电能收集充电器(E题)

第一篇：电能收集充电器(E题)

电能收集充电器（E题）

【本科组】

一、任务

设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图1。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=0.1Ω。

图1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图

二、要求

1．基本要求

（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮40点LED。

（3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。

（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。2．发挥部分

（1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。

（2）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s内在屏上以“划亮”方式逐个写出四个汉字（总笔画数不大于30）且存入机内，写完后再将所存四字在屏上逐个轮流显示。

（3）在“对象拖移”功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移。先用光笔以“划亮”方式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置。

（4）当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度。

（5）当光笔连续未接触屏面的时间超过1～5min时(此时间可由控制器设定)，能自动关闭屏上显示，并使整个系统进入休眠状态，此时系统工作电流应不大于5mA。

（6）其他。

三、说明

1．设计制作时所用LED点阵模块的发光颜色不限。2．各种功能的切换方式自定，但应力求操作简便。

3．在各种功能的实际操作过程中，必要时可用按键或其他控制方式进行辅助。例如，“连写多字”时，写完一字后用自定义控制方式存入该字并清屏，然后再写下一字。

4．系统应采用5V单电源供电。

5．设计制作时应在电路板上留有系统耗电参数的测试点。

6．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。

第二篇：基于单片机的直流电能收集充电器的设计

[导读]近年来，能源短缺问题日益突出，人们在担忧能源枯竭的同时，对能源的浪费却大得惊人。

近年来，能源短缺问题日益突出，人们在担忧能源枯竭的同时，对能源的浪费却大得惊人。例如各种废弃的电池，尤其是遥控玩具车使用的电池，甚至没用到其能量的一半就被废弃掉了，这不仅造成能源的浪费，更造成了环境的污染。因而研制一种收集各种废旧电池能量的装置已迫在眉睫。

本文设计一种以直流电源变换器为核心的电能收集装置，该装置可用于人们在旅途为手机随时充电，也可用于矿工照明等。该充电器可将直流电源的能量传递到3.6 V以上的可充电电池中。系统根据输入电压不同采用MC34063和HT7750来构建供电电路给电池充电，经过89C51单片机控制 AD0832来检测电源输出电压的大小，从而判断是否对电池进行充电，并且检测时间的长短可以根据用户的需要进行设定，并通过数码管显示出来。为了提高单片机的工作效率，对单片机处于休眠和工作两种状态进行断续的检测。

1.系统设计框图

电能收集充电器的核心为直流电源变换器，从直流电源中吸收的电能转移到可充电电池中。电能收集充电器是将输入的功率尽可能大的输送到所需充电的设备中，使得充电器的充电效率尽可能提高。该充电器对输入电压要求低，并且可以最大可能的吸收直流电源中的能量，比一般的充电器节能。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

根据电压Ui 取值的大小采用两种直流电源变换器，当电压为1.1 V《 Ui 《3.6 V 时，采用HT7750 组成的Boost升压电路来实现；当供电电源大于3.6 V时，电路是用单片机控制集成芯片MC34063来实现的。MC34063的工作电压是3~40 V，所以电源输入电压只需要在3 V以上就可以让它工作。单片机能通过自身休眠来提高效率，还可以检测电压值控制电池的充电，并且由数码管显示出检测的时间长短，这个时间可以根据用户的要求任意调节。这样的电路直观、稳定、可靠，并且在实际运用中，在接负载的情况下，它能稳定的达到所需要的电流值和电压值。同时电路简单易懂，容易调试数据，成功率高。

2.硬件电路设计

2.1 升压电路设计

升压电路主要由HT7750组成，HT7750转换器具有高效率和低纹波。该系列具有超低启动电压、高输出电压精度。只需要3个外部元件即电感、稳压管、电解电容，以提供固定输出5 V电压。电路如图2所示。

图2 升压电路

2.2 供电电路设计

供电电路是由MC34063芯片构成的稳压电路，此芯片是一款可降压也可升压型的采用PWM 调节方式的开关稳压电源芯片，MC34063的工作电压范围为3~40 V.此电路是把输入进来的电压进行稳压处理达到所需电压值，同时此电压还可以作为单片机和ADC0832 的工作电压。电路构成如图3所示。

图3 供电电路

2.3 控制电路设计

采用8051 单片机，它拥有编程灵活、功能强大、而且廉价的好处，与INTEL公司的8096系列16位单片机相比，8051更具有明显的价格优势。同时能够满足需要，成为首选。它可以自身休眠来减小功耗，提高效率，它由基准电源电路输出稳定的5 V电压供电，主要起到检控电压的作用。89C51单片机控制AD0832来检测电源输出电压的大小，从而判断是否对电池进行充电，并且检测时间的长短可以根据用户的需要进行设定，通过数码管显示出来。这里用的ADC 是ADC0832 芯片，它是一个串行的ADC，它具有速度和精度都足以满足此电路，在ADC0832 的VCC 脚与基准电路供电的输出脚间接一个大电容从而使输入给ADC0832 的电压更稳定。电路构成如图4所示。

图4 控制电路

2.4 充电电路设计

该电路是通过单片机对充电电路的控制从而实现对电池的充电，起到开关作用。并且电路中加入了LED灯，从而显示充电器是否工作。电路如图5所示。

图5 充电电路

3.软件部分的设计

本系统的软件采用C 语言来编写，所有代码在UV2下编译调试。软件程序设计主要检测电源输出电压的大小，从而对判断是否对电池进行充电，同时单片机通过自身休眠来减小功耗，提高效率。程序主流程图如图6所示，休眠时间控制流程图如图7 所示。测试方法与结果

图6 主流程图

图7 休眠时间控制流程图

（1）当输入电压Ui 为10~20 V 时，取电源内阻Rs为100 Ω，可充电池的内阻Rc 为0.1 Ω，由理论计算得：

Ic >（Es3.6）（100 + 0.1）= 163.8 mA

实际测量时Ic = 164.6 mA》163.8 mA，满足了设计的要求。测试数据见表1。

本设计的工作效率由输出电压U*out 与输出电流Iout的乘积比上输入的电压Uin 与电流Iin 的乘积。即：

η =（Uout*Iout）（Uin*Iin）

（2）当Ui 从0逐渐升高时，能启动充电功能的Ui 为0.28 V;当Ui 为0时，系统最大反向充电电流仅为0.09 mA。

表1 高压参数表

5.结语

本文设计并实现了一种基于单片机的直流电能收集充电器，该充电器在输入电压低至1 V的情况下仍能将能量传递至3.6 V以上的可充电池中。同时制作了实验样机并对实验样机进行了测试。实验结果表明该充电器具有工作电压范围宽，效率高，适应性强、可靠性好等优点。从一定程度上解决了废弃电池能源的浪费及对环境的污染

第三篇：充电器总装技术标准

充电器总装技术标准：

1：装配时，外壳表面不得有明显的擦伤，划痕，缺损。2：虹利达两孔小外壳（4812小板）风机标签面朝外（抽风）。3：所有老板子风机标签面朝外（抽风）。

4：所有新板子（HH0903—48V，HH0906，JWF0908），风机标签面朝内（吹风）。

以上希总装人员遵照执行！

华虹电子有限公司技术部

20090721

第四篇：电动车充电器通用注意事项

电动车充电器通用注意事项

电动车充电器的性能好坏直接关系到充电效果，关系到电池寿命，关系到整车的使用安全。先来说一下常规检测充电器性能好坏的办法：以48V充电器为例，一般最高电压不大于59.6V，大于此电压，充电可能不转灯；正常来说低电压不低于55V，低于此电压会造成充电不足，长时间这样容易对电池亏电。电流方面，还是以48V20A充电器为例，最大电流不大于3A，大于3A可能造成电池失水较早，最低不低于2.1A，低于此电流会造成充电不足。

下面是一些电动车充电器通用的注意事项： 1、48V新电池要求充电器参数，最高电压58.5-59.7，不低于58V，低于58V造成充电不足，高于59.7V可能造成充电不转灯。转灯电流约0.4-0.7A，实际电压约55.5V，低于50V会造成充电不足，长时间这样会造成电池亏电。2、48V20Ah电池要求充电最大电流2.4-3.3A，低于2.2A充电慢，充电效果差，对电池也会有所损伤。

3、市场上只卖40、50元的充电器实际功率要比标出的小，参数设计不精确，且安全隐患较大，高标的就比较可靠。

4、充电器稳压电路失效会造成输出电压75-130V，充电电池滚烫，不转灯。优质充电器会有效缓解这类问题。

5、当新电池出现20A电池续航里程低于30公里12A电池低于25公里请检查充电器各项参数，如果无法判断，请更换优质充电器再次使用，选择高端产品，即可解决问题。

6、新电池遇到不转灯时，更换另外一个优质充电器试机。

7、正常情况下，48V20Ah新电池续航里程40-60公里，48V12Ah新电池充电时间一般在10小时内，里程达到25-40公里，如果正常充电时间超过以上，请更换优质充电器再次使用。

8、有很多充电器内部电路、输入输出连线老化，造成，有时候能充、有时候不能充。严重影响电池，或者充电过程中电路失效，造成充鼓包，如果出现这种情况，请直接更换充电器再次使用。

以上是根据多年维修经验总结的经验贴，希望对广大消费者能够有所帮助。最后要说的是，电动车充电器重要性不容忽视，大家应该选择比较好的高标充电器，一来能够有效延长电池寿命，二来能够有效保障整车行车安全。

第五篇：电能教案

第八章 电功率

第一节 电能(详案)

八年级下学期

教学目标：

1、知识与技能

知道电能及其单位，知道电能表的作用、读数方法。知道电源和用电器工作过程中能量的转化情况。

2、过程与方法

体验电能可以转化为其他形式能。

3、情感态度和价值观

了解电能和我们生活的关系，有节约用电的意识。重点：电源和用电器工作过程中能量的转化情况。难点：电能表的相关知识。

教学准备：电能表实物一个，课件。教学过程如下：

一、导入新课

师:请同学们把教材打开36页观看彩图并找同学读一下37页本章的章首语部分的内容.(学生读,完毕请坐),通过刚才的阅读大家知道了彩图上的这些风车是用来发电的,我们日常生活中天天都用到电,设想一下如果因为施工原因造成我们的周围停电一周,我们的生活将会是怎样的?或者说对我们会产生什么样的影响? 生:(学生讨论做答)晚上没有电不能写作业看书、室内也看不清物体,不能做饭看电视上网等。师：通过刚才同学们举的例子我们已知道，电对我们的生活来说非常重要，电作为一种清洁能源，今天我们的人类已经离不开它了，本节课我们就来学习一下与我们生活息息相关的电能，第八章电功率第一节电能，（板书）

二、揭示学习目标：

1、知道电能及其单位。

2、知道电能表的作用、读书方法。

3、知道电源和用电器工作过程中能量的转化情况。

三、学生自学：请同学们认真阅读教材38—40页上的内容，（3分钟时间）之后回答思考题：

1、物理学中常见的能量单位是什么？千瓦时与它之间有什么关系？“生活中”电能的单位是什么？

2、测电能用什么仪器？它怎样进行读数？

3、一度电的作用有多大？（学生阅读完毕，找同学回答思考题）

四、电能来源

师：你知道生活中的电能有那些来源吗？

生：水力发电厂、火力发电厂、风力发电厂、核能发电厂„另外还有各种各样的电池

师：同学们举的例子都很好，自然界当中各种各样的能如水能、风能、太阳能等等都能转化为电能（观看电厂幻灯图片）目前我国已建成投入生产的核电站有浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站，还有正在建设中的辽宁省瓦房店市的核电站，也是我国东北地区第一座核电站。在电厂中都是通过发电机把其他形式的能转化为电能。另外一种电能来源就是各种各样的电池，如干电池和铅蓄电池，（观看电池幻灯图片）这些电池都是把化学能转化为电能，无论是电厂中的发电机还是电池它们都是电源，总的说来都是把其他形式的能转化为电能，供各种产业和日常生活使用，点时时刻刻在我们服务，无论我们走到哪里都可以看见电能在工作，这些电能就是通过用电器来进行消耗的，下面我们就来看一下生活中的一些常用的用电器，（观看用电器幻灯片）找同学来判断它们都是将电能转化为什么能了？

生：电灯（电能转化为光能）电动机（电能转化为动能）等等。

五、电能单位

师：我们家里都有这些用电器，每天都在消耗电能，不同的家庭用电器的多少不同消耗的电能也不尽相同，有的家庭消耗的电能多，有的消耗就少，同学们也常听父母说上个月家里用了多少度电，交了多少电费，这里所说的度就是电能的单位，它的学名叫做千瓦时，符号kW·h，电能是能量的一种，国际上常用的能量单位是焦耳，简称焦，符号J，千瓦时和焦

6之间的换算关系是：1kW·h=3.6×10J它的换算由来下节课我们学习电功率时再进行推导，一千瓦时要比一焦耳大得多。

六、电能表

师：在前面的学习中我们知道测量导体电流用电流表，测量导体两端电压用电压表，本节我们学习的是电能，它也可以测量出来，就用电能表，电能表是用来测量用电器在一段时间内所消耗电能多少的仪器，我这有一个电能表（出示电能表，同时观看幻灯片）我们共同来看一下它的面盘，最顶端有显示数字的窗口，前4位是黑色窗口，最后1位是红色窗口，说明前4位是整数，最后一位是小数，窗口边上写有kW·h，说明读取的数值是以千瓦时为单位的，电能表的中间部位有一个铝质圆盘，电能表工作时它进行转动，圆盘下面写有该电能表的一些重要参数。另外还有智能IC卡电能表（观看幻灯片）用户买来IC卡后插入电能表，电能表工作时读取其中的金额，一旦金额用完，电能表自动切断电路，这时用户到银行为卡进行充值，重新插入，还有电子式电能表，（观看幻灯片）它内部没有铝质圆盘，靠内部电子电路进行计数。

师：下面我们来了解一下电能表上的一些重要的参数（出示幻灯片）如：220V、10（20）A、600R/ kW·h、50Hz 生：学生对以上参数作答。

师：生活中，电工师傅收取电费时都要记录月初和月末的电能表的示数，这样月末和月初两次读数之差就是该月所用电的度数，下面我们做一道例题，（小明家电能表月初的读数是3624.5，月末的读数是3644.3，则他家本月消耗了多少电能？）生：做题。

师：在生活中电工师傅为了收缴电费的方便，电能表最后一位小数部分通常不读，但是在我们的计算当中必须读出来。

师：电是我们生活中最重要的资源，社会需求也很大，1度电究竟有多大的作用，我们共同来认识一下，（观看幻灯片）我国是世界能源需求的大国，对电的需求日益紧张，我们每个人都应该有节约用电的意识，为节约一度电我们要从一点一滴做起。

师：用电器工作时，有电流通过用电器，用电器就把电能转化为其他形式的能，如：电动机工作时，把电能转化为动能，我们可以说电流通过电动机在做功，电炉子工作时，把电能转化为热能，我们也可以说电流通过电炉子在做功，因此，电流做功的过程就是把电能转化为其他形式能的过程，电流做了多少功就有多少电能转化为其他形式的能，电流做的功就叫做电功，用字母“W”表示，生活中我们常说用电器消耗了多少电能，而很少说电流做了多少功，其实两种说法是一样的，那么电功的单位就和电能的单位是一样的，是焦耳也可以是千瓦时。

生：总结本节所学的知识。（教师指导）

板书：

第八章电功率

第一节 电能

一、电能：单位：千瓦时

符号：kW·h

能量：单位：焦耳

符号：J 61kW·h=3.6×10J

二、电能表读数：一段时间内前后两次读数之差。

三、电功：电流所做的功。用符号：“W”表示。单位：焦耳或千瓦时。

提示：与本节课有相应的powerpoint课件，也是本人所做，在课件中心网站www.xiexiebang.com上本节课件ID是224673电能。

由于本人水平有限，还请大家多多指导！谢谢大家。