手机充电器应用太阳能的解决方案

1 引言

最近，人们正考虑把太阳能用于包括移动电话充电器这样的开关电源模块范围更宽广的消费电子应用。太阳能电池板所提供的开关电源模块功率高度依赖于工作环境。这包括诸如MTD2002光密度、时间和位置之类的因素。因此，MTD2002电池通常被用作能量存储单元。当来自太阳能板的电能有余的时候，就可以对电池充电;当太阳能板提供的电能不足时，电池就可以为系统供电。

目前市场上的太阳能电池板繁多，根据太阳能电池板所用材料的不同可分为：

①硅太阳能电池;

②以无机盐如砷化镓III- V 化合物，硫化镉，铜铟硒等多元化合物为材料的太阳能电池;

③功能高分子材料(有机半导体)制备的大阳能电池;

④纳米晶太阳能电池等。我们采用的是MTD2002硅太阳能电池。

2 充电器的硬件设计

充电器如图1 所示。主要包括电源变换电路、采样电路、处理器、开关电源模块、脉宽调制控制器和电池组等，形成了一个MTD2002闭环系统。

其中，单片机是电路的控制部分，PWM电路是整个电路的核心部分。下面对系统的工作原理分几个部分进行简述。

图1 充电器电路模块图

2.1 处理器

处理器采用51 系列单片机89C51。单片机内部有两个定时器、两个外部中断和一个串口中断、三个八路的I/O 口，采用12MHz 的晶振。单片机的任务是通过采样电路实时采集太阳能电池板的输出电压和电流以及电池的充电状态，通过计算决定如何对电池板最大输出功率进行寻找以及确定充电电池的充电状态。

2.2 采样部分

如果在系统中要对电流进行检测，必须先将电流信号转换为MTD2002电压信号，然后才能实现A/D 的转换。常用的转换方法是在电路中加入精密电阻，由此将电流信号转换为电压信号。这种方法的优点是测量简单方便，但是这种方法当电流很小时，影响测量准确度，因而很难选择一个合适的阻值;其次，所得到的电流检测信号只有通过放大以后才能进入电路中的比较器，从而增加了电路设计调试时的复杂度。因此，可以采用电流电压转换芯片MAX472，克服了常规测量电流方法存在的测量范围小、测量误差大等缺点，可提高测量精度，并且可以用单片机进行精确控制。

电压和电流采样采用串行模/ 数转换器TLC0834，8 位分辨率易于和微处理器接口或独立使用满比例尺工作或用5V基准电压用地址逻辑多路器选通的4 或8 输入通道单5V 供电，输入范围0- 5V。

2.3 PWM 控制电路

控制器采用脉宽调制(PWM) 方式控制供电电流的大小。