数字技术与应用
太阳能手机充电器的研究与设计
张朝民滕字徐車超
（上海工程技术大学基础教学学院上海201620）
应用研究·
摘要；本文介绍了太阳能充电器的工作原理，设计了一种太阳能手机充电器，并对太阳能充电器性能透行了测试，对单晶硅太阳能板在普通模拟电路下高效应用的方法进行了研究。
关键词：光伏电池太阳能电池单品硅充电器中图分类号：TM914.4
文献标识码：A
随着经济水平和生活水平的不断提高，人类日益增长使用的的传统能源正在与日枯竭。作为解决传统能源的取之有尽，污染环境的特点，太阳能风能等清洁能源的高效应用成为当今发展最快的热门产业，也是近年来最具活力的研究方向。光伏发电，太阳能发电最为直接的表达形式，发达国家普遍将该技术用于并网发电等大规模发电技术，极少在消费类电子产品中应用。而作为太阳能产品的应用应该细致入微，让人们切实体会到光伏电池的优势，对改变能源现状，以及改善环境产生更加深远的影响。
本文所介绍的是·种利用太阳能叠层板最为辐射能接收端，附加简单的模拟电路作为控制电路所构成的光伏发电充电器。电路具有结构简单，在强光下的过电保护，低电压时微耗电，有阳光时直接充电，无阳光时可用白天储存的能源为小型消费品设备充电的特点，可以有效避免电池因日照时间不均在充电与放电过程由于过度充电或深度放电所照成的对电池的损耗，
1.太阳能充电原理
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应将光能转化成电能的装置，太阳能板结构基本以半导体Si构成P-N结，当P-N
C1 100F
太阳能
JR1 02 o
BAU99
本1
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SOPSA
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文章编号：1007-9416(2011)03-0092-02
结受到光照时，样品对光子本征吸收与非本征的吸收方式都将产生光生载流子引起光伏效应，产生-个与P-N结内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区，此电场使势垒降低，其减小量即为光生电势差，P 端正，N端负，由此生产的结电流由P区流向N区，形成单向导电，发挥出与电池一样的功能，便可对充电设备进行充电。
目前市场上的太阳能电池板紫多，根据太阳能电池板所用材料可分为：
(1)硅太阳能电池：
(2)以尤机盐如砷化镓II-V化合物.硫化镉，铜锯硒等多元化合物为材料的化学太阳能电池：
(3)功能高分子材料(有机半导体)制备的人阳能电池：
(4)纳米晶太阳能电池等。
我们采用的是硅太阳能电池中的单晶硅系列。该系列中的单晶硅太阳能电池为转换效率最高，技术最为成熟的。(转换率：单晶硅20%左右，多晶硅10%-12%左右）
本实验使用规格为110×70mm.工作电压为：6V工作电流：130mA的单晶硅太阳能板。考虑到本设计应用于应急状况，需要较大的输人电流以加快充电时间，所以采用四块相同参数的太阳能电池板进行串并联，电
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1%
102 w
R4 1.0ko
图1
92万要持与应用 Digial echndlogy and ppiation
压为6.5V，最大电流可达200mA。
2、电池充电原理
消费型电子产品普遍应用锂电池作为充放电设备，供该系电池会因为过冲，过放或过流对电池照成损坏，所以针对改特点，我们设计的相关电路必须有预充状态、恒流充电和恒压充电作为三个阶段米充电。(C电容值）
预充状态；1/10C；恒流充电：1C 恒压充电：1/10C。
放电时遵循恒流放电，在1/10C左右设置门限电阻限制电量留出以保护电阻
2.1
整体设计方案（充电控制电
路），图1
2.1.1升压电路设计
升压电路采用BAU99集成升压电路，该元件是电压型PFM控制模式的DC-DC 转换元件，内部包括输出电压反馈和修正网络，启动电路，振荡电路，参考电压电路，PF M控制电路，过流保护电路以及功率管。以B AU99集成升压芯片为核心，其外围电路只需要寄生串联电阻，肖特基二极管(其正向导通压降是升压电路功率损耗的主要原因，电容和电感会影响输出的纹波)，因此经实
太阳
LM358
MLS
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