太陽(yáng)能臺(tái)燈收音機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目太陽(yáng)臺(tái)燈收音機(jī)別專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師摘要在二十一世紀(jì)的今天污染和能源緊缺已經(jīng)成為全世界的兩個(gè)共同話題為了我們的社會(huì)能持續(xù)和諧的發(fā)展我們必須要尋找一種新的可減少污染并且能再生的能源太陽(yáng)能作為一種新型綠色可再生能源具有儲(chǔ)能量大利用經(jīng)濟(jì)清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)因此太陽(yáng)能的利用越來(lái)越受到人們的重視它的利用可以應(yīng)用到我們生活的方方面面小到為我們家庭提供熱水大到為宇宙飛船提供能量等等本設(shè)計(jì)是一種切實(shí)可行的太陽(yáng)能充電控制通過(guò)對(duì)蓄電池充電滿足小功率用電器的供電需求本文介紹的是利用34063實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能充電控制技術(shù)為臺(tái)燈收音機(jī)提供電源實(shí)現(xiàn)綠色供電本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用的體現(xiàn)更重要的是這個(gè)設(shè)計(jì)滿足社會(huì)的需求有很大的應(yīng)用前景關(guān)鍵詞34063綠色能源太陽(yáng)能臺(tái)燈收音機(jī)AbstractInthe21stcenturytodaythepollutionandenergyshortagehasbecometheworldstwotopicstogetherinordertowecancontinuetoharmoniousdevelopmentofsocietywemustfindanewcanreducepollutionandrenewableenergysolarenergyasanewtypeofgreenrenewableenergyhasgreatenergystorageandutilizationofeconomiccleanenvironmentalprotectionetcThereforetheuseofsolarenergymoreandmoregettheattentionofpeopleitsusecanbeappliedtoeveryaspectofourlifesmalltoprovidehotwaterforourfamilybigtoprovideenergyforspacecraftandsoonThisdesignisapracticalsolarbatterychargingcontrolthroughtothebatterychargingmeetthepowerneedsofsmallpowerelectricalappliancesIsintroducedinthispaperusing34063solarchargingcontroltechnologyprovidepowersupplyforlampradioimplementgreenpowersupplyThisdesignissimplepracticalisareflectionontheapplicationofthebasicknowledgemoreimportantisthisdesignmeettheneedsofsocietythereisgreatapplicationprospectKeywords34063greenenergysolarradiodesklamp目錄摘要1第一章緒論411當(dāng)前面臨的能源和環(huán)境問(wèn)題 412發(fā)展太陽(yáng)能的意義 513光伏發(fā)電的特點(diǎn) 6第二章太陽(yáng)能臺(tái)燈收音機(jī)的設(shè)計(jì)方案721本設(shè)計(jì)的總體思路 722本設(shè)計(jì)的總體框圖 7第三章太陽(yáng)能電池的研究和分析831太陽(yáng)能電池的原理 8com性能及特點(diǎn)8com太陽(yáng)能發(fā)電原理832太陽(yáng)能電池板的輸出特性及影響因素 10com池的主要參數(shù)10com光照強(qiáng)度對(duì)光伏電池轉(zhuǎn)換效率的影響1133本系統(tǒng)所采用的光伏電池 12第四章太陽(yáng)能電池的研究和分析1341可調(diào)節(jié)亮度的臺(tái)燈介紹13com臺(tái)燈的工作原理13com太陽(yáng)能臺(tái)燈的特點(diǎn)1342太陽(yáng)能收音機(jī)介紹14com太陽(yáng)能收音機(jī)工作原理14第五章聚合鋰電池介紹1751鋰電池的分類1752聚合物鋰離子的發(fā)展趨勢(shì)展望1753聚合鋰電池的優(yōu)勢(shì)1854聚合鋰電池的充放電注意事項(xiàng)19第六章太陽(yáng)能充電電路設(shè)計(jì)2161太陽(yáng)能充電電路及分析21com電源板充電電路21com電源升壓電路2262太陽(yáng)能電池板設(shè)計(jì)24com電池板部分24com電原理28第七章總結(jié)與體會(huì)2971總結(jié)2972體會(huì)29參考文獻(xiàn)32致謝33第一章緒論1課題研究背景11當(dāng)前面臨的能源和環(huán)境問(wèn)題能源和環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今世界所面臨的兩大課題太陽(yáng)能電池是利用太陽(yáng)光和材料相互作用直接產(chǎn)生電能不需要消耗燃料和水等物質(zhì)使用中不釋放包括二氧化碳在內(nèi)的任何氣體是對(duì)環(huán)境無(wú)污染的可再生能源這對(duì)改善生態(tài)環(huán)境緩解溫室氣體的有害作用具有重大意義太陽(yáng)能作為一種清潔安全可再生的綠色能源在本市新能源利用中應(yīng)用比例最高資源潛力最大發(fā)展前景最為廣闊技術(shù)和產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用強(qiáng)是實(shí)現(xiàn)本市新能源和可再生能源高端研發(fā)高端示范高端制造的重要抓手充分利用首都區(qū)位及科技研發(fā)等優(yōu)勢(shì)加快本市太陽(yáng)能利用并促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)發(fā)展有利于從戰(zhàn)略上搶占新一輪世界范圍新能源產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的先機(jī)有利于應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)擴(kuò)大投資和消費(fèi)需求有利于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)促進(jìn)節(jié)能減排構(gòu)建低碳發(fā)展模式

隨著科技的發(fā)展以及人類開發(fā)利用太陽(yáng)能的技術(shù)突破太陽(yáng)能利用的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)更明顯陽(yáng)能以其獨(dú)具的優(yōu)勢(shì)是人類理想的替代能源其開發(fā)利用是最終解決常規(guī)能源特別是化石能源帶來(lái)的能源短缺環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等問(wèn)題的有效途徑其開發(fā)利用必將在21世紀(jì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展并在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移中擔(dān)綱重任成為21世紀(jì)后期的主導(dǎo)能源目前太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已從軍事領(lǐng)域航天領(lǐng)域進(jìn)入工業(yè)商業(yè)農(nóng)業(yè)通信家用電器以及公用設(shè)施等部門尤其可以分散地在邊遠(yuǎn)地區(qū)高山沙漠海島和農(nóng)村使用以節(jié)省造價(jià)很貴的輸電線路但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看隨著太陽(yáng)能電池制造技術(shù)的改進(jìn)以及新的光電轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明各國(guó)對(duì)環(huán)境的保護(hù)和對(duì)再生清潔能源的巨大需求太陽(yáng)能電池仍將是利用太陽(yáng)輻射能比較切實(shí)可行的方法可為人類未來(lái)大規(guī)模地利用太陽(yáng)能開辟?gòu)V闊的前景13光伏發(fā)電的特點(diǎn)太陽(yáng)能利用可分為熱利用和光伏發(fā)電兩種方式熱利用主要在采暖領(lǐng)域多形式比較單一而光伏發(fā)電可以把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為當(dāng)今最普遍的能源利用形式電能從而具有熱利用不可比擬的優(yōu)勢(shì)太陽(yáng)能發(fā)電又分為光電發(fā)電光化學(xué)發(fā)電光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電光伏發(fā)電是利用光伏電池這種半導(dǎo)體器件吸收太陽(yáng)光輻射使之轉(zhuǎn)化成電能的直接發(fā)電形式是當(dāng)今太陽(yáng)能發(fā)電的主流與常規(guī)發(fā)電和其他綠色發(fā)電技術(shù)相比光伏發(fā)電系統(tǒng)具有如下的優(yōu)勢(shì)①是真正的無(wú)污染排放不破壞環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的綠色能源太陽(yáng)能不用燃料運(yùn)行成本很小并且發(fā)電部件不易損壞維護(hù)簡(jiǎn)單②利用的場(chǎng)合廣泛和靈活既可以獨(dú)立于電網(wǎng)運(yùn)行也可以與電網(wǎng)并行運(yùn)行③可作為電力用戶供電可靠或提高電能質(zhì)量的不停電電源④接近負(fù)載中心減少電網(wǎng)的線損⑤發(fā)電的效率不隨發(fā)電規(guī)模的大小而變⑥就地可取無(wú)需運(yùn)輸光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)周期短由于是模塊化安裝不僅可用于小到太陽(yáng)能計(jì)算器的幾個(gè)毫伏大到數(shù)十兆瓦的光伏電站而且可以根據(jù)負(fù)荷的增減任意添加或減少太陽(yáng)電池容量既方便靈活又避免了浪費(fèi)由于太陽(yáng)能存在上述的優(yōu)勢(shì)光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)受到高度的重視發(fā)展很快但是目前光伏發(fā)電與電網(wǎng)供電的比較光伏發(fā)電價(jià)格還比較高不過(guò)其維修費(fèi)用很少隨著發(fā)電量的增加其價(jià)格會(huì)下降優(yōu)勢(shì)才逐漸體現(xiàn)出來(lái)第二章太陽(yáng)能臺(tái)燈收音機(jī)的設(shè)計(jì)方案21本設(shè)計(jì)的總體思路本充電器通過(guò)太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng)過(guò)DCDC變換電路處理后由充電電路為負(fù)載供電鋰電池一般不宜采用全過(guò)程恒流充電方式而是采取開始恒流快速充電待電池電壓上升到設(shè)定值時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入恒壓充電的方式并且這樣有利于保存電池容量文中介紹設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能臺(tái)燈與普通的收音機(jī)相比它的最大優(yōu)勢(shì)就是用太陽(yáng)能電池供電對(duì)環(huán)境沒有任何污染把太陽(yáng)能電池板放在一個(gè)有陽(yáng)光的地方即可以為臺(tái)燈收音機(jī)提供一個(gè)方便的太陽(yáng)能充電點(diǎn)這種便捷的太陽(yáng)能充電方式幾乎可以在任何地方補(bǔ)充電力22本設(shè)計(jì)的總體框圖圖1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)來(lái)控制充電部分的電路通過(guò)太陽(yáng)能電池板把光能轉(zhuǎn)換為電能為臺(tái)燈收音機(jī)供電第三章太陽(yáng)能電池的研究和分析31太陽(yáng)能電池的原理com特點(diǎn)

太陽(yáng)能電池分為單晶硅太陽(yáng)電池堅(jiān)固耐用使用壽命一般可達(dá)20年光電轉(zhuǎn)換效率為15％多晶硅太陽(yáng)電池其光電轉(zhuǎn)換效率約145％材料制造簡(jiǎn)便節(jié)約電耗總的生產(chǎn)成本較低非晶硅太陽(yáng)電池非晶硅太陽(yáng)能電池其光電轉(zhuǎn)換率為10成本低重量輕應(yīng)用方便com發(fā)電原理太陽(yáng)能不象煤和石油一樣用交通工具進(jìn)行運(yùn)輸而是應(yīng)用光學(xué)原理通過(guò)光的反射和折射進(jìn)行直接傳輸或者將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量進(jìn)行間接傳輸直接傳輸適用于較短距離基本上有三種方法通過(guò)反射鏡及其它光學(xué)元件組合改變陽(yáng)光的傳播方向達(dá)到用能地點(diǎn)通過(guò)光導(dǎo)纖維可以將入射在其一端的陽(yáng)光傳輸?shù)搅硪欢藗鬏敃r(shí)光導(dǎo)纖維可任意彎曲采用表面鍍有高反射涂層的光導(dǎo)管通過(guò)反射可以將陽(yáng)光導(dǎo)入室內(nèi)間接傳輸適用于各種不同距離將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熱能通過(guò)熱管可將太陽(yáng)能傳輸?shù)绞覂?nèi)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為氫能或其它載能化學(xué)材料通過(guò)車輛或管道等可輸送到用能地點(diǎn)空間電站將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能通過(guò)微波或激光將電能傳輸?shù)降孛嫣?yáng)能的光電轉(zhuǎn)換是指太陽(yáng)的輻射能光子通過(guò)半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程通常叫做"光生伏打效應(yīng)太陽(yáng)電池就是利用這種效應(yīng)制成的

當(dāng)太陽(yáng)光照射到半導(dǎo)體上時(shí)其中一部分被表面反射掉其余部分被半導(dǎo)體吸收或透過(guò)被吸收的光當(dāng)然有一些變成熱另一些光子則同組成半導(dǎo)體的原子價(jià)電子碰撞于是產(chǎn)生電子-空穴對(duì)這樣光能就以產(chǎn)生電子-空穴對(duì)的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苋绻雽?dǎo)體內(nèi)存在P-n結(jié)則在P型和n型交界面兩邊形成勢(shì)壘電場(chǎng)能將電子驅(qū)向n區(qū)空穴驅(qū)向P區(qū)從而使得n區(qū)有過(guò)剩的電子P區(qū)有過(guò)剩的空穴在P-n結(jié)附近形成與勢(shì)壘電場(chǎng)方向相反光的生電場(chǎng)光生電場(chǎng)的一部分除抵銷勢(shì)壘電場(chǎng)外還使P型層帶正電n型層帶負(fù)電在n區(qū)與p區(qū)之間的薄層產(chǎn)生所謂光生伏打電動(dòng)勢(shì)若分別在P型層和n型層焊上金屬引線接通負(fù)載則外電路便有電流通過(guò)如此形成的一個(gè)個(gè)電池元件把它們串聯(lián)并聯(lián)起來(lái)就能產(chǎn)生一定的電壓和電流輸出功率太陽(yáng)能發(fā)電原理圖如下32太陽(yáng)能電池板的輸出特性及影響因素光伏電池的輸出特性包括伏安特性溫度特性和光譜特性其中伏安特性和溫度特性主要通過(guò)I-V和P-V特性曲線來(lái)加以體現(xiàn)而光譜特性主要研究光伏電池與入射光譜的關(guān)系所以本文不對(duì)其進(jìn)行討論本節(jié)將著重探討前兩種特性及其相關(guān)參數(shù)com池的主要參數(shù)光伏電池的幾個(gè)重要技術(shù)①短路電流ISC在給定日照強(qiáng)度和溫度下的最大輸出電流②開路電壓VCC在給定日照強(qiáng)度和溫度下的最大輸出電壓③最大功率點(diǎn)電流IM在給定日照強(qiáng)度和溫度下相應(yīng)于最大功率點(diǎn)的電流④最大功率點(diǎn)電壓VSC在給定日照和溫度下相應(yīng)于最大功率點(diǎn)的電壓⑤最大輸出功率PM在給定日照和溫度下光伏電池可能輸出的最大功率 ⑥填充因子2-4⑦光伏電池的轉(zhuǎn)換效率輸出功率PM與陽(yáng)光投射到電池表面上的功率PS之比其值取決于工作點(diǎn)通常采用光伏電池的最大效率值作為其效率ηcom光照強(qiáng)度對(duì)光伏電池轉(zhuǎn)換效率的影響圖2-4圖2-5分別是太陽(yáng)能電池陣列在溫度為25℃時(shí)不同日照S下表現(xiàn)出的電流-電壓I-V和功率-電壓P-V特性從圖2-6可知太陽(yáng)能電池陣列的輸出短路電流ISC和最大功率點(diǎn)電流IM隨日照強(qiáng)度的上升而顯著增大也就是說(shuō)式2-3中ISC強(qiáng)烈地控制著I的大小雖然日照的變化對(duì)陣列的輸出開路電壓影響不是那么大但對(duì)為電流與電壓相乘的結(jié)果最大輸出功率來(lái)說(shuō)變化顯著如圖2-5中虛線與各實(shí)線的交點(diǎn)所示圖2-4不同日照下的I-V關(guān)系曲線圖圖2-5不同日照下的P-V曲線圖圖2-6太陽(yáng)能電池的P-V特性曲線33本系統(tǒng)所采用的光伏電池太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)是該充電器的核心部分其功能是將太陽(yáng)光的輻射能量轉(zhuǎn)化為電能如今的便攜式數(shù)碼設(shè)備種類較多所需電壓電流不等對(duì)于輸入功率較大的設(shè)備必須采用面積較大的電池板而這又給攜帶帶來(lái)不便因此該設(shè)計(jì)采用模塊式組合根據(jù)不同充電負(fù)載的需要將太陽(yáng)能板進(jìn)行組合以達(dá)到具有一定要求的輸出功率和輸出電壓的一組光伏電池本文以手機(jī)等常用小功率用電設(shè)備為例說(shuō)明其太陽(yáng)能充電器的設(shè)計(jì)過(guò)程所選用的太陽(yáng)能電池板技術(shù)參數(shù)指標(biāo)如下電壓6V

電流150--160ma標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下溫度25度AM151000wm2下測(cè)試出來(lái)的尺寸115×86mm厚3mm

重量40g太陽(yáng)能電池板第四章臺(tái)燈與收音機(jī)的研究與分析41可調(diào)節(jié)亮度的臺(tái)燈介紹com工作原理就是在燈管線路并聯(lián)一個(gè)可調(diào)電阻當(dāng)電阻滑動(dòng)的時(shí)候電阻改變通過(guò)它的電流也就改變因?yàn)槭遣⒙?lián)電路電壓是一定的當(dāng)并聯(lián)的可調(diào)電阻的電流改變后通過(guò)燈管的電流也就改變了電流越大燈管越亮電流越小燈管越暗是通過(guò)太陽(yáng)能電池板利用光照吸收太陽(yáng)能將其轉(zhuǎn)換為電能并貯存在蓄電池內(nèi)當(dāng)需要照明時(shí)打開開關(guān)即可用于照明采用超亮LED作光源具有節(jié)能省電的特點(diǎn)利用太陽(yáng)能充電無(wú)需頻繁更換電池適應(yīng)了清潔環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)該產(chǎn)品攜帶方便操作簡(jiǎn)單是現(xiàn)代生活中理想的照明工具雷銘太陽(yáng)能為此推出一系列太陽(yáng)能臺(tái)燈有興趣的朋友可以相互交流1點(diǎn)燈不花錢――太陽(yáng)能供電清潔環(huán)保超節(jié)能采用高亮度低功耗的高科技散光LED燈作為光源太陽(yáng)能發(fā)電板或市電作為電源供應(yīng)不但移動(dòng)方便而且?guī)缀醪缓氖须娊?jīng)氣象部門不完全統(tǒng)計(jì)這個(gè)根據(jù)地方不同也有很大的差異一般一年晴天占總天數(shù)的65用戶在白天出門時(shí)將電池盒取出并放置在陽(yáng)臺(tái)上當(dāng)傍晚回來(lái)再將電池盒插入臺(tái)燈供晚上使用在充裕的太陽(yáng)下光照一天臺(tái)燈可以連續(xù)使用35個(gè)小時(shí)以上完全滿足用戶使用一個(gè)晚上這樣就可以靠太陽(yáng)能來(lái)維持學(xué)習(xí)臺(tái)燈的供電電源且不使用國(guó)家電網(wǎng)的電來(lái)供電這樣就不存在用戶額外支付電費(fèi)當(dāng)沒有陽(yáng)光時(shí)可以使用交流電供電60顆高效散光LED燈才36W卻等同于傳統(tǒng)白熾燈45W的亮但其功耗之低36W的耗電量一般是帶不動(dòng)電表即使帶動(dòng)了電表一個(gè)整年使用交流電供電一年產(chǎn)生的電費(fèi)也就在6元里面所以本臺(tái)燈對(duì)用電量來(lái)說(shuō)幾乎是免費(fèi)使用的2護(hù)眼保健燈－直流照明無(wú)頻閃無(wú)輻射提到臺(tái)燈的護(hù)眼和保健功能就必須先了解頻閃和電磁輻射的含義以及對(duì)人體產(chǎn)生的危害簡(jiǎn)單的說(shuō)直接使用交流電的光源必然存在頻閃發(fā)熱量大的光源也必然存在熱輻射這個(gè)不難理解市場(chǎng)上眾多的所謂護(hù)眼燈其實(shí)根本無(wú)法做到零頻閃和零輻射而本產(chǎn)品是使用低壓直流供電發(fā)熱量極低LED是低功耗產(chǎn)品即使本臺(tái)燈用交流電供電也是使用了適配器已經(jīng)將交流電變成了直流低壓電這樣才能真正做到零頻閃和零輻射3停電長(zhǎng)明燈――完全具應(yīng)急燈功能產(chǎn)品帶有充電功能當(dāng)用戶用交流適配器供電時(shí)一方面給LED點(diǎn)亮提供能源另一方如果電路板控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電池電壓低時(shí)能夠及時(shí)對(duì)內(nèi)部鎳氫電池充電充滿后自動(dòng)停止帶負(fù)載充電一般11小時(shí)就能從無(wú)到充滿如果電池有較多的余電那么充電時(shí)間更短停電時(shí)內(nèi)部電路會(huì)直接切到內(nèi)部鎳氫電池供電電池充滿情況下高亮度點(diǎn)亮?xí)r間長(zhǎng)達(dá)75小時(shí)當(dāng)連續(xù)停電無(wú)法實(shí)現(xiàn)交流充電可以直接將取出電池盒放置在太陽(yáng)下暴曬一天就可以讓用戶使用1天在電力緊缺時(shí)常停電給人們的生活帶來(lái)諸多不便特別是夏天一則容易停電另一則陽(yáng)光非常的充裕這樣到了晚上用戶根本不要擔(dān)心因?yàn)橥ｋ姸`了學(xué)習(xí)做作業(yè)或其他的事情本臺(tái)燈即可提供長(zhǎng)時(shí)間的高效照明4超長(zhǎng)壽命燈――低電壓小電流供電光衰系數(shù)遠(yuǎn)小于熒光燈采用低功耗高亮度散光的LED燈是環(huán)保高科技產(chǎn)品只需低電壓小電流供電即可它的使用壽命要比日光燈長(zhǎng)10倍比白熾燈長(zhǎng)100倍5低壓安全燈――低壓供電無(wú)安全隱患9V電壓供電使用時(shí)不存在誤觸燈頭等造成傷害的問(wèn)題特別對(duì)好動(dòng)的孩子即使直接用手去觸摸臺(tái)燈內(nèi)部的導(dǎo)線接頭或金屬片也不會(huì)存在任何的觸電事故非常的安全6環(huán)保內(nèi)部使用的是鋰離子電池符合國(guó)際環(huán)保公約要求可以反復(fù)使用使用取之不盡用之不絕的清潔能源太陽(yáng)能節(jié)能環(huán)保無(wú)二次污染7一物多用電池組件與燈體之間由于采用插卡式連接電池組件可方便地從燈體上拔插下來(lái)放置在太陽(yáng)光下進(jìn)行自動(dòng)充電充滿后可以直接放置在臺(tái)燈底盤槽上供臺(tái)燈照明也可以將電池盒內(nèi)的電板直接取下為本公司生產(chǎn)的其他壁燈吊燈供電使用插卡即可同時(shí)電池盒上有USB接口可以直接為公司生產(chǎn)的其他燈具供電和充電使用真正做到一物多用使得本產(chǎn)品功能更加強(qiáng)大實(shí)用8構(gòu)造新型時(shí)尚本臺(tái)燈具有外觀新型簡(jiǎn)潔時(shí)尚經(jīng)久耐用質(zhì)量可靠穩(wěn)定使用壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)小型太陽(yáng)能收音機(jī)的電路如圖1所示它采用一只微型收音機(jī)專用集成電路A做高頻放大和檢波后面用兩只三極管VT1VT2作低頻放大和射極輸出最后推動(dòng)8Ω低阻耳塞機(jī)放音太陽(yáng)能收音機(jī)電路

A型號(hào)為YS414是一種直接放大檢波式收音機(jī)專用集成電路它采用TO-92型塑封包裝其包裝形式與普通9014型塑封小功率晶體三極管完全相同外形和引腳排列如圖2A所示各引腳功能G腳為公共接地端I腳為輸入端O腳為輸出端YS414型集成電路內(nèi)部由9只三極管16只電阻器和4個(gè)電容器組成功能包括一級(jí)高阻輸入緩沖三級(jí)高頻放大和一級(jí)檢波其內(nèi)部電路框圖如圖2B所示YS414集成電路具有輸入阻抗高增益大耗電省外圍元件少電路無(wú)需調(diào)試等特點(diǎn)非常適合用于制作微型簡(jiǎn)易收音機(jī)當(dāng)有太陽(yáng)強(qiáng)光或燈光照射到太陽(yáng)能電池板BP上時(shí)BP表面即發(fā)生光伏效應(yīng)其兩端輸出一定功率的電能供收音機(jī)電路工作磁性天線L和可變電容器C1組成調(diào)諧回路這是一個(gè)并聯(lián)諧振電路調(diào)節(jié)C1可改變諧振頻率起到選擇所要接收電臺(tái)信號(hào)的作用磁性天線L采用了中波專用磁棒具有較高的靈敏度可不用外接天線并且在接受電臺(tái)時(shí)有一定的方向性由于A具有極高的輸入阻抗所以調(diào)諧回路可直接接在A的輸入端I和通過(guò)C2入地而不必象大多數(shù)收音機(jī)那樣經(jīng)次級(jí)線圈耦合輸入被送入A的電臺(tái)信號(hào)經(jīng)A內(nèi)部電路進(jìn)行多級(jí)高頻放大和檢波后從其O腳輸出音頻電信號(hào)R1是A的輸入級(jí)偏流電阻器它通過(guò)A的輸出負(fù)載電阻器R2接BP正極可同時(shí)使A具有自動(dòng)增益AGC控制能力如果收音機(jī)接收到的信號(hào)較強(qiáng)A的工作電流就會(huì)增加在R2上的電壓降也隨之增加使得A的工作電壓下降內(nèi)部電路增益亦下降導(dǎo)致A輸出信號(hào)減小這樣就完成了自動(dòng)增益控制作用R2偏大時(shí)AGC控制作用太強(qiáng)會(huì)使電路增益明顯降低R2偏小時(shí)AGC控制作用太弱會(huì)使電路產(chǎn)生自激嘯叫聲C3為高頻旁路電容器它能濾除檢波信號(hào)中所包含的不需要的高頻成分C3選取合適的容量不僅可獲得良好的音質(zhì)而且還可獲得較佳的自動(dòng)增益控制特性

由A的O腳輸出的音頻信號(hào)通過(guò)耦合電容器C4送到電位器RP進(jìn)行音量調(diào)節(jié)然后再通過(guò)耦合電容器C5送到VT1VT2構(gòu)成的低頻放大電路進(jìn)行功率放大最后推動(dòng)8Ω耳塞機(jī)放音VT1構(gòu)成前置放大器它對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行電壓放大VT2構(gòu)成射極跟隨器將插孔XS內(nèi)所接8Ω耳塞機(jī)的阻抗變換為VT2電流放大系數(shù)的Β倍即Β×8Ω以解決VT1所輸出的高阻抗不能夠與8Ω耳塞機(jī)直接相匹配的問(wèn)題射極跟隨器同時(shí)具有電流放大作用可使耳塞機(jī)聲音更為響亮R3是VT1的直流偏置電阻器由于VT2的基極直接與VT1的集電極相連所以調(diào)節(jié)R3阻值可同時(shí)調(diào)整VT1和VT2的工作點(diǎn)R4為VT1的發(fā)射極電流負(fù)反饋電阻器其作用是進(jìn)一步穩(wěn)定VT1和VT2的工作點(diǎn)

根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池lithiumionbattery簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)IB和聚合物鋰離子電池polymerlithiumionbattery簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)IP兩大類聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的電池的工作原理也基本一致它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì)而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來(lái)代替這種聚合物可以是干態(tài)的也可以是膠態(tài)的目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)聚合物鋰離子電池可分為三類

1固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率低適于高溫使用

2凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑從而提高離子電導(dǎo)率使電池可在常溫下使用

3聚合物正極材料的鋰離子電池采用導(dǎo)電聚合物作為正極材料其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍是最新一代的鋰離子電池由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì)與液態(tài)鋰離子電池相比聚合物鋰離子電池具有可薄形化任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn)也不會(huì)產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問(wèn)題因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼從而可以提高整個(gè)電池的比容量聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料其質(zhì)量比能量將會(huì)比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50％以上此外聚合物鋰離子電池在工作電壓充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電池有所提高基于以上優(yōu)點(diǎn)聚合物鋰離子電池被譽(yù)為下一代鋰離子電池

聚合物鋰離子的發(fā)展趨勢(shì)展望

聚合物鋰離子電池在全球技術(shù)成熟并商業(yè)化已經(jīng)2年多時(shí)間了雖然銷量在快速增長(zhǎng)但其市場(chǎng)份額尚低于10與液態(tài)鋰電90的市場(chǎng)份額無(wú)法相比大大低于人們的預(yù)期由于各種原因目前市場(chǎng)上聚合物的價(jià)格普遍要高于液態(tài)鋰電但是由于移動(dòng)電器的競(jìng)爭(zhēng)模式正在悄悄地發(fā)生變化特別是聚合物電池給移動(dòng)電器帶來(lái)的設(shè)計(jì)價(jià)值創(chuàng)新如4mm厚度以下的優(yōu)越性能大型規(guī)格電池聚合物電池正被越來(lái)越多的手機(jī)移動(dòng)DVD等設(shè)計(jì)人員所認(rèn)識(shí)因而聚合物廠商還是信心十足堅(jiān)信聚合物的時(shí)代一定會(huì)到來(lái)可以從手機(jī)的發(fā)展看聚合物鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)目前手機(jī)有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)

1手機(jī)本身向小型化超薄化方向發(fā)展以方便消費(fèi)者的攜帶

2手機(jī)設(shè)計(jì)的個(gè)性化表現(xiàn)在設(shè)計(jì)理念已經(jīng)不再是原來(lái)方方正正的形狀不規(guī)則形狀曲線弧面設(shè)計(jì)造型成為手機(jī)設(shè)計(jì)美學(xué)化的主流

3使用彩屏手機(jī)功能的不斷增加為了使手機(jī)小型化電池減小減薄是一個(gè)最有效的途徑4mm以下厚度電池有成為薄型手機(jī)配置的主流趨勢(shì)從性價(jià)比來(lái)講這是聚合物的特長(zhǎng)不規(guī)則形狀曲線弧面設(shè)計(jì)造型的手機(jī)給電池留下的有效空間變成了不規(guī)則形狀液態(tài)的長(zhǎng)方型不能有效利用空間容量較低而疊片式聚合物可以將這種不規(guī)則空間最有效地利用起來(lái)使容量放大最近TCL金能公司推出的圓弧型電池梯形電池背包電池能使手機(jī)比使用相應(yīng)規(guī)格的液態(tài)電池容量增加50以上手機(jī)功能越來(lái)越多導(dǎo)致耗電越來(lái)越多要求電池容量相應(yīng)地增加在不增加電池厚度的情況下聚合電池是有明顯優(yōu)勢(shì)的與此相似筆記本電腦藍(lán)牙耳機(jī)小靈通手機(jī)移動(dòng)DVD等電器都在向移動(dòng)便攜化方向發(fā)展都配上了液晶顯示而且功能在不斷增多液晶屏幕在不斷增大這些都給聚合物鋰離子電池提供了無(wú)限的商機(jī)第六章太陽(yáng)能充電電路設(shè)計(jì)61太陽(yáng)能充電電路及分析com電源板充電電路圖6-1是太陽(yáng)能電源板充電池電路如下圖所示圖6-1太陽(yáng)能電源板充電池電路電路分析太陽(yáng)能電源板的功率很低太陽(yáng)能電源板跟電池連接充電的電路一定要簡(jiǎn)單否則會(huì)造成轉(zhuǎn)換效率很低失去了太陽(yáng)能的意義本電路選擇直接通過(guò)低壓降的肖特基整流2極管D401連接電池這是最簡(jiǎn)單的連接方式太陽(yáng)能電源板在空載時(shí)發(fā)電電壓有6V之高但受發(fā)電功率的影響他提供的電流很小在33mA左右D401直接連接太陽(yáng)能電源板和鋰電池33mA的電流流過(guò)D401對(duì)D401沒有構(gòu)成安全威脅可以直接連接太陽(yáng)能的平均輸出功率在200mW左右D401的壓降在04V左右不算鋰電池內(nèi)阻則D401上的功耗是P04V04V37VX02W002W在安全的范圍內(nèi)換效率的計(jì)算n有用功率總功率1-002W02W09效率是不考慮電池內(nèi)阻的情況下計(jì)算得到的結(jié)果電池內(nèi)部的電能-化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率計(jì)算很復(fù)雜也不是單單電學(xué)方面知識(shí)能解釋的在這里就不再討論化學(xué)電池那方面的問(wèn)題com鋰電池電源升壓電路圖3-4鋰電池電源升壓電路這是一個(gè)Boost開關(guān)電感升壓電路com其的基本原理是根據(jù)Boost升壓斬波結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行升壓變換下面討論一下Boost的變換原理圖3-5Boost升壓斬波變換結(jié)構(gòu)圖Ui是穩(wěn)定的直流電源L是電感有儲(chǔ)能作用S是開關(guān)管VD是整流2極管C是濾波電容RL是負(fù)載電阻圖3-7開關(guān)S的PWM控制波形從能量守恒角度分析Boost升壓斬波初始狀態(tài)前S斷開L的電流穩(wěn)定了IoUi-UVDRL消耗功率為PUiIL當(dāng)S閉合時(shí)IL沿著充電曲線上升Ui輸出功率變大S再次斷開電流開始下降但總是大于或等于I0則輸出功率比S靜態(tài)時(shí)變大負(fù)載不變的情況下則輸出電壓和電流都應(yīng)該變大這就是他的斬波升壓原理電流電壓定律分析Boost升壓斬波過(guò)程初始狀態(tài)開關(guān)S斷開的時(shí)候Ui通過(guò)L-VD-CRL形成回路穩(wěn)定時(shí)UCUiL的初始電流大小IUiRL開關(guān)S導(dǎo)通的時(shí)候Ui通過(guò)L-S形成回路L被短路后沿著電感充電曲線從IUiRL充電由于S的開關(guān)頻率很高可以認(rèn)為是線性充電的則根據(jù)基爾霍夫電壓定律62太陽(yáng)能電池板設(shè)計(jì)com電池板部分太陽(yáng)能電池包括一個(gè)p-n接點(diǎn)光能光子在此使得電子和空穴重新組合從而產(chǎn)生電流由于p-n接點(diǎn)的特性類似于二極管因此我們通常將圖1所示的電路用作太陽(yáng)能電池特性的簡(jiǎn)化模型太陽(yáng)能電池包括一個(gè)p-n接點(diǎn)光能光子在此使得電子和空穴重新組合從而產(chǎn)生電流由于p-n接點(diǎn)的特性類似于二極管因此我們通常將圖所示的電路用作太陽(yáng)能電池特性的簡(jiǎn)化模型圖太陽(yáng)能電池的簡(jiǎn)化電路模型電流源IPH生成的電流與太陽(yáng)能電池接收的光照量成正比在不接負(fù)載時(shí)幾乎所有生成的電流都流經(jīng)二極管D其正向電壓決定著太陽(yáng)能電池的開路電壓VOCVOC因不同類型太陽(yáng)能電池的具體特性而有所差異但對(duì)大多數(shù)硅電池來(lái)說(shuō)VOC值都在05V～06V之間這也是p-n接點(diǎn)二極管的正常正向電壓范圍并行電阻RP表示實(shí)際電池發(fā)生的較小漏電流而Rs則表示連接損耗隨著負(fù)載電流的增加太陽(yáng)能電池生成的電流會(huì)有更多一部分偏離二極管而進(jìn)入負(fù)載對(duì)大多數(shù)負(fù)載電流值來(lái)說(shuō)這對(duì)輸出電壓僅產(chǎn)生很小的影響圖顯示了太陽(yáng)能電池的輸出特性太陽(yáng)能電池的輸出隨著二極管的I-V特性不同而略有變化且串聯(lián)電阻RS也會(huì)造成較小的壓降但輸出電壓基本保持為常量不過(guò)在某一時(shí)刻通過(guò)內(nèi)部二極管的電流會(huì)非常小導(dǎo)致偏置不足這樣二極管上的電壓會(huì)隨負(fù)載電流的上升而快速下降最后當(dāng)所有生成的電流都流經(jīng)負(fù)載而不通過(guò)二極管時(shí)輸出電壓為零這種電流稱作太陽(yáng)能電池的短路電流ISC它與VOC都是決定電池工作性能的主要參數(shù)因此我們將太陽(yáng)能電池視為電流有限的電源當(dāng)輸出電流增加時(shí)輸出電壓會(huì)下降最后降為零這時(shí)負(fù)載電流為短路電流圖典型的太陽(yáng)能電池I-V特性在大多數(shù)應(yīng)用中理想情況是盡可能從太陽(yáng)能電池獲得最大電力由于輸出功率是輸出電壓與電流的乘積因此我們應(yīng)明確電池哪部分工作區(qū)能實(shí)現(xiàn)最大的輸出電壓與電流乘積值即所謂的最大功率點(diǎn)MPP在一種極端情況下輸出電壓為最大值VOC但輸出電流為零在另一種極端情況下輸出電流為最大值ISC但輸出電壓為零在上述兩種情況下輸出電壓與電流的乘積均為零因此MPP必須在兩種極端情況之間我們可以很容易地證明或通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察到不管在何種應(yīng)用MPP實(shí)際上總會(huì)出現(xiàn)在太陽(yáng)能電池輸出特性圖的轉(zhuǎn)彎處見圖實(shí)踐中的問(wèn)題在于太陽(yáng)能電池MPP的確切位置會(huì)隨著光照和環(huán)境溫度的變化而變化因此為了盡可能利用太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須在實(shí)際工作條件下實(shí)現(xiàn)或接近MPP圖太陽(yáng)能電池輸出特性我們可通過(guò)幾種不同方法來(lái)跟蹤太陽(yáng)能電池板系統(tǒng)的MPP不過(guò)這些方法通常會(huì)比較復(fù)雜特別對(duì)衛(wèi)星等關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更是如此不過(guò)在許多低成本系統(tǒng)中我們并不必強(qiáng)求MPP跟蹤系統(tǒng)的精確性簡(jiǎn)單的低成本解決方案只要能收集到可用能量的90左右就可以了充電控制系統(tǒng)如何讓太陽(yáng)能電池的工作接近MPP呢動(dòng)態(tài)電源路徑管理DPPM技術(shù)能滿足跟蹤MPP的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)圖顯示了鋰離子電池充電應(yīng)用的電路可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板電力的最大化且我們能用MOSFETQ2來(lái)調(diào)節(jié)電池充電電流充電電壓或系統(tǒng)總線電壓太陽(yáng)能電池板用作電源對(duì)單節(jié)鋰離子電池進(jìn)行充電太陽(yáng)能電池板包括一系列硅單元串每串包括11個(gè)硅單元就好像電流有限的電壓源電池板的尺寸及光照量決定著電流的大小DPPM能夠監(jiān)控系統(tǒng)總線電壓VOUT隨電流限制電源的下降系統(tǒng)總線連接的電容Co開始放電一旦系統(tǒng)和電池充電器所需電流大于太陽(yáng)能電池板提供的電流就會(huì)使系統(tǒng)總線電壓下降一旦系統(tǒng)總線電壓降到預(yù)設(shè)的DPPM閾值電池充電控制系統(tǒng)將在DPPM閾值位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)總線電壓我們可通過(guò)降低電池充電電流來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的從而獲得太陽(yáng)能電池板的最大電力DPPM控制電路設(shè)法達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)條件使系統(tǒng)獲得所需的電力并用剩余電力給電池充電這樣我們就能最大化太陽(yáng)能電池板的電力并提高系統(tǒng)的可靠性圖用太陽(yáng)能電池板給一節(jié)鋰離子電池充電圖中太陽(yáng)能電池板提供的最大輸出電壓VOC通常在55V～60V之間由于該電壓低于預(yù)定義的6V輸出調(diào)節(jié)電壓因此MOSFETQ1完全打開如果系統(tǒng)和電池充電器所需的總電流超過(guò)太陽(yáng)能電池根據(jù)光照量決定的輸出電流那么太陽(yáng)能電池板的輸出電壓將降低從而減小輸出電壓VOUT當(dāng)VOUT