13毕业论文：电能收集充电器2

采用单片机内部位采集输入电压，单片机工作次连续采集次，对次测量值进行去尖峰求平均滤波处理。

其设计流程见附录三图。

系统工作状态的控制及显示。

根据测得的电压值，控制继电器及控制器，使系统工作于相应的工作方式，并通过两个指示出来。

其设计流程见附录三图。

间歇工作控制。

通过扫描按键确定间歇时间，结合定时器看门狗及休眠工作方式，使单片机以设定的间歇时间工作，以降低系统功耗。

其设计流程见电能收集充电器附录三图。

整机测试及测试结果分析测试仪器示波器数字万用表Ⅲ数字万用表。

测试结果见附录。

测试结果分析在，时，充电电流在接近时大于。

在时，能向电池充电的低至。

从逐渐升高时方式，使单片机以设定的间歇时间工作，以降低系统功耗。

其设计流程见电能收集充电器附录三图。

整机测试及测试结果分析测试仪器示波器数字万用表Ⅲ示。

根据测得的电压值，控制继电器及控制器，使系统工作于相应的工作方式，并通过两个指示出来。

其设计流程见附录三图。

间歇工作控制。

通过扫描按键确定间歇时间，结合定时器看门狗及休眠工作能块的软件设计如下输入电压的采集及数据处理。

采用单片机内部位采集输入电压，单片机工作次连续采集次，对次测量值进行去尖峰求平均滤波处理。

其设计流程见附录三图。

系统工作状态的控制及显压小于，升压变换器支路工作。

系统软件设计及流程功能分析单片机主要实现以下几个方面的功能输入电压的采集及数据处理系统工作状态的控制与显示按键扫描间歇工作控制。

软件设计对各主要功使降压变换器支路的停止运行，指示灯闪烁指示当前为直通支路工作。

如果输入电压大于，则控制继电器断开，使降压变换器支路的运行，指示灯闪烁指示当前为降压变换器支路工作。

如果输入电控制器处于休眠状态。

间歇时间为，可通过按键选择。

监测时，首先将直通回路断开控制降压变换器支路的停止工作，再利用单片机内部位采集输入端电压。

如果输入电压小于，则控制继电器导通，控制器控制器仍选用。

监控电路监控电路见附录二图所示，采用低功耗单片机对系统进行监控，为减小监控电路功耗，主控制器采用间隙工作方式，即每隔定的间歇时间采集控制次，其余时间，的变化范围为，在此范围内调整占空比，就能保证获得最大的输出功率。

辅助电源启动时的辅助电源直接从输入电源获得，当主变换器工作正常后，通过变压器的次级绕组获得稳定的电源。

电能收集充电器输入电压的控制方程为式中为变压器初级绕组，为变压器次级绕组，和的匝比为，因此当在范围内变化时，满功率输出情况下变换器输入端口电压变化范围约为，占空比，电感和又储存能量，并开始个新的工作周期。

控制器控制器选用公司的电流型控制芯片。

降压型变换器主电路主电路采用单端反激式变换电路，如附录二图所示，其输出电压与当两端电压上升到接近电源电压时，截止，导致截止，和储存的能量向充电，并向负载供电，此时导通，保持截止。

当和上的能量释放较多，导致两端电压下降到低于时，截止，导通，导致导通管，及构成了输出电压调整电路。

其工作原理为，上电启动时，由于两端电压为零，因此截止导通，导致导通，电感和储存能量，同时电源通过发射极和向电容充电。

电容两端电压上升，比，就能保证获得最大的输出功率。

辅助电源辅助电源采用自激式升压电路，以保证在输入电压很低时也能正常启动控制器，给电池充电。

其电路如附录二图所示，图中为储能电感，为开关管，为驱动制方程为式中，为输出电压，为输入电压，为占空比。

由于升压电路在输入电压小于时工作，假设有效的输入电压范围最低为，输出电压为，则占空比的变化范围为，在此范围内调整占空外设丰富，端口驱动能力强等特点，能有效提高监控电路的集成度，降低功耗。

各单元电路的设计与实现升压型变换器主电路主电路采用型升压电路，见附录二图，其输出电压与输入电压的电能收集充电器控源的调整率。

工作频率可达，启动电流仅需，启动电路非常简单。

单片机系统主控制器选用微芯公司的单片机，它具有功耗低工作电流最低可达，待机电流为，工作电压范围宽，以降低功率开关的开关损耗和导通损耗。

控制器控制器选用公司的电流型控制芯片，它具有功能全，工作频率高，引脚少外围元件简单等特点，它的电压调整率可达，非常接近线性稳压电源以降低功率开关的开关损耗和导通损耗。

控制器控制器选用公司的电流型控制芯片，它具有功能全，工作频率高，引脚少外围元件简单等特点，它的电压调整率可达，非常接近线性稳压电源的调整率。

工作频率可达，启动电流仅需，启动电路非常简单。

单片机系统主控制器选用微芯公司的单片机，它具有功耗低工作电流最低可达，待机电流为，工作电压范围宽，外设丰富，端口驱动能力强等特点，能有效提高监控电路的集成度，降低功耗。

各单元电路的设计与实现升压型变换器主电路主电路采用型升压电路，见附录二图，其输出电压与输入电压的电能收集充电器控制方程为式中，为输出电压，为输入电压，为占空比。

由于升压电路在输入电压小于时工作，假设有效的输入电压范围最低为，输出电压为，则占空比的变化范围为，在此范围内调整占空比，就能保证获得最大的输出功率。

辅助电源辅助电源采用自激式升压电路，以保证在输入电压很低时也能正常启动控制器，给电池充电。

其电路如附录二图所示，图中为储能电感，为开关管，为驱动管，及构成了输出电压调整电路。

其工作原理为，上电启动时，由于两端电压为零，因此截止导通，导致导通，电感和储存能量，同时电源通过发射极和向电容充电。

电容两端电压上升，当两端电压上升到接近电源电压时，截止，导致截止，和储存的能量向充电，并向负载供电，此时导通，保持截止。

当和上的能量释放较多，导致两端电压下降到低于时，截止，导通，导致导通，电感和又储存能量，并开始个新的工作周期。

控制器控制器选用公司的电流型控制芯片。

降压型变换器主电路主电路采用单端反激式变换电路，如附录二图所示，其输出电压与输入电压的控制方程为式中为变压器初级绕组，为变压器次级绕组，和的匝比为，因此当在范围内变化时，满功率输出情况下变换器输入端口电压变化范围约为，占空比的变化范围为，在此范围内调整占空比，就能保证获得最大的输出功率。

辅助电源启动时的辅助电源直接从输入电源获得，当主变换器工作正常后，通过变压器的次级绕组获得稳定的电源。

电能收集充电器控制器控制器仍选用。

监控电路监控电路见附录二图所示，采用低功耗单片机对系统进行监控，为减小监控电路功耗，主控制器采用间隙工作方式，即每隔定的间歇时间采集控制次，其余时间，控制器处于休眠状态。

间歇时间为，可通过按键选择。

监测时，首先将直通回路断开控制降压变换器支路的停止工作，再利用单片机内部位采集输入端电压。

如果输入电压小于，则控制继电器导通，使降压变换器支路的停止运行，指示灯闪烁指示当前为直通支路工作。

如果输入电压大于，则控制继电器断开，使降压变换器支路的运行，指示灯闪烁指示当前为降压变换器支路工作。

如果输入电压小于，升压变换器支路工作。

系统软件设计及流程功能分析单片机主要实现以下几个方面的功能输入电压的采集及数据处理系统工作状态的控制与显示按键扫描间歇工作控制。

软件设计对各主要功能块的软件设计如下输入电压的采集及数据处理。

采用单片机内部位采集输入电压，单片机工作次连续采集次，对次测量值进行去尖峰求平均滤波处理。

其设计流程见附录三图。

系统工作状态的控制及显示。

根据测得的电压值，控制继电器及控制器，使系统工作于相应的工作方式，并通过两个指示出来。

其设计流程见附录三图。

间歇工作控制。

通过扫描按键确定间歇时间，结合定时器看门狗及休眠工作方式，使单片机以设定的间歇时间工作，以降低系统功耗。

其设计流程见电能收集充电器附录三图。

整机测试及测试结果分析测试仪器示波器数字万用表Ⅲ数字万用表。

测试结果见附录。

测试结果分析在，时，充电电流在接近时大于。

在时，能向电池充电的低至。

从逐渐升高时，能自动启动充电功能的低至。

降低到不能向电池充电，最低至时，电池放电电流低至。

监测和控制电路工作间歇时间可以设定。

在，时，最大充电电流为。

能向电池充电的最低充电电压为。

电池完全放电，从逐渐升高时，能自动启动充电功能的最低输入电压均达到充电输出端开路电压，充电电流大于。

成本低廉。

结论电能收集变换器在至范围内均能正常工作，并能向模拟可充电池充电，电路工作稳定可靠，成本低，很好地满足了任务要求。

参考文献叶慧贞，杨兴洲著新颖开关稳压电源北京国防工业出版社刘胜利著高频开关电源实用新技术北京机械工业出版社著，王志强等译开关电源设计北京电子工业出版社直通电路竞赛文件夹电子设计图降压电路竞赛文件夹电子设计已分块图监控电路电能收集充电器附录三关闭继电器和控制器开始启动，采集输入电压次采集完成否去掉次测量值的最大和最小值，对其余个值求平均值返回测量值存入暂存单元闪烁闪烁结束开通继电器使直通电路工作开始输入电压是否大于启动控制器使压降变换器工作图状态控制流程图图采集流程图电能收集充电器确定间歇时间为开始启动定时器定时时间定时到否设置时间为，启动执行指令关返回图间歇工作控制流程图电能收集充电器附录四源程序清单采样处理子程序