基于51單片機的電動(dòng)車(chē)手機充電器設計

摘要：在全球提倡環(huán)保和低碳節能的重要時(shí)期，騎自行車(chē)或電動(dòng)車(chē)的人也越來(lái)越普遍。給出了一種利用電動(dòng)車(chē)的太陽(yáng)能電池板作為電源，以單片機為主控部件設計電動(dòng)車(chē)車(chē)載手機充電器的設計方法。該充電器使用閉環(huán)控制，控制精度高，有自我調節能力，具有一定的實(shí)用性和市場(chǎng)前景。
關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能電池；車(chē)載充電器；閉環(huán)控制；PWM脈寬調制

0 引言
眾所周知，現在車(chē)載充電器在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中是非常普遍。在全球提倡環(huán)保和低碳節能的重要時(shí)期，騎自行車(chē)或電動(dòng)自行車(chē)的人也越來(lái)越普遍，然而，現在的電動(dòng)自行車(chē)都沒(méi)有為手機充電的功能，因此，設計一種電動(dòng)自行車(chē)車(chē)載手機充電器無(wú)疑是非常有必要的。本文就是利用電動(dòng)車(chē)的太陽(yáng)能電池板作為電源，設計一種種電動(dòng)車(chē)車(chē)載手機充電器，以使騎電動(dòng)車(chē)的人不再為手機充電發(fā)愁。

1 系統原理
在電動(dòng)車(chē)的車(chē)籃上方位置處安裝一塊太陽(yáng)能電池板套件，再將單片機控制電路與套件通過(guò)線(xiàn)路相連接，在太陽(yáng)光充足的情況下，太陽(yáng)能電池板可以工作，將吸收來(lái)的光輻射轉換電能，為單片機控制電路提供電流和電壓，再通過(guò)單片機控制電路為手機充電。太陽(yáng)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(dòng)車(chē)的其他顯示器件如電動(dòng)車(chē)的實(shí)時(shí)顯示盤(pán)提供電源。

2 系統硬件設計
系統的硬件電路主要包括太陽(yáng)能電池板套件、電源變換電路、采樣電路、處理器、脈寬調制控制器和電池組等，整個(gè)系統形成了一個(gè)閉環(huán)系統。單片機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
本設計采用51系列的AT89C51單片機作為處理器，主要功能是通過(guò)采樣電路實(shí)時(shí)采集太陽(yáng)能電池板的輸出電壓、電流以及電池的充電狀態(tài)，通過(guò)計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)，為了檢測系統的電流，采用了精度較高的電流電壓轉換芯片MAX472，可實(shí)現單片機的精確控制。電壓和電流采樣采用串行模／數轉換器TLC0834，并采用5 V基準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制(PWM)方式來(lái)控制供電電流的大小。PWM控制主要由單片機輸出的PWM波通過(guò)控制電路實(shí)現，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(guò)光電隔離驅動(dòng)主回路上的MOSFET。其中，開(kāi)關(guān)管、二極管、LC電路構成開(kāi)關(guān)穩壓電源，以減小電源功耗，便于進(jìn)行數字化控制。PWM控制電路如圖2所示。