基于51單片機的電動車手機充電器設計

摘要：在全球提倡環保和低碳節能的重要時期，騎自行車或電動車的人也越來越普遍。給出了一種利用電動車的太陽能電池板作為電源，以單片機為主控部件設計電動車車載手機充電器的設計方法。該充電器使用閉環控制，控制精度高，有自我調節能力，具有一定的實用性和市場前景。
關鍵詞：太陽能電池；車載充電器；閉環控制；PWM脈寬調制

0 引言
眾所周知，現在車載充電器在汽車產業中是非常普遍。在全球提倡環保和低碳節能的重要時期，騎自行車或電動自行車的人也越來越普遍，然而，現在的電動自行車都沒有為手機充電的功能，因此，設計一種電動自行車車載手機充電器無疑是非常有必要的。本文就是利用電動車的太陽能電池板作為電源，設計一種種電動車車載手機充電器，以使騎電動車的人不再為手機充電發愁。

1 系統原理
在電動車的車籃上方位置處安裝一塊太陽能電池板套件，再將單片機控制電路與套件通過線路相連接，在太陽光充足的情況下，太陽能電池板可以工作，將吸收來的光輻射轉換電能，為單片機控制電路提供電流和電壓，再通過單片機控制電路為手機充電。太陽能電池板套件工作時，既可以為充電器單路提供電源，也可以為電動車的其他顯示器件如電動車的實時顯示盤提供電源。

2 系統硬件設計
系統的硬件電路主要包括太陽能電池板套件、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，整個系統形成了一個閉環系統。單片機是電路的主要控制部分，PWM電路是整個電路的核心。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，主要功能是通過采樣電路實時采集太陽能電池板的輸出電壓、電流以及電池的充電狀態，通過計算決定如何對電池板最大輸出功率進行尋找以及確定充電電池的充電狀態。同時，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波通過控制電路實現，和主控制器采用中斷的方式進行通訊，實時控制其增大或減小脈寬。PWM信號通過光電隔離驅動主回路上的MOSFET。其中，開關管、二極管、LC電路構成開關穩壓電源，以減小電源功耗，便于進行數字化控制。PWM控制電路如圖2所示。