基于51單片機(jī)的電動車手機(jī)充電器設(shè)計(jì)

摘要：在全球提倡環(huán)保和低碳節(jié)能的重要時(shí)期，騎自行車或電動車的人也越來越普遍。給出了一種利用電動車的太陽能電池板作為電源，以單片機(jī)為主控部件設(shè)計(jì)電動車車載手機(jī)充電器的設(shè)計(jì)方法。該充電器使用閉環(huán)控制，控制精度高，有自我調(diào)節(jié)能力，具有一定的實(shí)用性和市場前景。
關(guān)鍵詞：太陽能電池；車載充電器；閉環(huán)控制；PWM脈寬調(diào)制

0 引言
眾所周知，現(xiàn)在車載充電器在汽車產(chǎn)業(yè)中是非常普遍。在全球提倡環(huán)保和低碳節(jié)能的重要時(shí)期，騎自行車或電動自行車的人也越來越普遍，然而，現(xiàn)在的電動自行車都沒有為手機(jī)充電的功能，因此，設(shè)計(jì)一種電動自行車車載手機(jī)充電器無疑是非常有必要的。本文就是利用電動車的太陽能電池板作為電源，設(shè)計(jì)一種種電動車車載手機(jī)充電器，以使騎電動車的人不再為手機(jī)充電發(fā)愁。

1 系統(tǒng)原理
在電動車的車籃上方位置處安裝一塊太陽能電池板套件，再將單片機(jī)控制電路與套件通過線路相連接，在太陽光充足的情況下，太陽能電池板可以工作，將吸收來的光輻射轉(zhuǎn)換電能，為單片機(jī)控制電路提供電流和電壓，再通過單片機(jī)控制電路為手機(jī)充電。太陽能電池板套件工作時(shí)，既可以為充電器單路提供電源，也可以為電動車的其他顯示器件如電動車的實(shí)時(shí)顯示盤提供電源。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的硬件電路主要包括太陽能電池板套件、電源變換電路、采樣電路、處理器、脈寬調(diào)制控制器和電池組等，整個(gè)系統(tǒng)形成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。單片機(jī)是電路的主要控制部分，PWM電路是整個(gè)電路的核心。圖1所示是該充電器的電路框圖。

2．1 取樣電路
本設(shè)計(jì)采用51系列的AT89C51單片機(jī)作為處理器，主要功能是通過采樣電路實(shí)時(shí)采集太陽能電池板的輸出電壓、電流以及電池的充電狀態(tài)，通過計(jì)算決定如何對電池板最大輸出功率進(jìn)行尋找以及確定充電電池的充電狀態(tài)。同時(shí)，為了檢測系統(tǒng)的電流，采用了精度較高的電流電壓轉(zhuǎn)換芯片MAX472，可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的精確控制。電壓和電流采樣采用串行模／數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC0834，并采用5 V基準(zhǔn)電壓用地址邏輯多路器選通的4或8輸入通道單5V供電。
2．2 PWM控制電路
控制電路采用脈寬調(diào)制(PWM)方式來控制供電電流的大小。PWM控制主要由單片機(jī)輸出的PWM波通過控制電路實(shí)現(xiàn)，和主控制器采用中斷的方式進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)控制其增大或減小脈寬。PWM信號通過光電隔離驅(qū)動主回路上的MOSFET。其中，開關(guān)管、二極管、LC電路構(gòu)成開關(guān)穩(wěn)壓電源，以減小電源功耗，便于進(jìn)行數(shù)字化控制。PWM控制電路如圖2所示。