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基本信息

項(xiàng)目名稱：
基于MSP430的高效節(jié)能太陽(yáng)能充電控制器
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
太陽(yáng)能充電器的核心為直流電源變換器，為保證系統(tǒng)的可靠性，在電路工作的時(shí)候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)輸入電壓及輸出電流，在輸入電壓不足和輸出過(guò)流時(shí)做出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。采用超低功耗單片機(jī)MSP430作為主控芯片，電路在不工作的時(shí)候能自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，以降低其能耗，提高充電效率。該裝置在無(wú)人監(jiān)守區(qū)自動(dòng)運(yùn)行，增加了自動(dòng)充電功能，并通過(guò)GSM模塊返回充電信息到控制臺(tái)（如手機(jī)），控制臺(tái)也可以通過(guò)短信方式對(duì)充電器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
詳細(xì)介紹：
隨著能源的日益短缺以及人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，新能源的利用進(jìn)入了人們的生活，而作為綠色新能源的太陽(yáng)能源得到了廣泛關(guān)注。太陽(yáng)能充電器的核心為直流電源變換器，為保證系統(tǒng)的可靠性，在電路工作的時(shí)候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)輸入電壓及輸出電流，在輸入電壓不足和輸出過(guò)流時(shí)做出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。系統(tǒng)采用超低功耗單片機(jī)MSP430作為主控芯片，控制器監(jiān)測(cè)和控制電路應(yīng)該采用間歇工作方式，電路在不工作的時(shí)候能自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，以降低其能耗，提高充電效率。 太陽(yáng)能電池電動(dòng)勢(shì)Es在一定范圍內(nèi)緩慢變化，當(dāng)Es為不同值時(shí)，直流電源變換器的電路結(jié)構(gòu)，參數(shù)可以不同。監(jiān)測(cè)和控制電路由直流電源變換器供電。由于Es的變化極慢，監(jiān)測(cè)和控制電路應(yīng)該采用間歇工作方式，以降低其能耗，能夠最大程度地減少自身功耗，提高充電效率。 在陽(yáng)光下，通過(guò)光能轉(zhuǎn)換為電能并通過(guò)控制電路儲(chǔ)存到內(nèi)置蓄電池，也可以直接把光能產(chǎn)生的電能對(duì)手機(jī)或其它電子數(shù)碼產(chǎn)品充電，在沒(méi)有太陽(yáng)光的情況下，可以通過(guò)交流電轉(zhuǎn)化直流電并通過(guò)控制電路儲(chǔ)存到內(nèi)置電池。 充電器自身有過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)，自動(dòng)顯示充放電狀態(tài)、系統(tǒng)工作狀態(tài)以及負(fù)載工作狀態(tài)；人機(jī)交互功能?？赏ㄟ^(guò)GSM模式以短信方式監(jiān)控充電器的運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)其進(jìn)行控制。

作品圖片

  • 基于MSP430的高效節(jié)能太陽(yáng)能充電控制器
  • 基于MSP430的高效節(jié)能太陽(yáng)能充電控制器
  • 基于MSP430的高效節(jié)能太陽(yáng)能充電控制器

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)

技術(shù)特點(diǎn)： （1）輸入電壓波動(dòng)范圍大，可以達(dá)到6-20V； （2）輸出電流大，達(dá)到0.2A-2A，可以對(duì)電池進(jìn)行快速充電。 （3）充電效率高，達(dá)到85%以上； （4）保護(hù)措施到位，具有欠壓、過(guò)流保護(hù)功能，排除故障后，電源能自動(dòng)恢復(fù)為正常狀態(tài)； （5）能耗低，電路不工作時(shí)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，消耗電流小于10mA； （6）良好的人機(jī)交互功能，采用液晶顯示各種運(yùn)行狀態(tài)信息；能通過(guò)GSM發(fā)送當(dāng)前信息（時(shí)間日期，具體故障信息），通過(guò)用戶手機(jī)短信方式可以控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)； （7）輸出空載檢測(cè)并自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式； （8）充電模式多樣，有四種充電模式（自動(dòng)、快速、慢速、USB）可供用戶選擇可以給不同種類的電池充電。 該作品可用于無(wú)人監(jiān)守區(qū)（如海上燈塔、變電站等）給電氣設(shè)備的電池自動(dòng)充電，成本低廉，能源取自自然，綠色無(wú)污染。

科學(xué)性、先進(jìn)性

充電方法不同于一般充電方式，既可恒流充電，又可恒壓充電，也可將兩者結(jié)合進(jìn)行自動(dòng)化地調(diào)節(jié)。以實(shí)現(xiàn)充電效率的最大化為核心，兼顧可靠性，本裝置帶有欠壓、過(guò)流保護(hù)，能有效防止充電器自身發(fā)生故障及保護(hù)充電電池。 此外，為了能讓該裝置在無(wú)人監(jiān)守區(qū)自動(dòng)運(yùn)行，增加了自動(dòng)充電功能，并通過(guò)GSM模塊返回充電信息到控制臺(tái)（如手機(jī)），控制臺(tái)也可以通過(guò)短信方式對(duì)充電器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2011年4月28日獲西南交通大學(xué)“揚(yáng)華杯”一等獎(jiǎng)。

作品所處階段

已完成成品制作。

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

作品可展示的形式

實(shí)物展示。

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)

充電器自身有過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)，自動(dòng)顯示充放電狀態(tài)、系統(tǒng)工作狀態(tài)以及負(fù)載工作狀態(tài)；人機(jī)交互功能?？赏ㄟ^(guò)GSM模式以短信方式監(jiān)控充電器的運(yùn)行狀態(tài)并對(duì)其進(jìn)行控制。 該裝置在無(wú)人監(jiān)守區(qū)自動(dòng)運(yùn)行，增加了自動(dòng)充電功能，并通過(guò)GSM模塊返回充電信息到控制臺(tái)（如手機(jī)），控制臺(tái)也可以通過(guò)短信方式對(duì)充電器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。

同類課題研究水平概述

作為一種新興的能源產(chǎn)業(yè)，太陽(yáng)能充電器由于采用普遍存在的、清潔和無(wú)限的太陽(yáng)能作為資源，前景良好，潛力無(wú)限。 盡管擁有廣闊的市場(chǎng)機(jī)會(huì)以及不斷擴(kuò)大的應(yīng)用領(lǐng)域，但高技術(shù)門檻和高額成本阻礙了我國(guó)充電器生產(chǎn)廠商邁入該行業(yè)的步伐，政府支持的缺乏以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失同樣限制了其發(fā)展。我國(guó)廠商預(yù)計(jì)，該行業(yè)的真正飛躍至少需要5年時(shí)間的醞釀。 當(dāng)前，我國(guó)廠商把太陽(yáng)能充電器歸類為高端產(chǎn)品，主要面向海外市場(chǎng)。我國(guó)生產(chǎn)的太陽(yáng)能充電器90%以上都供出口，通常發(fā)往歐洲、美國(guó)、亞洲、澳大利亞和非洲。廠商還通過(guò)與海外合作商合作以打入歐洲以外的市場(chǎng)，從而拓寬出口目的地。
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