电能收集充电器开题报告.doc
三亚学院毕业论文(设计)开题报告审批表 理工 学院 指导教师：xxx学生姓名xxx专业通信工程班级通信0801毕业论文（设 计）题目电能收集充电器题 目 类 型工程设计（项目）类 论 文 类 作品设计（作品）类 其 它 一、选题简介、意义与背景本毕业设计课题属硬件设计类，该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功率有限，其电动势Es在一定范围内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。由于Es的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗。可充电池的电动势Ec=3.6V，内阻Rc=0.1。在工业生产及日常生活中经常遇到电压值连续可变的直流电源，由于这些电压可以从极低的范围（低于1V）变化至相对较高范围（高于10V）,往往很难采集，正因如此这些电源往往被人们遗忘而造成电力的浪费。而常用的采集方法往往对所要采集的电压有一定要求，这就限制了这些方法的应用范围。因此，设计一种能够在超低电压（低于1V）的条件下工作的电路，使之能够对低压进行收集，无疑具有广阔前景。通过独立完成硬件设计方案的设计任务，掌握单片机的使用，熟悉作品设计的方法。为今后从事这方面的工作打下良好的基础。二、文献综述（本科不少于1000字，专科不少于600字）1、电能收集充电器的工作原理本电能收集充电器，就是从一直流电源中吸收电能，然后由电容组成的电能收集储存电路收集电能，由单片机作为控制中心，对输入的电流进行检测，再由电能转换电路把电流的电压值转换到电池的充电电压，使电能转化为电池的化学能储存在电池中。2、系统测试方案充电器及测试原理示意图如图。该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。直流电源的输出功率有限，其电动势Es在一定范围内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数也可以不同。监控和控制电路有直流电源变换器供电。可充电电池的电动势Ec=3.6v.内阻Rc=0.1。3、系统框图根据题目要求的任务，该电能收集充电器系统包括升压电路，降压电路，监测电路，控制电路和显示电路共五个模块，由于五个模块相对独立，以下分别对其进行原理分析与电路设计。硬件总体框图如下。4、系统结构当电压输入在0.8v4.0v时，继电器没有工作，升压电路处于连通状态，升压电路工作，开始对充电电池工作。当电压大于4.0v时则通过lm324n进行电压比较后，继电器两端电压达到吸合电压，继电器开始工作，升压电路停止工作，电路切换，降压电路开始工作。基本可以实现，当系统输入电压为0.8v4.8v时实现持续充电，且当系统输入电压大于4.8v时这该系统可实现恒定电压对蓄电池进行充电。5、芯片简介使用MC34063设计DC-DC降压电路。以MC34063为中心搭建电路，通过调整R1,R2阻值大小，实现对输入电压的比例降低和升高。由于线性电压转换器LM2596的器材限制，而且MC34063作为开关电源芯片使用已经多年，其升降压电路技术历经多年发展已相当成熟，故本设计选用第三种方案搭建直流电源变换器的降压充电模块。Mc34063是一单片双极型线性集成电路专用于直流变换器控制部分，片内包含有温度补偿带隙基准源 ，一个占空比周期控制振荡器驱动器和大电流输出开关 ，能输出1.5A的开关电流它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器降压式变换器和电源反向器。6、升压充电模块由于直流源有时处于较低电压下，而这种电压往往不能满足负载电压（本题要求负载为3.6V）要求,为此必须对低电压进行升压，达到负载的要求。电路设计主要采用集成芯片MC34063AP1，来自外部的电压通过图中所示升压电路实现比例放大，放大比例为。其中,。7、降压充电模块由于直流源有时处于较高电压下，而这种电压往往超过负载电压（本题要求负载电压为3.6V）要求,为此必须对高电压进行适当降压，达到负载的要求。电路设计主要采用集成芯片MC34063AP1，来自外部的电压通过图中所示升压电电路实现比例降压，降压比例为，其中。8、系统单元电路设计监测电路采集来自外部电压信号，送入单片机P6.0口（AD口），供单片机判决。LM358系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。利用单片机对继电器进行控制，根据单片机给出的高低电平实现继电器的通断，从而选择是升压电路还是降压电路。这种方法比较方便而且高效。本课题采用单片机AT89C52单片机，AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。9、参考文献1 张毅刚.mcs-51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社, 1997：561012 江晓安.模拟电子技术.西安：西安电子科技大学出版社，2002：69993 苏丽萍.电子技术基础.西安：西安电子科技大学出版社，2002：1231454 谈文心.模拟集成电路原理及应用.西安交通大学出版社, 1995：56905 康华光.电子技术基础.高等教育出版社, 2002：881236 戴伏生.基础电子线路设计与实践.国防工业出版社, 2002：1231457 李雄杰.模拟电子技术教程.电子工业出版社,2004：56898 钱聪.电子线路分析与设计.陕西：陕西人民出版社，2002：1051079 Donald A, Neamen, 2002, “Electronic circuit analysis and designM.”Tsinghua University Press and Springer Verlag.10 Richard c,Dorf, 2002,“modern conctrol systermM.”BEIJING:Science Publishing House.11 Ben-Yaakov , Sam, Gregory lvensky, 1997, “Passive Lossless Snubbers for High Frequency PWM Converters.”PESC97.12 S.Maniktala，王志强译，2006，开关电源的设计与优化，北京电子工业出版社.13 S.Maniktala，2006，“Switching Power Supplies A to Z”，Newens.三、论文体系、结构（大纲）1 绪论 1.1 引言 1.2 选题简介、意义与背景 1.3 系统功能指标2 系统结构设计 2.1 系统测试方案 2.2 系统结构3 系统升压电路、降压电路设计 3.1 芯片简介 3.2 升压充电模块 3.3 降压充电模块 3.4 升压电路 3.4.1 升压电路工作原理 3.4.2 以MC34063为核心的升压电路 3.5 降压电路 3.5.1 降压电路工作原理 3.5.2 降压电路图 4 系统单元电路设计 4.1监测电路 4.1.1模块功能介绍 4.1.2监测电路工作原理 4.1.3监测取样电路 4.2 控制电路 4.2.1模块功能介绍 4.2.2电路设计 5 系统显示电路 5.1 系统软件设计 5.2 系统板上硬件连线 5.3 程序设计内容 6 测试结果分析 6.1 测试环境 6.2 测试条件与结果 6.3 设计总结 参考文献 致 谢 附录指导教师审定意见：签字：年 月 日分院审批意见：签章：年 月 日
