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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 可使用太陽(yáng)能和市電的最優(yōu)功率控制型萬(wàn)能充電器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 我設(shè)計(jì)制作的這個(gè)充電器，利用恒壓跟蹤系統(tǒng)充分利用了太陽(yáng)能，同時(shí)讓充電器在使用太陽(yáng)能電池輸入時(shí)能穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)附近，充分利用太陽(yáng)能電池的能量，極大提高了充電效率，由于輸出電流穩(wěn)定，不會(huì)影響被充電電池的使用壽命。市電和太陽(yáng)能電池輸入能自動(dòng)切換，互不影響。接口豐富，既有電池卡口，又有USB接口，可滿足各類手機(jī)電池、數(shù)碼相機(jī)電池、數(shù)碼攝像機(jī)電池和其它常用電子產(chǎn)品電池的充電接口要求。
- 詳細(xì)介紹：
- 一、目前市售萬(wàn)能充電器存在的問(wèn)題 目前在市場(chǎng)上銷售的萬(wàn)能充電器很多，但通過(guò)調(diào)查，存在如下問(wèn)題： （1）很多萬(wàn)能充電器的接口不完善，有的只有電池卡口，有的只有USB接口。 （2）有的充電器只能在市電下工作，在沒有市電的場(chǎng)合，如在戶外，充電器就無(wú)法使用。 （3）有的充電器可使用太陽(yáng)能，但不能在市電下工作。 （4）有的充電器能使用市電和太陽(yáng)能工作，但均未解決最優(yōu)功率控制問(wèn)題。在利用太陽(yáng)能對(duì)蓄電池充電的過(guò)程中，由于太陽(yáng)能電池輸出特性的非線性，太陽(yáng)能電池工作點(diǎn)不能穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)附近，從而造成太陽(yáng)能電池能量的浪費(fèi)，充電效率很低，且會(huì)縮短被充電電池的使用壽命。 （5）市場(chǎng)上的太陽(yáng)能充電器都是先給內(nèi)置鋰電池充電，然后再通過(guò)內(nèi)置鋰電池給充電設(shè)備充電，待充電池的容量不能比內(nèi)置鋰電池的容量大，如果比內(nèi)置鋰電池的容量大就沒法充電（比如內(nèi)置鋰電池是2000mA，而待充電池容量是2600mA就沒法充電），太陽(yáng)能充電器的壽命也取決于內(nèi)置鋰電池的壽命，一般都是三年以內(nèi)，如果內(nèi)置鋰電池?fù)p壞或性能降低，那么整個(gè)充電器也就沒法工作了。 二、本作品所解決的問(wèn)題 本設(shè)計(jì)是“一種可使用太陽(yáng)能和市電的最優(yōu)功率控制型萬(wàn)能充電器”，解決了上述市售萬(wàn)能充電器存在的問(wèn)題，主要特點(diǎn)如下： （1）接口完善，既有電池卡口，又有USB接口，可滿足各類手機(jī)電池、數(shù)碼相機(jī)電池、數(shù)碼攝像機(jī)電池和其它常用電子產(chǎn)品電池的充電接口要求。 （2）萬(wàn)能充電器既能在市電下工作，又能依靠太陽(yáng)能工作，且具有自動(dòng)切換功能，充電器接太陽(yáng)能電池時(shí)，自動(dòng)將市電回路切斷，以保證設(shè)備的穩(wěn)定工作。 （3）解決了太陽(yáng)能電池的最優(yōu)功率控制問(wèn)題，使太陽(yáng)能電池的工作點(diǎn)能穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)附近，充分利用太陽(yáng)能電池的能量，大大提高了充電效率，不會(huì)影響被充電電池的使用壽命。太陽(yáng)能電池的工作特性為非線性的，在不同光照下，太陽(yáng)能電池的最大功率輸出點(diǎn)會(huì)發(fā)生變化，但最大功率輸出點(diǎn)處的電壓值基本不變。利用這一特點(diǎn)，采用恒壓跟蹤的方式就可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池的最優(yōu)功率控制，使太陽(yáng)能電池的輸出功率最大。 （4）本設(shè)計(jì)設(shè)置了轉(zhuǎn)換，在有光照的情況下使用太陽(yáng)能電池輸入,如果沒有光照自動(dòng)轉(zhuǎn)換成市電輸入,保證了系統(tǒng)工作的可靠性，且充分利用了太陽(yáng)能這一新能源，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。 （5）本設(shè)計(jì)不內(nèi)置鋰電池，直接給待充電設(shè)備充電，擺脫了內(nèi)置鋰電池容量的限制，基本所有的電池都能充電，大大增加了使用范圍。而且充電器的使用壽命取決于太陽(yáng)能電池板的壽命，而太陽(yáng)能電池板的壽命一般可達(dá)10年以上，大大延長(zhǎng)了充電器的壽命。同時(shí)不使用內(nèi)置鋰電池，還可以降低生產(chǎn)成本。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- ⑴ 作品設(shè)計(jì)的目的 我設(shè)計(jì)了這個(gè)“可使用太陽(yáng)能和市電的最優(yōu)功率控制型萬(wàn)能充電器”，能夠滿足市電（交流220V）和太陽(yáng)能電池恒壓跟蹤輸入，并使輸出接口多樣化，并解決了充電器的最優(yōu)功率控制問(wèn)題。 ⑵ 設(shè)計(jì)的基本思路 本充電器既能在市電下工作，又能依靠太陽(yáng)能工作，且具有自動(dòng)切換功能，充電器接通太陽(yáng)能電池時(shí)，自動(dòng)將市電回路切斷，以保證設(shè)備的穩(wěn)定工作。 ⑶ 創(chuàng)新點(diǎn) ① 新能源的充分利用：本充電器采用太陽(yáng)能電池最優(yōu)功率控制系統(tǒng)，通過(guò)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能電池的恒壓跟蹤，讓充電器在使用太陽(yáng)能電池輸入時(shí)能穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)附近，充分利用太陽(yáng)能電池的能量。 ② 可實(shí)現(xiàn)市電和太陽(yáng)能電池輸入自動(dòng)切換。 ③ 接口豐富：既有電池卡口，又有USB接口，可滿足常用電子產(chǎn)品電池的充電接口要求。 ⑷ 技術(shù)關(guān)鍵 ① 太陽(yáng)能電池輸出功率的恒壓跟蹤。 ② 市電和太陽(yáng)能電池輸入的切換。 ③ 在充電器充各類不同負(fù)載時(shí)可根據(jù)負(fù)載性質(zhì)自動(dòng)調(diào)整充電電流并實(shí)現(xiàn)恒流充電。 ⑸主要技術(shù)指標(biāo) ①市電輸入：110-240V,50-60HZ。 ②太陽(yáng)能電池輸入：10V，100mA。 ③萬(wàn)能充接口輸出：4—4.2V，200±80mA。 ④USB接口輸出：5V，180 ±80mA。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- ① 雖然現(xiàn)在太陽(yáng)能充電器也很多，但是由于太陽(yáng)能電池工作的非線性，所以市售太陽(yáng)能充電器均不能工作在太陽(yáng)能電池的最大功率點(diǎn)附近，從而造成太陽(yáng)電池能量的浪費(fèi)，充電效率很低。本設(shè)計(jì)利用電流脈寬控制芯片TL494，采用恒壓跟蹤的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池的最大功率跟蹤，提高了太陽(yáng)能電池的工作效率，進(jìn)而大大改善了充電器在使用太陽(yáng)能電池時(shí)的工作性能。 ② 同時(shí)支持市電和太陽(yáng)能電池輸入,且有自動(dòng)切換功能,保證了系統(tǒng)工作的可靠性。 ③ 市電輸入時(shí)，采用開關(guān)電源充電，對(duì)電網(wǎng)電壓及頻率的變化適應(yīng)性強(qiáng)，輸入電壓范圍寬。 ④ 市場(chǎng)上的太陽(yáng)能充電器都是先給內(nèi)置鋰電池充電，然后再通過(guò)內(nèi)置鋰電池給充電設(shè)備充電，這就限制了待充電池的容量不能比內(nèi)置鋰電池的容量大，如果比內(nèi)置鋰電池的容量大就沒法充電。而且在給內(nèi)置鋰電池充電的時(shí)候不能對(duì)其他的用電設(shè)備充電，使用起來(lái)很不方便。本設(shè)計(jì)不內(nèi)置鋰電池，直接給待充電設(shè)備充電，擺脫了內(nèi)置鋰電池容量的限制，增加了使用范圍。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 在我校2011年學(xué)生科技作品競(jìng)賽中榮獲“特等獎(jiǎng)”。 于2011年5月在云南省“青春彩云南?動(dòng)感地帶杯”第六屆云南高校青年學(xué)術(shù)科技節(jié)中榮獲二等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 已經(jīng)成功使用并正在申請(qǐng)專利
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 可進(jìn)行專利轉(zhuǎn)讓或合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- 實(shí)物產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 我設(shè)計(jì)制作的這個(gè)充電器，利用恒壓跟蹤系統(tǒng)充分利用了太陽(yáng)能，同時(shí)讓充電器在使用太陽(yáng)能電池輸入時(shí)能穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)附近，充分利用太陽(yáng)能電池的能量，極大提高了充電效率，由于輸出電流穩(wěn)定，不會(huì)影響被充電電池的使用壽命。市電和太陽(yáng)能電池輸入能自動(dòng)切換，互不影響。接口豐富，既有電池卡口，又有USB接口，可滿足各類手機(jī)電池、數(shù)碼相機(jī)電池、數(shù)碼攝像機(jī)電池和其它常用電子產(chǎn)品電池的充電接口要求。所以我設(shè)計(jì)的這個(gè)充電器經(jīng)濟(jì)實(shí)用，只需要有電或者太陽(yáng)光就可以使用。若能批量生產(chǎn)，價(jià)格有望控制在60元以內(nèi)。 該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)試，工作可靠、穩(wěn)定。不僅可以在家里用，還可以用于野外，只要有陽(yáng)光都可以充電。如果有這樣一個(gè)充電器，那么你以后出門無(wú)論到哪里再也不會(huì)受到電池沒電的影響，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。
同類課題研究水平概述
- 一、目前在市場(chǎng)上銷售的萬(wàn)能充電器很多，但通過(guò)調(diào)查，存在如下問(wèn)題： （1）很多萬(wàn)能充電器的接口不完善，有的只有電池卡口，有的只有USB接口。 （2）有的充電器只能在市電下工作，在沒有市電的場(chǎng)合，如在戶外，充電器就無(wú)法使用。 （3）有的充電器可使用太陽(yáng)能，但不能在市電下工作。 （4）有的充電器能使用市電和太陽(yáng)能工作，但均未解決最優(yōu)功率控制問(wèn)題。在利用太陽(yáng)能對(duì)蓄電池充電的過(guò)程中，由于太陽(yáng)能電池輸出特性的非線性，太陽(yáng)能電池工作點(diǎn)不能穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)附近，從而造成太陽(yáng)能電池能量的浪費(fèi)，充電效率很低，且會(huì)縮短被充電電池的使用壽命。 （5）市場(chǎng)上的太陽(yáng)能充電器都是先給內(nèi)置鋰電池充電，然后再通過(guò)內(nèi)置鋰電池給充電設(shè)備充電，待充電池的容量不能比內(nèi)置鋰電池的容量大，如果比內(nèi)置鋰電池的容量大就沒法充電（比如內(nèi)置鋰電池是2000mA，而待充電池容量是2600mA就沒法充電），太陽(yáng)能充電器的壽命也取決于內(nèi)置鋰電池的壽命，一般都是三年以內(nèi)，如果內(nèi)置鋰電池?fù)p壞或性能降低，那么整個(gè)充電器也就沒法工作了。 二、本設(shè)計(jì)是“一種可使用太陽(yáng)能和市電的最優(yōu)功率控制型萬(wàn)能充電器”，解決了上述市售萬(wàn)能充電器存在的問(wèn)題，主要特點(diǎn)如下： （1）接口完善，既有電池卡口，又有USB接口，可滿足各類常用電子產(chǎn)品電池的充電接口要求。 （2）萬(wàn)能充電器既能在市電下工作，又能依靠太陽(yáng)能工作，且具有自動(dòng)切換功能，充電器接太陽(yáng)能電池時(shí)，自動(dòng)將市電回路切斷，以保證設(shè)備的穩(wěn)定工作。 （3）解決了太陽(yáng)能電池的最優(yōu)功率控制問(wèn)題，使太陽(yáng)能電池的工作點(diǎn)能穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)附近，充分利用太陽(yáng)能電池的能量，大大提高了充電效率，不會(huì)影響被充電電池的使用壽命。 （4）本設(shè)計(jì)設(shè)置了轉(zhuǎn)換，在有光照的情況下使用太陽(yáng)能電池輸入,如果沒有光照自動(dòng)轉(zhuǎn)換成市電輸入,保證了系統(tǒng)工作的可靠性，且充分利用了太陽(yáng)能這一新能源，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。 （5）本設(shè)計(jì)不內(nèi)置鋰電池，直接給待充電設(shè)備充電，擺脫了內(nèi)置鋰電池容量的限制，基本所有的電池都能充電，大大增加了使用范圍。而且充電器的使用壽命取決于太陽(yáng)能電池板的壽命，而太陽(yáng)能電池板的壽命一般可達(dá)10年以上，大大延長(zhǎng)了充電器的壽命。同時(shí)不使用內(nèi)置鋰電池，還可以降低生產(chǎn)成本。
