基于arm控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)，主電路采用換位開(kāi)關(guān)管的Buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，軟件設(shè)計(jì)采用最優(yōu)梯度的滯環(huán)比較改進(jìn)法來(lái)實(shí)現(xiàn)MPPT的控制，不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)充電功能，而且實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的迅速高效利用，滿足了人們?cè)趹敉鉀](méi)有交流電源的情況下對(duì)手機(jī)充電的需求。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方法靈活，便于攜帶，成本低廉，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池最大功率有效跟蹤，并全天候?yàn)槭謾C(jī)高效可靠的充電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ARM控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤的手機(jī)充電電源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前家用手機(jī)充電器各式各樣，性能優(yōu)異，隨著人們對(duì)手機(jī)的使用增多，手機(jī)電池的容量成為人們關(guān)心的問(wèn)題，雖然市場(chǎng)上有各種充電儲(chǔ)能設(shè)備，但戶外仍然無(wú)法滿足人們使用手機(jī)的用電需求，利用新能源在戶外給手機(jī)充電受到越來(lái)越多人的關(guān)注，本發(fā)明針對(duì)目前市場(chǎng)上對(duì)手機(jī)充電的光伏系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能的利用率低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)，攜帶方便，價(jià)格低廉，控制靈活的太陽(yáng)能手機(jī)充電系統(tǒng)，滿足戶外對(duì)手機(jī)充電的需求。
[0003]目前的利用太陽(yáng)能給手機(jī)充電有以下幾種方案:(I)利用電源管理芯片和升降壓芯片，將太陽(yáng)能電池板端電壓降壓或升壓給手機(jī)直接充電，這種充電方式，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但對(duì)太陽(yáng)能的利用率不高，在太陽(yáng)良好的情況下只有少部分的太陽(yáng)能被利用，大部分的太陽(yáng)能被浪費(fèi)，不符合高效利用理念。
[0004](2)采用太陽(yáng)能最大功率跟蹤芯片和電源管理芯片等集成電路給手機(jī)充電，這種充電方式能夠很好的對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行利用，并且能夠穩(wěn)定的給手機(jī)充電，但是整個(gè)充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本高，不符合大眾消費(fèi)。
[0005](3)采用單片機(jī)、ARM、DSP等控制器與電源管理芯片等集成電路結(jié)合，但存在部分算法陳舊，跟蹤速度慢，擾動(dòng)較大，功率損耗大，成本高等缺點(diǎn)。
[0006](4)另外還有太陽(yáng)能無(wú)線充電器等方式，這種方式通過(guò)線圈將電能以無(wú)線電方式傳輸，雖然免去了接線的麻煩，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且成本較高，且只能將手機(jī)放在無(wú)線接收端充電，當(dāng)有距離時(shí)，電能損耗較大，無(wú)法滿足在充電的時(shí)候使用手機(jī)，給使用者帶來(lái)不便。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的高效利用，減小成本，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用開(kāi)關(guān)電源芯片和ARM集成芯片，綜合設(shè)計(jì)可以達(dá)到既能對(duì)手機(jī)充電又能實(shí)現(xiàn)最大效率利用太陽(yáng)能，并且成本低的目的，實(shí)現(xiàn)戶外無(wú)220V交流電的情況下及時(shí)對(duì)手機(jī)充電，這種方法控制靈活，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)，符合大眾消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)智能管理，對(duì)充電儲(chǔ)能過(guò)程有效保護(hù)，電路損耗小，是一種有效的充電方法，因此高效可靠的利用太陽(yáng)能并給手機(jī)充電是該設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)，不僅能夠?qū)κ謾C(jī)穩(wěn)定充電，而且實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板的最大功率輸出，使太陽(yáng)能電池板輸出工作在最大功率輸出點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的迅速高效利用，將能量轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)能電池和手機(jī)，并且當(dāng)儲(chǔ)能電池充滿或充電異常時(shí)，電路能夠?qū)κ謾C(jī)和儲(chǔ)能電池進(jìn)行有效保護(hù)，提高了手機(jī)充電的效率和可靠性。本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方法靈活，便于攜帶，成本低廉，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池最大功率有效跟蹤，并全天候?yàn)槭謾C(jī)高效可靠的充電。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)，其特征是:電源系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、輔助電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、充電電路、保護(hù)電路、儲(chǔ)能蓄電池和穩(wěn)壓充電電路，
[0010]充電電路基本拓?fù)錇锽uck電路，二極管D2，由電感L，電容C2，開(kāi)關(guān)管IR540，采樣電阻尺1、1?2、1?3、1?4、1?5及41?1控制芯片組成，其中采樣電阻1?1、1?2串聯(lián)后與儲(chǔ)能電容(:1并聯(lián)，采樣電阻R4、R5串聯(lián)后接在電容C2兩端，充電電路將電容C2能量轉(zhuǎn)移給儲(chǔ)能蓄電池，再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓給手機(jī)充電；
[0011]保護(hù)電路由三端可調(diào)穩(wěn)壓基準(zhǔn)源TL431和光電耦合器PC817組成，當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池充滿時(shí)，對(duì)蓄電池兩端電壓采樣，經(jīng)程序處理ARM輸出相應(yīng)PWM波控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，對(duì)儲(chǔ)能蓄電池浮充保護(hù)；
[0012]驅(qū)動(dòng)電路由電阻R14、R15、R16、三極管Q1、Q2、Q3組成，將ARM控制芯片輸出的PffM波放大輸出，控制開(kāi)關(guān)管IR540導(dǎo)通與關(guān)斷，R14、R15分壓，提高了Ql基極的導(dǎo)通門(mén)限，防止PWM波誤觸發(fā)，提高了驅(qū)動(dòng)的可靠性；
[0013]太陽(yáng)能電池板正極通過(guò)二極管Dl接到儲(chǔ)能電容Cl正極，二極管Dl將太陽(yáng)能電池板與儲(chǔ)能蓄電池和手機(jī)隔離，保護(hù)太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能電池板負(fù)極與采樣電阻R3和儲(chǔ)能電容Cl負(fù)極相接；
[0014]輔助電源電路由LM2596將太陽(yáng)能端電壓電壓降壓到5V—路給ARM芯片供電，另一路給光電耦合器供電；
[0015]穩(wěn)壓充電電路由LM2596開(kāi)關(guān)控制芯片控制，提供穩(wěn)定5V輸出電壓對(duì)手機(jī)充電。
[0016]其中采樣電阻Rl、R2串聯(lián)后與儲(chǔ)能電容Cl并聯(lián)，通過(guò)采樣電阻Rl、R2間的電壓，經(jīng)過(guò)電阻1?10、1?11、1?12、電容C5、C6有源同向比例放大器，將太陽(yáng)能電池板輸出電壓信號(hào)放大濾波處理傳遞給ARM控制芯片，通過(guò)采樣電阻R3上的電壓獲得太陽(yáng)能電池板輸出電流，將采樣的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻1?7、1?8、1?9、電容03工4組成的二級(jí)低通濾波器處理傳給41?1控制芯片，ARM控制芯片將采樣的電壓電流信號(hào)分析處理產(chǎn)生不同占空比的PWM波，控制開(kāi)關(guān)管IR540的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制電容C2兩端電壓穩(wěn)定輸出，使太陽(yáng)能電池板以最大功率輸出。
[0017]其中采樣電阻R4、R5串聯(lián)后接在電容C2兩端，通過(guò)采樣電容C2兩端電壓對(duì)儲(chǔ)能蓄電池充電保護(hù)，當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池充滿電時(shí)兩端電壓接近6V，三端可調(diào)穩(wěn)壓基準(zhǔn)源TL431與光電耦合器PC817配合將輸出電壓信號(hào)實(shí)時(shí)傳給ARM控制芯片，經(jīng)過(guò)程序判斷處理對(duì)開(kāi)關(guān)管IR540控制，從而對(duì)儲(chǔ)能蓄電池充電保護(hù)。
[0018]當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池電壓小于最大設(shè)定電壓時(shí)系統(tǒng)為儲(chǔ)能蓄電池和手機(jī)充電，當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池電壓大于或等于最大電壓時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)浮充保護(hù)，一段時(shí)間后，停止給儲(chǔ)能蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能蓄電池充電智能管理，保護(hù)儲(chǔ)能蓄電池過(guò)沖損壞。
[0019]對(duì)儲(chǔ)能蓄電池浮充保護(hù)方法為:采用最優(yōu)梯度法的滯環(huán)比較改進(jìn)算法，通過(guò)改進(jìn)，變化步長(zhǎng)自動(dòng)尋優(yōu)，當(dāng)工作點(diǎn)位于最大功率點(diǎn)左側(cè)或右側(cè)偏遠(yuǎn)位置時(shí)，兩次斜率均大于I，兩個(gè)大于I的數(shù)值乘積更大，使得步長(zhǎng)更大，最大功率跟蹤速度更快；當(dāng)工作點(diǎn)位于最大功率點(diǎn)附近時(shí)，兩次斜率的值均小于1，兩個(gè)小于I的數(shù)值乘積更小，則使得在最大功率點(diǎn)附近的擾動(dòng)更加穩(wěn)定。
[0020]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:
[0021](I)采用太陽(yáng)能電池板給手機(jī)充電的方式，滿足了戶外無(wú)交流電源無(wú)法對(duì)手機(jī)充電的要求，當(dāng)陰天或晚上無(wú)太陽(yáng)時(shí)，儲(chǔ)能電池里的電能夠?yàn)槭謾C(jī)充電，當(dāng)太陽(yáng)光線良好既能給手機(jī)又能給儲(chǔ)能電池蓄能，能夠全天候?yàn)槭謾C(jī)充電，彌補(bǔ)手機(jī)電池容量不足的問(wèn)題。
[0022](2)充電電路實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能電池板的最大功率跟蹤，提高了太陽(yáng)能的利用率，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)最大效率的充電，節(jié)約了充電時(shí)間，并減小了太陽(yáng)能電池板的面積，方便戶外攜帶。
[0023](3)充電系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)采用換位開(kāi)關(guān)管的Buck電路結(jié)構(gòu)，使開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，電路中采用開(kāi)關(guān)電源控制芯片為ARM供電，降低系統(tǒng)損耗。
[0024](4)充電系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)對(duì)蓄電池充電有保護(hù)功能，當(dāng)蓄電池電壓小于最大設(shè)定電壓時(shí)系統(tǒng)為蓄電池和手機(jī)充電，當(dāng)蓄電池電壓大于或等于最大電壓時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)浮充保護(hù)，一段時(shí)間后，停止給蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池充電智能管理，保護(hù)蓄電池過(guò)沖損壞，功率損耗更小，整個(gè)軟件控制系統(tǒng)方便有效，可靠性高。
[0025](5)同一充電系統(tǒng)，可以以最大功率為不同品牌的手機(jī)充電，以便滿足廣大不同手機(jī)用戶的續(xù)航需求，保證手機(jī)使用者戶外的電量充足。
[0026]附圖內(nèi)容
[0027]圖1是本發(fā)明的整體系統(tǒng)原理圖。
[0028]圖2是改進(jìn)的MPPT程序跟蹤流程圖。
[0029]圖3-1是普通擾動(dòng)法得到的功率曲線仿真圖。
[0030]圖3-2是本發(fā)明改進(jìn)方法得到的功率曲線仿真圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0032]如圖1所示，基于ARM控制的手機(jī)充電電源系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、輔助電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、充電電路、保護(hù)電路、儲(chǔ)能蓄電池和穩(wěn)壓充電電路。
[0033]保護(hù)二極管Dl為肖特基管，儲(chǔ)能電容Cl為大容量電解電容，太陽(yáng)能電池板選用規(guī)格為10W/18V。充電電路基本拓?fù)錇锽uck電路，二極管D2，由電感L，電容C2，開(kāi)關(guān)管IR540，采樣電阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5及41?1控制芯片組成，可以控制電容02端電壓，并將能量給蓄電池或手機(jī)充電，蓄電池選用6V，C2選用16V/220uF的電解電容，減小輸出紋波。采樣電阻R4、R5采樣輸出電壓，通過(guò)三端穩(wěn)壓源與光電耦合器PC817耦合到ARM控制芯片，經(jīng)過(guò)程序分析處理，輸出相應(yīng)的占空比以控制充電電路的工作與停止，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池充電、檢測(cè)與保護(hù)。
[0034]太陽(yáng)能電池板正極通過(guò)二極管Dl接到儲(chǔ)能電容Cl正極，二極管Dl起到太陽(yáng)能板與后級(jí)負(fù)載隔離并防止電流倒灌而損害太陽(yáng)能電池板的作用，太陽(yáng)能電池板負(fù)極通過(guò)電流采樣電阻R3與電容C3負(fù)極相接。
[0035]儲(chǔ)能電容Cl后接充電電路，通過(guò)分析計(jì)算BUCK輸入輸出關(guān)系，確定有輸入電壓，輸出電壓和占空比的關(guān)系為Vc1 = DVi,通過(guò)采樣太陽(yáng)能端電壓和輸出電流，確定輸出功率判斷最大功率點(diǎn)電壓即太陽(yáng)能端電壓，調(diào)整占空比，控制開(kāi)關(guān)管IR540的導(dǎo)通與關(guān)斷，使電容C2的電壓穩(wěn)定，將儲(chǔ)能電容Cl中的電能經(jīng)過(guò)充電電路轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)能蓄電池和手機(jī)負(fù)載中，完成電能的轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板最大功率充電ARM控制芯片通過(guò)采樣電阻Rl與R2間的電壓和R3兩端電壓，確定太陽(yáng)能輸出電壓和輸出電流，經(jīng)過(guò)分析比較，計(jì)算出不同占空比的方波，使儲(chǔ)能電容Cl兩端的電壓穩(wěn)定在最大功率輸出點(diǎn)上，此處為18V，此時(shí)太陽(yáng)能電池板的輸出功率達(dá)到最大值，當(dāng)光照，溫度等環(huán)境因素發(fā)生變化時(shí)太陽(yáng)能的輸出電壓在相應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池板最大功率跟蹤并為蓄電池和手機(jī)充電。
[0036]儲(chǔ)能電容Cl選擇耐壓25V，容量100uF的電解電容，BUCK主電路工作在CCM模式，保證太陽(yáng)能電池板電流輸出連續(xù)。根據(jù)主電路穩(wěn)態(tài)時(shí)電感電流變化量相等有公式[(V1-Vo) /L]DT = Vo/L(l-D)T，其中Vi為太陽(yáng)能輸入電壓，V。為輸出電壓，L為電感，D為占空比，T為工作周期，計(jì)算出控制公式Vc1 = DVi,對(duì)充電系統(tǒng)控制。采樣濾波電路集成芯片LM358運(yùn)算放大器直接由太陽(yáng)能輸出電壓供電，滿足供電要求。采樣電阻R4、R5間電壓，輸出C2端電壓分壓信號(hào)，通過(guò)三端穩(wěn)壓基準(zhǔn)源TL431和光電耦合器PC817將分壓信號(hào)傳給ARM，有程序判斷，控制開(kāi)關(guān)管IR540的導(dǎo)通與關(guān)斷，以控制充電電路的工作與停止?fàn)顟B(tài)，對(duì)C2電容兩端電壓檢測(cè)，在電容C2兩端電壓達(dá)到6V時(shí)，浮充一段時(shí)間后，充電電路停止工作，充電完成，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電池充電保護(hù)。
[0037]電路中控制芯片為ARM-STM32RBC6，降壓型Buck電路，控制芯片為L(zhǎng)M2596，運(yùn)算放大器為L(zhǎng)M358。整個(gè)充電電源系統(tǒng)由軟硬件結(jié)合，具有成本低、可靠性高、功耗低、效率高的特點(diǎn)。
[0038]圖2是軟件設(shè)計(jì)流程圖，上電后，系統(tǒng)初始化，對(duì)蓄電池端電壓Uo檢測(cè)，如果輸出電壓Uo大于或等于6V時(shí)，系統(tǒng)判定蓄電池儲(chǔ)能飽和，啟動(dòng)浮充充電，設(shè)定固定占空比輸出PWM波，一段時(shí)間后，系統(tǒng)關(guān)閉，充電過(guò)程結(jié)束，對(duì)儲(chǔ)能蓄電池進(jìn)行保護(hù)，如果輸出電壓Uo小于6V，系統(tǒng)檢測(cè)當(dāng)前光伏電壓Uk，電流Ik，初始化標(biāo)識(shí)變量M，以最有梯度法為基礎(chǔ)，計(jì)算自動(dòng)尋優(yōu)的變化步長(zhǎng)，檢測(cè)下一次電壓Uk+1，Ik+i，隨后檢測(cè)上一次電壓U1^1，電流Ik-!并計(jì)算上一次功率P1^1，當(dāng)前功率Pk，下一次功率Pk+1，然后系統(tǒng)判斷當(dāng)前功率Pk與下一次的功率Pk+1的關(guān)系，若Pk+1〈Pk則對(duì)標(biāo)識(shí)變量M減一并保存，反之對(duì)標(biāo)識(shí)變量M加一并保存，再判斷Pk與Pi^1，若大于，則M減一并保存，反之M加一并保存，當(dāng)M為2時(shí)，表示下一周期的電壓參考值為Uk+1，當(dāng)M為O時(shí)，表不下一周期的參考電壓為Uk，當(dāng)M為-2時(shí)，表不下一周期的參考電壓為Uk-1，得到參考電壓后清零M，返回下一個(gè)周期。將得到的參考電壓帶入公式得到相應(yīng)的占空比，輸出PWM脈沖波控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池輸出功率的跟蹤，實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)環(huán)境變化時(shí)程序能夠有效實(shí)現(xiàn)功率跟蹤，并比普通的擾動(dòng)法更加穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。
[0039]圖3-1是普通擾動(dòng)法得到的功率曲線，存在上下波動(dòng)較為明顯，功率損耗大，圖3-2是最優(yōu)梯度與滯環(huán)比較法的改進(jìn)方法得到的功率曲線平滑，沒(méi)有出現(xiàn)上下波動(dòng)，沒(méi)有因上下擾動(dòng)產(chǎn)生的功率損耗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)，其特征是:電源系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板、輔助電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、充電電路、保護(hù)電路、儲(chǔ)能蓄電池和穩(wěn)壓充電電路， 充電電路基本拓?fù)錇锽uck電路，二極管D2，由電感L，電容C2，開(kāi)關(guān)管IR540，采樣電阻尺1、1?2、1?、1?4、1?5及厶1?1控制芯片組成，其中采樣電阻1?1、1?2串聯(lián)后與儲(chǔ)能電容(:1并聯(lián)，采樣電阻R4、R5串聯(lián)后接在電容C2兩端，充電電路將電容C2能量轉(zhuǎn)移給儲(chǔ)能蓄電池，再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓給手機(jī)充電； 保護(hù)電路由三端可調(diào)穩(wěn)壓基準(zhǔn)源TL431和光電耦合器PC817組成，當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池充滿時(shí)，對(duì)蓄電池兩端電壓采樣，經(jīng)程序處理ARM輸出相應(yīng)PffM波控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，對(duì)儲(chǔ)能蓄電池浮充保護(hù)； 驅(qū)動(dòng)電路由電阻R14、R15、R16、三極管Q1、Q2、Q3組成，將ARM控制芯片輸出的PffM波放大輸出，控制開(kāi)關(guān)管IR540導(dǎo)通與關(guān)斷，R14、R15分壓，提高了Ql基極的導(dǎo)通門(mén)限，防止PffM波誤觸發(fā)，提尚了驅(qū)動(dòng)的可靠性； 太陽(yáng)能電池板正極通過(guò)二極管Dl接到儲(chǔ)能電容Cl正極，二極管Dl將太陽(yáng)能電池板與儲(chǔ)能蓄電池和手機(jī)隔離，保護(hù)太陽(yáng)能電池板，太陽(yáng)能電池板負(fù)極與采樣電阻R3和儲(chǔ)能電容Cl負(fù)極相接； 輔助電源電路由LM2596將太陽(yáng)能端電壓電壓降壓到5V—路給ARM芯片供電，另一路給光電親合器供電； 穩(wěn)壓充電電路由LM2596開(kāi)關(guān)控制芯片控制，提供穩(wěn)定5V輸出電壓對(duì)手機(jī)充電。2.如權(quán)利要求1所述的基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)，其特征是:采樣電阻尺1、1?2串聯(lián)后與儲(chǔ)能電容(:1并聯(lián)，通過(guò)采樣電阻1?1、1?2間的電壓，經(jīng)過(guò)電阻1?10、1?11、1?12、電容C5、C6有源同向比例放大器，將太陽(yáng)能電池板輸出電壓信號(hào)放大濾波處理傳遞給ARM控制芯片，通過(guò)采樣電阻R3上的電壓獲得太陽(yáng)能電池板輸出電流，將采樣的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻R7、R8、R9、電容C3、C4組成的二級(jí)低通濾波器處理傳給ARM控制芯片，ARM控制芯片將采樣的電壓電流信號(hào)分析處理產(chǎn)生不同占空比的PWM波，控制開(kāi)關(guān)管IR540的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制電容C2兩端電壓穩(wěn)定輸出，使太陽(yáng)能電池板以最大功率輸出。3.如權(quán)利要求1所述的基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)，其特征是:采樣電阻R4、R5串聯(lián)后接在電容C2兩端，通過(guò)采樣電容C2兩端電壓對(duì)儲(chǔ)能蓄電池充電保護(hù)，當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池充滿電時(shí)兩端電壓接近6V，三端可調(diào)穩(wěn)壓基準(zhǔn)源TL431與光電耦合器PC817配合將輸出電壓信號(hào)實(shí)時(shí)傳給ARM控制芯片，經(jīng)過(guò)程序判斷處理對(duì)開(kāi)關(guān)管IR540控制，從而對(duì)儲(chǔ)能蓄電池充電保護(hù)。4.如權(quán)利要求1所述的基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)，其特征是:當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池電壓小于最大設(shè)定電壓時(shí)系統(tǒng)為儲(chǔ)能蓄電池和手機(jī)充電，當(dāng)儲(chǔ)能蓄電池電壓大于或等于最大電壓時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)浮充保護(hù)，一段時(shí)間后，停止給儲(chǔ)能蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能蓄電池充電智能管理，保護(hù)儲(chǔ)能蓄電池過(guò)沖損壞。5.如權(quán)利要求1所述的基于ARM控制的太陽(yáng)能手機(jī)充電電源系統(tǒng)，其特征是:對(duì)儲(chǔ)能蓄電池浮充保護(hù)方法為:采用最優(yōu)梯度法的滯環(huán)比較改進(jìn)算法，通過(guò)改進(jìn)，變化步長(zhǎng)自動(dòng)尋優(yōu)，當(dāng)工作點(diǎn)位于最大功率點(diǎn)左側(cè)或右側(cè)偏遠(yuǎn)位置時(shí)，兩次斜率均大于I，兩個(gè)大于I的數(shù)值乘積更大，使得步長(zhǎng)更大，最大功率跟蹤速度更快；當(dāng)工作點(diǎn)位于最大功率點(diǎn)附近時(shí)，兩次斜率的值均小于I，兩個(gè)小于I的數(shù)值乘積更小，則使得在最大功率點(diǎn)附近的擾動(dòng)更加穩(wěn)定。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK105958600SQ201610495989
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】程紅麗, 范擴(kuò)軍, 郭媛媛, 王劍楠
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)