文档介绍：莄光能手机万能充电器蒁摘要:此设计是用TMS320F28027的DSP作为主控芯片,制作了一部太阳能充电和和逆变装置。设计主要采用了DC-DC变换器,推挽变换器,DC-AC变换器,通过算法寻找太阳能电池的最大功率点。肈关键词:DSP、充电、buck电路、最大功率点跟踪、登山法、袅一、引言:肃能源是为人类的一切活动提供不同种类能量的资源,是人类社会最重要的基础资源之一,可以说是与人类的现在与未来密不可分的一种物质,也因此备受人们关注。能源按消耗后是否产生污染分为污染型能源(如化石燃料等)与清洁型能源(如水能、风能、太阳能等)。在和谐社会与可持续发展的理念下,清洁型能源自然成为了当前各界关注的重点。清洁型能源中的太阳能更是以其覆盖面广,环境限制低,又无需运输等优点而成为人们关注的焦点。太阳能的开发与利用主要分为热能利用以及光能利用:一方面人们通过利用阳光加热水产生蒸汽等方式以利用其内能,另一方面人们用太阳能电池将太阳能转化为电能来进行利用。综合比较,因电能更易储存和输送,将太阳能转化为电能更有利于人们对太阳能的综合利用。因此太阳能电池在近几十年中不仅是人们重点关注的问题,也是科学家最感兴趣的话题之一。薁我们这次做的设计主要围绕着太阳能充电展开,通过不同的的最大功率点跟踪算法追踪太阳能电池最大功率点来提高太阳能的能源利用效率,利用太阳能电池给蓄电池充电,再通过蓄电池的降压给手机充电或逆变出交流电作为临时电源。此设计可以给人们带来很大的便利,不管是居家还是旅行都能充分利用太阳的能量,也能减小因能源问题所带来的负担,具有一定的发展前景。葿我们所需要解决的问题包括了太阳能最大功率点的跟踪,DC-DC变换电路和逆变电路。薇二、系统方案:膅本设计使用了TI公司的TMS320F28927的DSP芯片,通过采样和多路输出PWM波来控制多块充电电路,逆变电路以及太阳能最大功率点的跟踪,充分利用芯片的各个功能。总体电路有模拟太阳能电池、buck电路、光耦驱动电路、推挽电路、全桥逆变电路、蓄电池和DSP等组成。如硬件框图所示,DSP通过对模拟光伏电池的输入电压和电流采样来追踪最大功率点;并通过对输出电压的采样来控制和限制给蓄电池充电的电压;再由蓄电池作为电源,DSP通过采样另一块buck电路的输出电压来控制给手机充电的电压;推挽电路DSP输出PWM控制开关管开断,经过变压器进行电压放大,于电压输出端采样稳定电压输出,再通过DSP输出SPWM进行全桥逆变实现DC-AC。蚁三、系统硬件设计衿羅1、硬件系统电路框图:羄蚁芀PWM螇手机蚃DC-DC电路螁蓄电池莇PWM膅采样蒂Is袀Us袈采样袇DSP芯片蒅羀艿莅芄肀蚀肇肃驱动电路膀DC-DC电路肁模拟太阳能电池薄肆芀膇芆推挽电路袄芀DC-AC电路薈羈薃负载莀采样罿采样莆莂蒀2、DC-DC变换器工作原理:莀本设计经过太阳能光伏板收集到太阳能,然后经过DC-DC变换器给蓄电池充电,使输入输出阻抗实现匹配;再由蓄电池经过DC-DC变换给手机充电。膈目前,常见的DC-DC变换电路有Buck电路、Boost电路和SEPIC电路,我们的设计主要采用Buck电路作为DC-DC转换电路。莅buck降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路,是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路,用于直流到直流的降压变换。IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。它既有MOSFET易驱动的特点,又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十千赫兹频率范围内,故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动,电压、电流容量大的优点。蕿IGBT降压斩波电路由于易驱动,电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景,也由于开关电源向低电压,大电流和高效率发展的趋势,促进了IGBT降压斩波电路的发展。蒇3、Buck电路工作原理薆膄虿袈芈羃羃Buck基本原理图a艿螆羆如图b中V的栅射电压UGE波形所示:肃t=0时刻驱动V导通,电源E向负载供电,负载电压u0=E,负载电流i0按指数曲线上升;蚀t=t1时刻V关断,二极管VD续流,负载电压u0近似为零,负载电流i0呈指数曲线下降;蒈通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小;螅至一个周期T结束,再驱动V导通,重复上一个周期的过程。膃4、电路中的数量关系肁当电路工作于稳态时,负载电流在一个周期的初值和终值相等,如图b中所示。负载电压的平均值为:羅薃式中,ton为V处于通态的时间;toff为V处于断态的时间;T为开关周期;为导通占空比。芃负载电流平均值为芇若负载中L值较小,在T关断后,到了t2时刻,如图c所示,,负载电流已衰减至零,出现负载电流断续的情况。蚇电流断续时,u0平均值会被抬高