太陽能智能充電器單片機控制技術

周欐顏

（常州劉國鈞高等職業技術學校 江蘇 常州 213000）

1 引言

在市面上常見的便攜電子設備充電方式中，太陽能智能充電是比較少見的，傳統的充電方式隨機性較差，且對新能源和清潔能源的應用率也不高。因此，研究太陽能智能充電系統單片機控制技術幾乎已經成為必然趨勢，需要行業內工作人員深入探討。

2 太陽能智能充電器工作原理

太陽能智能充電器主要是使用太陽能電池板對能源進行收集，從而將在自然環境中獲得的太陽能轉換成電能，屬于一種半導體器件。在使用單片機控制電壓采集器時，行業內工作人員可以實時采集用電設備充電的電壓，同時將電壓隨時體現在液晶屏當中。顯然此種工作方式十分便捷，工作人員能夠通過顯示屏上面體現的數據，實時觀察便攜式用電設備的充電詳情。且在單片機測試獲得基準電壓之后，工作人員就能夠修正用電設備的實際充電情況，也就是可以保障用電設備始終處于最合理的用電狀態下。在太陽能智能充電器工作的過程中，一旦用電設備的電池充滿，工作人員還可以利用單片機控制技術將電源切斷，保障設備電池的使用壽命得以延長。

顯而易見的是，“互聯網+”背景下太陽能智能充電系統，設計過程中已經有了與大數據之間的接口，工作人員可以使用無線通信系統將與用電設備相關的信息傳輸到云端，最終實現和用電設備終端的智能互聯與信息交換效果。

3 太陽能智能充電器設計

3.1 單片機最小系統

太陽能智能充電器中使用的主要是51系列單片機，這些可以作為主控制器使用，其中最小的控制系統就是由時鐘電路和復位電路等零件組成。

3.2 太陽能充電電源系統

實際上太陽能電池板中獲得的電能并不能直接為單片機帶來動力，同樣也不能直接給便攜式電子產品充電，而是需要經過降壓和穩壓處理之后，才能夠為單片機提供其運轉所需要的電壓。在單片機控制過程狀態下的太陽能智能充電器，普遍需要使用LM2675的電源管理模塊進行相關的電壓降壓操作，即穩定控制工作。上述模塊系列當中，開關穩壓和集成，都能夠在充電器的內部構成固定振蕩器，而工作人員需要做的則是使用較少的外圍器件，構成相對高效和穩定的電路結構。這樣做能夠在較大程度上縮小散熱片體積，對于太陽能智能充電器電源系統來講，大部分情況下對于散熱片的需求程度也不高。當前我國太陽能智能充電器當中，普遍都有比較完善的保護電路，其中包含但不限于電流限制和熱關斷路，芯片也能為充電器提供穩定的外部控制引腳。簡單講就是在太陽能智能充電器當中安裝LM2575處理模塊之后，電壓竟能夠經過模塊處理直接進行便攜式設備充電工作。

3.3 斬波電路設計

太陽能智能充電器一般情況下使用的工作原理是降壓斬波。

在斬波電路原理圖中，V代表的是全控器件，使用的續流二極管是IGBTD[1]。觀察全控器件中的柵極波形，即UGE，可以發現在全控器件通態時，Ui就能夠向負載進行供電工作，此時UD=Ui。在V處于斷態時，負載電流就能經過二極管，即D進行續流，這時的電眼UD幾乎等于0，運行一個周期T結束之后，再驅動導通V之后，就要重復上一周期的工作過程。整個過程中負載電壓平均值的計算公式如下[2]。

公式（1）中，ton表示V處于連通狀態的時長，而toff則是V處于切斷狀態時的區間，T=開關周期，α=導通比，簡而言之就是α=ton/T。同時，公式當中的輸出到負載的電壓平均值，即Uo最大等于Ui，工作人員減小占空比α之后，Uo就會同步減小，且輸出電壓＜輸入電壓，這也是此種電路名稱的由來。

3.4 電壓采集系統

太陽能智能充電器當中的電壓監控系統使用的一般是PCF8591芯片，此種芯片屬于單片集成結構，供電方式是單獨供電，同時具有功耗很低的優勢。該芯片的模擬輸入有4個，模擬輸出和串行I2C總線接口均有一個[3]。芯片當中的3個地質引腳都能夠應用在硬件地址編程當中，且可以兼容同樣的I2C總線，也能介入8個該芯片的器件，且不需要添加額外的硬件。此種特點促使這種芯片能夠更加方便地納入物聯網當中，最終促使物聯網設備當中的信息交換工作有效落實。

3.5 液晶顯示電路設計

太陽能智能充電器的液晶顯示電路設計工作可以以某充電器為例，該充電器當中使用的顯示器是LCD1602，這種顯示器能夠有效實現人機對話的要求[4]。它使用了11根數據線保障人機交互功能得以實現，其中有3根控制線是并口形式，另外8根則是能夠直接連接到單片機的并行口當中。

4 太陽能智能充電器單片機控制技術

4.1 功能特點

在功能的層面分析，工作人員若具備合理應用單片控制技術的能力，就能夠對數據展開自動化的運算和結果存儲。顯然，太陽能智能充電器當中的單片機里，計算器元件屬于至關重要的組成部分，具備強大的數據運算功能，工作人員利用該功能能夠高效率地完成充電器系統當中多個數據之間的運算，再在記憶器組成部件的輔助下對運算過程中產生的多個數據結果實現良好存儲。

除重視數據計算和存儲功能之外，工作人員還需要關注充電器中單片機控制系統的中央處理器功能，這能夠保障暫停命令在程序當中的效果，可以實現充電器運行過程中指令中斷的操作。數據通信技術顯然會對單片機控制技術的運行產生直接影響，在這一技術的輔助下，工作人員就能夠完成數據的傳輸和交換工作，也能保障相關數據交換處理的科學性。

一般太陽能智能充電器當中的單片機外圍設備都有相似的功能，即在設備中計算機和中央處理器發揮自身價值的同時，不需要外圍設備的輔助也能保障工作質量，但一旦設備當中的某一單片機產生功能問題，就需要簡單對外圍設備進行處理，如更換零件、數據轉移等，都是為了保障單片機可以在太陽能智能充電器墊片控制技術的落實當中發揮自己應有的價值。

4.2 控制原理

在太陽能智能充電器的工作當中，弱電控制強電是很常見的情況[5]。單片機技術作為核心控制技術，在整個電力系統運行的過程中都能夠起到十分重要的作用。這種工作的控制原理在于，能夠對電路中的二極、三極管和繼電器進行相對科學的使用，合理處理之后，就能夠控制強電設備。

例如，在太陽能智能充電器當中的容器恒溫控制系統里，單片機控制技術能夠在掌握控制傳感器溫度的過程中，實現實時測溫的目的，也能夠高效處理后期獲得的溫度測量數據。除此之外，單片機控制技術還可以按照太陽能智能充電器的工作規律，對容器的恒溫控制系統展開全面判斷，自動對比溫度技術就是該技術中的輔助內容，一旦實際容器的溫度在設定數值以上或以下，單片機控制技術人員就可以調整電路系統溫度。

5 太陽能智能充電器單片機控制技術的應用

5.1 推進現代化發展

太陽能智能充電器單片控制技術使用過程中，該技術一出現就獲得了比較廣泛的應用，尤其是在強電控制方面，對相關問題的緩解程度很高。若工作人員根據設備進行合理使用，具體的控制技術現代化程度必然有所提升，整個充電器也能更加智能化。在太陽能智能充電器中全面使用單片機控制技術的價值十分明顯，一方面工作人員可以確保單片機在自身智能化全面收集控制信息的同時，提升數據處理工作的有效性，也能保障充電器副功能時效性提升。另一方面，充電器未來發展過程中單片控制技術的應用，也能為后續太陽能智能充電器的應用奠定穩定基礎。

5.2 保障控制工作時效性

在太陽能智能充電器的研究過程中，加入單片機控制技術能夠全面提升充電器整體控制時效性，在目前我國相關行業的發展狀態背景下分析，單片機控制技術的應用能夠促使智能充電器的安全性更強。單片機自身作為一項單獨的智能計算機系統，在充電器智能系統的應用過程中，有很高的數據傳輸價值，既能夠保障對周邊環境信息采集的全面程度，又能夠在此基礎上落實控制反饋工作，實現對充電器和便攜式電子產品最終控制的目的。

5.3 提升控制工作準確性

未來人們對便攜式電子產品的依賴程度必然越來越大，太陽能智能充電器研發行業當中的工作人員需要先明確市場先進技術和需求，才能夠保障單片機控制技術的應用時效性和靈活性更高，達到避免資源浪費的效果。如一旦充電器產生異常情況，單片機控制技術就能夠在智能計算機系統的幫助下，對相關故障進行識別，最終作出自動化和智能化程度更強的決策，盡可能提升控制技術落實效果。

6 結語

綜上所述，在單片機控制技術輔助下的太陽能智能充電器，基本上能夠滿足當下我國市面上所有便攜式電子設備對于充電功能的需求。此種技術與物聯網技術結合使用之后，更能夠對便攜式電器進行升級。且該技術的軟硬件開發成本都不高，對成本投入的要求也不嚴格，因此未來的發展前景十分可觀。