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1、- 大 学毕业设计（论文）太阳能无线充电系统设计年 级: 学 号: 姓 名: 专 业: 指导老师: -年-月大学毕业设计（论文）摘 要太阳能是取之不尽用之不竭的清洁能源，在化石燃料日益枯竭的当下，各国都在开发太阳能相关发电产品。而无线充电技术的发展已有一段时间，从第一代电感技术到目前第二代磁共振技术的发展，极大的推动无线充电将成为主流充电技术之一愿景。美国家庭任何时刻平均有 10 台设备正连接电源，而随着互联设备的发展，这一数字还将继续增长。通过无线充电技术，用户可以同时充电多台设备，而不必使用任何线缆。未来，用户更可以使用同一无线充电板给多个设备无线充电，例如智能手机、智能手表和平板电脑充电
2、，从而摆脱多种多样的有线充电器。本文设计一套太阳能无线充电系统，将太阳能转换成电能，然后通过无线供电方式，为手机等设备供电。首先，项目进行了相关文献查阅，帮助我们了解到目前太阳能无线充电系统的结构特点；然后寻找适合本系统的配件和元件，并采用 PROTEL 软件绘制原理图和PCB 图，最后将 PCB 加工、焊接，得到太阳能无线充电系统硬件电路；最后针对实物进行数据测试和计算，获得电路相关电气参数。关键词：太阳能；无线充电；关键词：太阳能；无线充电；PROTELPROTEL；测试；测试；大学毕业设计（论文）第 II 页 共 23 页AbstractSolar energy is inexhaust
3、ible be inexhaustible clean energy, fossil fuels in the increasing depletion of the moment, all the countries in the development of solar energy related power products. And the development of the existing wireless charging technology for a period of time, from the development of the first generation
4、 to the second generation of inductance technology of magnetic resonance technology, greatly promoting wireless charging will become the mainstream of the charging technology vision. The average 10 devices are connected with the power supply has America family at any time, and with the development o
5、f Internet device, this figure will continue to grow. Through the wireless charging technology, the user can simultaneously charging multiple devices, without the use of any cable. The future, users can use the same wireless charging plate for a plurality of devices such as wireless charging, intell
6、igent mobile phone, tablet computer intelligent watch and charging, so as to get rid of various cable charger.This paper designs a solar powered wireless charging system, converting solar energy into electrical energy, and then through the wireless power supply mode, the power supply equipment such
7、as mobile phone.First of all, the project of the related documents, help us to understand characteristics of the structure of the current solar wireless charging system; and then look for the system of parts and components, and uses the PROTEL software to draw the schematic and PCB map, finally the
8、PCB machining, welding, get the sun can wireless charging system hardware circuit; finally based on real data the test and calculation, obtain the relevant electrical parameters of circuit.Keywords: Solar energy ;wireless charging; PROTEL; test;大学毕业设计（论文）第 III 页 共 23 页大学毕业设计（论文）第 IV 页 共 23 页目 录第 1 章
9、绪 论.11.1 太阳能的意义.11.1.1 化石能源11. 1.2 太阳能介绍.11.1.3 太阳能资源及其开发利用特点21.2 无线充电器的意义3第 2 章太阳能无线充电器总体电路设计.42.1 总体电路设计需求.42.2 总体电路结构设计.42.3 配件选型.52.3.1 太阳能电池板选型52.3.2 无线电力发射芯片选型52.3.3 无线电力接收芯片选型62.3.4 单片机选型62.3.5 A/D 转换芯片选型72.3.5 5V 降压芯片选型7第 3 章太阳能无线充电系统硬件电路设计.83.1. 电气原理图设计83.1.1 无线电力发射电路设计83.1.2 无线电力接收电路设计83.1
10、.3 5V 降压电路设计93.1.4 单片机系统电路设计103.2 PCB 电路设计113.3 硬件焊接.123.4 硬件调试.133.5 性能测试.13第 4 章太阳能无线充电系统软件设计.134.1 软件系统总体流程设计.134.2 PCF8591 程序设计 .144.3 1602 液晶屏设计.15第 5 章总结与展望.155.1 总结.15大学毕业设计（论文）第 V 页 共 23 页5.2 展望.15致 谢16参考文献17大学毕业设计（论文）第 1 页 共 23 页第 1 章 绪 论1.1 太阳能的意义太阳能的意义1.1.1 化石能源化石能源目前，全球使用的能源中，化石能源占很大比重。但
11、是，由于化石能源是不可再生能源，所以带来的问题也非常多。主要有以下几个方面：(1)能源短缺：由于常规能源的有限性和分布的不均匀性，造成了世界上大部分国家能源供应不足，不能满足其经济发展的需要。从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到 2020 年，天然气也只能 延续到 2040 年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年。因此，如不尽早设法解决化石能源的替代能源，人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面；(2)环境污染 ：当前，由于燃烧煤、石油等化石燃料，每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空，使大气环境遭到严重污染，直接影响居民的身体健康和生活质量；局部地区形成酸雨，严重污染水土。这些问题最终
12、将迫使人们改变能源结构，依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决；(3)温室效应：化石能源的利用不仅造成环境污染，同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应，引起全 球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程，其影响甚至已超过了对环境的污染，有关国际组织已召开多次会议，限制各国二氧化碳等温室气体的排放量。11. 1.2 太阳能介绍太阳能介绍太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的
13、称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。1大学毕业设计（论文） 第 2 页 共 23 页二十世纪 50 年代，太阳能利用领域出现了两项重大技术突破：一是 1954 年美国贝尔实验室研制出 6的实用型单晶硅电池，二是 1955 年以色列 Tabor 提出选择性吸收表面概念和理论并研制成功选择性太阳吸收涂层。这两项技术突破为太阳能利用进入现代发展时期奠定了技术基础。270 年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太
14、阳能和可再生能源的热潮。1973 年，美国制定了政府级的阳光发电计划，1980 年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投入达 8 亿多美元。1992 年，美国政府颁布了新的光伏发电计划，制定了宏伟的发展目标。日本在 70年代制定了“阳光计划”，1993 年将“月光计划”（节能计划） 、 “环境计划”、 “阳光计划”合并成“新阳光计划”。德国等欧共体国家及一些发展中国家也纷纷制定了相应的发展计划。90 年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议，讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约，设立国际太阳能基金等，推动全球太阳能和可再生能源的开发利用。开发利用太阳能和可再生能源成为国际
15、社会的一大主题和共同行动，成为各国制定可持续发展战略的重要内容。21.1.3 太阳能资源及其开发利用特点太阳能资源及其开发利用特点 (1)储量的“无限性” 太阳能是取之不尽的可再生能源，可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是 1.61023kW，其中到达地球的能量高达 81013kW，相当于 6109t 标准煤。按此计算，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约 1.8921013 千亿 t，是目前世界主要能源探明储量的一万倍。太阳的寿命至少尚有 40 亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性，太阳能具有储量的“无限性”，取之不尽，用之
16、不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。1(2)存在的普遍性 虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。1大学毕业设计（论文） 第 3 页 共 23 页(3)利用的清洁性 太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。1(4)利用的经济性 可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税” ，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入
