太阳能充电宝小巧便携，可以随时随地进行充电或者供用户使用，大大减少了制造成本的同时还，只要在外出时将其挂在箱包上，便可随时随地自行补充电能，在阴、雨、雪天和夜晚就能够连续使用一个多小时，非常实用节能。以前的充电器额定电压功率都在2.2千瓦以上，现在这个太阳能充电器在不使用任何电源的前提下，就能达到1.6千瓦，完全能够满足电器的使用。 1.研制背景及意义 化石能源日益枯竭，人们对环保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洁净安全等特点，因此有着广泛的应用前景，光伏发电技术也越来越受到人们关注，随着光伏主件价格的不断降低和光伏技术的发展，太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。使用手机的人都有这样的经历，外出或旅游时电池突然没电了，因不能及时或没有220伏电而无法给手机充电，而影响了手机的正常使用，为了解决这些问题我们小组发明了这个便携式太阳能充电宝。 2.太阳能电池板 （1）光伏电池工作原理 光伏电池是通过光电效应或者光化效应直接 把光能转化为电能的装置。半导体P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P—N结。当太阳的光辐射照在太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子NG体育娱乐，使电子发生了跃迁。半导体P—N结形成新的空穴一电子对。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区成为自由电子，在P—N 结两侧集聚形成了电位差，当外电路闭合后，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。这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程。 太阳能光板样图 充电器原理框图 （2）光伏电池介绍 太阳能光伏电池用于把太阳的光能直接转化为电能且大量以硅为基底的太阳能电池，同时可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面单晶硅、多晶硅电池优于非晶硅电池。太阳能电池板是太阳能供电系统中心的核心部分。其功能是将太阳能的辐射能量转化为电能，故能量转化率是一个重要的参数。本文所介绍太阳能充电器的太阳能电池板为单晶硅电池，光电转换率为15％～20％以上(多晶硅约为12％左右、非晶硅约为10％)，并且可以根据需要将太阳能板进行组合以达到具有一定要求的输出功率和输出电压的一组光伏电池。所选用的太阳能电池板技术参数指标：标称功率0.4 w；峰值电压4 V；峰值电流100 mA；尺寸600 mm×600 mm×40 mm。 考虑被充电池的电流不同所充电时间不等， 所以采用四块相同参数电池板串、并联，这样电压为8 V，最大电流可达200 tnA左右(电流大小在控制电路中调节)总标称功率为1.6 w左右，可根据不同的被充电对象进行调整。由于太阳光照度强弱不恒定，使太阳能电池的电压、电流不稳定，需加入充电控制电路，下面介绍二个充电控制电路。 3.充电控制电路 总电路图 实物图 太阳能充电控制电路的作用是控制整个系统的工作状态，并对被充电池起过充保护作用。其 它还可附加如光电功能、时控功能等等。 （1）简易式充电 电路原理见图2，电源(所需电压为4.O V左右)经二极管D3、稳压管DW、给待充电池充电，在待充电池充电两端得到约3.5～3.6 V电压(电池一般限压为4.2 V)，DW、D3上产生的电压降使发光二极管D2发光(红色)，作为充电指示，R是发光管限流电阻。三极管Q和电位器Rw。组成自动保护电路。在充电开始时在Rw电位器上的电压使Q截止，VAVB，电流对电池充电。当电池充满后在Rw电位器上的电压使Q饱和导通，自动切断充电电流。同时A点电位下降至0.5～0.7V左右，这时，VBVA，具有状态指示功能使发光二极管D1发光(绿色)，表示充电结束。(如用几个不同稳压值的DW并加转换开关、用可变电阻进行细调则可对多种类型电池充电，成为小功率万能充电器。) 图2简易式充电 （2）恒流式充电 本电路是一个恒流源，见图3。在输入电源电压为8 V的情况下LM317可以保持其+Vout端比其Adj端电压高1.25 V。图中的接法Adj端直接与待充电池相连，如待充电池为3.5 V～3.7 V。且Adj端的内阻很大(正常情况下Adj端的电流不会超过50μA)，可近似看作开路，但它可以对电压进行取样。LM317将+Vout端的电压提高到比Adj端高1.25 V，那么跨接在+Vout端与 Adj端的电阻上将有1.25 V／19.5 Q=0.064 A= 64 mA的电流流过(19.5 Q为开关打开时，R1与R2并联后的阻值)。这个电流便流过电池，对电池进行了恒流充电。按图中参数，开关Sw打开时，充电电流约60 mA，闭合时约为170 mA。此电路适合于普通容量为500～750 mA的电池。 也可以通过改变接在LM317的+Vout端与Adj端的电阻阻值来改变充电电流的大小适合不同被充电池之需。其中所需充电电流值I(单位为mA) =1.25V／所需电阻值尺(单位为k?)。 图3恒流式充电 4.产品适用范围 便携电式太阳能充宝可适用于充电电压在3.7~6V之间不同范围充电产品和电子数码移动设备。以接移动设备所需要电压及电流参数不一致，必须要针对性充电产品和电子数码移动设备电压选择适当的电压后再给其充电产品充电，保证充电稳定和电池寿命。其插口与大多数手机(iPhone、黑莓手机)、 \t /doc/_blank GPS接收器、专用集群 \t /doc/_blank 移动通信设备、数码相机、mp3/4播放器等产品兼容，充电适配用范围广。 5.先进性 (1) 与太阳能电池相结合，使整个设计具有环保、节能等特点； (2) 采用多面体设计，使太阳能光板受光面积大大增加，提高了阳光利用率； (3) 电能储存快，随用随冲； (4) 能量传输不受空间障碍物影响； (5) 设计小巧，方便携带。 参考文献 [1]郝玲艳，董建平，刘秋霞，等.技术及其在学生管理中的应用[J].现代教育技术，2007，（1）：80-82. [2]潘策.RFID技术及其在人员管理中的应用研究[D].长沙：湖南大学，2010. [3]王立荣.射频识别技术在图书馆领域的应用[J].现代情报，2005（1）：111-112. [4]刘嘉玲.技术改变生活：理论与实践应用[M].青岛：中国海洋大学出版社，2019.

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