第一章 绪论
1.1题研究的背景
当今社会，手机成为了我们耳熟能详的代名词，基本上每个人都有一个手机，手机不仅仅是一种通讯工具，更是一种娱乐工具，甚至成为了时尚的代名词。时时刻刻我们都会使用手机，我想绝大部分人都有经历过手机没电的时候，拿着手机干着急，一些外出的人们，手机没电耽误一些重要事情，因此一个好的手机充电器非常重要。我们可能会拿着手机充电器到处去寻找直流电源，这不仅仅耽误了我们一些时间，更糟糕的是，本来给我们带来便利的东西却给我们带来了不必要的麻烦。有些人携带了移动电源，但移动电源也会遇到没电的时候，那时移动电源就成我们外出的负担。为了解决这个问题，为大家介绍太阳能手机充电器，不需要使用直流电源充电，直接在太阳光下经过电池板的转化后直接给手机充电，这就给我们省去不少时间去找移动电源给手机充电，是我们外出或者出差带来极大的便利。
太阳能想必大家都不陌生，其环保、无消耗、可再生成为了炙手可热的新能源，其崛起速度之快无可匹敌。目前在多方面都有使用太阳能，无论是在航天航空，还是居家生活，都能见到太阳能的使用。如果把太阳能运用到充电器上，这将给人么带来极大的便利，不需要到处寻找电源，也不用到处拿着手机干着急，我们只需要在阳光下站一会，充电器就会为我们把手机充满电，不在为到处寻找直流电源烦恼。
本文为大家讲述一种太阳能手机充电器，为大家解决手机在没电的情况下，能够借助太阳光给手机充电，给人们生活带来方便。主要采用太阳能电池板把光能转化为电能，在经过单片机智能控制电路，把太阳能转化为直流电压，在安全方便简单快捷的情况下为手机充电。
1.2手机充电器的运用环境 现在随着数码产品的普遍化，手机已经不再是奢侈品，几乎人手都会有一个手机，手机更像是时尚的代表，从一开始的仅有几个人拥有，作为一种通信工具，到现在作为交友工具，甚至成为了人们的娱乐工具。手机已经成为了人们出门必备的东西了，不简简单单的是在家里使用方便通信，更多的是在外地，或者在一些没有可直充电压的地方。手机功能的增多必然会增加其耗电，那么手机没电就更是一种很常见的问题了。
1.3手机充电器的进化史
在手机诞生的初期，人们就试着想一些方法给手机充电，一开始人们只是简单的讲手机和电源相连，这不仅造成许多手机电路的损坏，更严重的造成爆炸。人们不断的研究，从过去的直接充电，到后来的用数据线连接后充电，再到现在的用些万能充充电，科技在发展，手机充电器也在不断的改进。但是这些远远不能满足当代手机客户的需求，这会为手机用户带来不少的麻烦。人们现在追求的简
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单快捷充电方式，就促使我们不短的进步，加上目前太阳能发电技术比较成熟，人们就构思讲太阳能运用到充电器上。华为手机在目前市场上销售比较火爆，一个为华为手机充电的手机充电器以逐渐露出水面。 1.4 本课题的研究内容及主要技术参数
本课题研究是的是在单片机的控制下完成太阳能手机充电器的智能充电,该手机充电器实现了能量的自给自足，在直流电和太阳能之间随意切换。其主要运用到电压的整流、稳压滤波、以及单片机89C51智能控制电路、以及电流的A/D 转换。
1.4.1 研究内容
本课题以华为手机充电器HW-050200C3W型号为例，主要研究：手机充电的工作环境、太阳能电池板的工作状态以及手机充电器在光照情况下的工作状态。通过简单的单片机的控制电路，达到在交流电和太阳能两种情况下能够随时随地的切换电路进行充电。达到解决人们在外无法充电的问题。 1.4.2总体框架设计
太阳能电池 交流电220v 切 换 电 路 电 池
图1-1太阳能手机充电器的总体设计思路
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第二章 设计方案及原理
如图2-1为系统硬件框图，其中，主要包括三个部分：太阳能电池板到5V降压电路、移动电源充电电路、移动电源电池电压到5V输出升压电路。
5V降压电路 TPS4056充电电路 太阳能电池板 用电设备 电池 PT1301移动电源升压到5V输出升压电路 图2-1 设计框架图
2.2手机充电的内部构造
图2-2为手机充电器的内部结构图，图三为USB手机充电器HW-050200C3W电路原理图。市电经保险丝F1输入，DB1桥堆式整流、、与组成型滤波电路；滤波后的电压经变压器T1初级绕组加到开关管Q1(SW6070）的漏极。是磁阻，抑制差模干扰。DR1是压敏电阻，防止雷击等浪涌电压可能对开关电源造成的损坏。
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图2-2华为USB手机充电器内部原理图
图2-3华为USB手机充电器HW-050200C3W电路原理图
2.3 手机充电器的相关参数及运行程序
在本电路中用到集成式开关控制器FAN104，是美国Fairchild公司出品的初级反馈（PSR）PWM控制器。开关控制器FAN104采用SOIC8封装，图2-4为相关参数报告表。
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图2-4开关控制器FAN104引脚功能
启动电阻，把直流母线的高压送到FAN104的8脚，内部振荡器开始工作，2脚输出PWM脉冲，随后辅助绕组和次级绕组产生脉冲电压。辅助绕组的脉冲电压一路经二极管D6、整流给FAN104供电；另一路经电阻与分压（滤波杂波）加到内部电压误差放大器反相端（见下文），与同相端的精密基准电压比较，输出放大的电压误差信号COMV，控制2脚输出PWM的占空比。 FAN104的1脚用于检测开关管的峰值电流，并联电阻的压降正比于其电流。在恒流输出时，1脚检测的正比于开关管的峰值电流的电压，加到内部电流误差放大器反相端，与同相端的精密基准电压比较，输出放大的电流误差信号COMI，控制2脚输出PWM的占空比。
本电路省去了光耦、降低了成本。但因输出电压与、及初次匝比有关，因此一旦确定了初次匝比，若要设计输出电压为5V，则、的比值就定了，实际选择、的阻值时，未必符合标准系列。比如，电路图中、 的值都不是标准系列的阻值。 若把接地端断开串接不同电阻到，负载时（给充电宝充电）输出电压也不同：串接的电阻越大，输出的电压越低。比如，820Ω时，开关频率约为57kHz，输出电压为4.80V；1.5kΩ时，开关频率约为40kHz，输出电压为4.64V。
如图2-5所示空载与负载（给充电宝充电）时，FAN104的2脚与开关管漏极的电压波形。当负载加重时，工作频率提高到85kHz且不再随负载加重而提高。
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