太阳能智能充电器单片机控制技术

2021-10-21周欐颜

信息记录材料 2021年9期

关键词：充电器控制技术用电

周欐颜

（常州刘国钧高等职业技术学校江苏常州 213000）

1 引言

在市面上常见的便携电子设备充电方式中，太阳能智能充电是比较少见的，传统的充电方式随机性较差，且对新能源和清洁能源的应用率也不高。因此，研究太阳能智能充电系统单片机控制技术几乎已经成为必然趋势，需要行业内工作人员深入探讨。

2 太阳能智能充电器工作原理

太阳能智能充电器主要是使用太阳能电池板对能源进行收集，从而将在自然环境中获得的太阳能转换成电能，属于一种半导体器件。在使用单片机控制电压采集器时，行业内工作人员可以实时采集用电设备充电的电压，同时将电压随时体现在液晶屏当中。显然此种工作方式十分便捷，工作人员能够通过显示屏上面体现的数据，实时观察便携式用电设备的充电详情。且在单片机测试获得基准电压之后，工作人员就能够修正用电设备的实际充电情况，也就是可以保障用电设备始终处于最合理的用电状态下。在太阳能智能充电器工作的过程中，一旦用电设备的电池充满，工作人员还可以利用单片机控制技术将电源切断，保障设备电池的使用寿命得以延长。

显而易见的是，“互联网+”背景下太阳能智能充电系统，设计过程中已经有了与大数据之间的接口，工作人员可以使用无线通信系统将与用电设备相关的信息传输到云端，最终实现和用电设备终端的智能互联与信息交换效果。

3 太阳能智能充电器设计

3.1 单片机最小系统

太阳能智能充电器中使用的主要是51系列单片机，这些可以作为主控制器使用，其中最小的控制系统就是由时钟电路和复位电路等零件组成。

3.2 太阳能充电电源系统

实际上太阳能电池板中获得的电能并不能直接为单片机带来动力，同样也不能直接给便携式电子产品充电，而是需要经过降压和稳压处理之后，才能够为单片机提供其运转所需要的电压。在单片机控制过程状态下的太阳能智能充电器，普遍需要使用LM2675的电源管理模块进行相关的电压降压操作，即稳定控制工作。上述模块系列当中，开关稳压和集成，都能够在充电器的内部构成固定振荡器，而工作人员需要做的则是使用较少的外围器件，构成相对高效和稳定的电路结构。这样做能够在较大程度上缩小散热片体积，对于太阳能智能充电器电源系统来讲，大部分情况下对于散热片的需求程度也不高。当前我国太阳能智能充电器当中，普遍都有比较完善的保护电路，其中包含但不限于电流限制和热关断路，芯片也能为充电器提供稳定的外部控制引脚。简单讲就是在太阳能智能充电器当中安装LM2575处理模块之后，电压竟能够经过模块处理直接进行便携式设备充电工作。

3.3 斩波电路设计

太阳能智能充电器一般情况下使用的工作原理是降压斩波。

在斩波电路原理图中，V代表的是全控器件，使用的续流二极管是IGBTD[1]。观察全控器件中的栅极波形，即UGE，可以发现在全控器件通态时，Ui就能够向负载进行供电工作，此时UD=Ui。在V处于断态时，负载电流就能经过二极管，即D进行续流，这时的电眼UD几乎等于0，运行一个周期T结束之后，再驱动导通V之后，就要重复上一周期的工作过程。整个过程中负载电压平均值的计算公式如下[2]。

公式（1）中，ton表示V处于连通状态的时长，而toff则是V处于切断状态时的区间，T=开关周期，α=导通比，简而言之就是α=ton/T。同时，公式当中的输出到负载的电压平均值，即Uo最大等于Ui，工作人员减小占空比α之后，Uo就会同步减小，且输出电压＜输入电压，这也是此种电路名称的由来。

3.4 电压采集系统

太阳能智能充电器当中的电压监控系统使用的一般是PCF8591芯片，此种芯片属于单片集成结构，供电方式是单独供电，同时具有功耗很低的优势。该芯片的模拟输入有4个，模拟输出和串行I2C总线接口均有一个[3]。芯片当中的3个地质引脚都能够应用在硬件地址编程当中，且可以兼容同样的I2C总线，也能介入8个该芯片的器件，且不需要添加额外的硬件。此种特点促使这种芯片能够更加方便地纳入物联网当中，最终促使物联网设备当中的信息交换工作有效落实。

3.5 液晶显示电路设计

太阳能智能充电器的液晶显示电路设计工作可以以某充电器为例，该充电器当中使用的显示器是LCD1602，这种显示器能够有效实现人机对话的要求[4]。它使用了11根数据线保障人机交互功能得以实现，其中有3根控制线是并口形式，另外8根则是能够直接连接到单片机的并行口当中。

4 太阳能智能充电器单片机控制技术

4.1 功能特点

在功能的层面分析，工作人员若具备合理应用单片控制技术的能力，就能够对数据展开自动化的运算和结果存储。显然，太阳能智能充电器当中的单片机里，计算器元件属于至关重要的组成部分，具备强大的数据运算功能，工作人员利用该功能能够高效率地完成充电器系统当中多个数据之间的运算，再在记忆器组成部件的辅助下对运算过程中产生的多个数据结果实现良好存储。

除重视数据计算和存储功能之外，工作人员还需要关注充电器中单片机控制系统的中央处理器功能，这能够保障暂停命令在程序当中的效果，可以实现充电器运行过程中指令中断的操作。数据通信技术显然会对单片机控制技术的运行产生直接影响，在这一技术的辅助下，工作人员就能够完成数据的传输和交换工作，也能保障相关数据交换处理的科学性。

一般太阳能智能充电器当中的单片机外围设备都有相似的功能，即在设备中计算机和中央处理器发挥自身价值的同时，不需要外围设备的辅助也能保障工作质量，但一旦设备当中的某一单片机产生功能问题，就需要简单对外围设备进行处理，如更换零件、数据转移等，都是为了保障单片机可以在太阳能智能充电器垫片控制技术的落实当中发挥自己应有的价值。

4.2 控制原理

在太阳能智能充电器的工作当中，弱电控制强电是很常见的情况[5]。单片机技术作为核心控制技术，在整个电力系统运行的过程中都能够起到十分重要的作用。这种工作的控制原理在于，能够对电路中的二极、三极管和继电器进行相对科学的使用，合理处理之后，就能够控制强电设备。

例如，在太阳能智能充电器当中的容器恒温控制系统里，单片机控制技术能够在掌握控制传感器温度的过程中，实现实时测温的目的，也能够高效处理后期获得的温度测量数据。除此之外，单片机控制技术还可以按照太阳能智能充电器的工作规律，对容器的恒温控制系统展开全面判断，自动对比温度技术就是该技术中的辅助内容，一旦实际容器的温度在设定数值以上或以下，单片机控制技术人员就可以调整电路系统温度。

5 太阳能智能充电器单片机控制技术的应用

5.1 推进现代化发展

太阳能智能充电器单片控制技术使用过程中，该技术一出现就获得了比较广泛的应用，尤其是在强电控制方面，对相关问题的缓解程度很高。若工作人员根据设备进行合理使用，具体的控制技术现代化程度必然有所提升，整个充电器也能更加智能化。在太阳能智能充电器中全面使用单片机控制技术的价值十分明显，一方面工作人员可以确保单片机在自身智能化全面收集控制信息的同时，提升数据处理工作的有效性，也能保障充电器副功能时效性提升。另一方面，充电器未来发展过程中单片控制技术的应用，也能为后续太阳能智能充电器的应用奠定稳定基础。

5.2 保障控制工作时效性

在太阳能智能充电器的研究过程中，加入单片机控制技术能够全面提升充电器整体控制时效性，在目前我国相关行业的发展状态背景下分析，单片机控制技术的应用能够促使智能充电器的安全性更强。单片机自身作为一项单独的智能计算机系统，在充电器智能系统的应用过程中，有很高的数据传输价值，既能够保障对周边环境信息采集的全面程度，又能够在此基础上落实控制反馈工作，实现对充电器和便携式电子产品最终控制的目的。

5.3 提升控制工作准确性

未来人们对便携式电子产品的依赖程度必然越来越大，太阳能智能充电器研发行业当中的工作人员需要先明确市场先进技术和需求，才能够保障单片机控制技术的应用时效性和灵活性更高，达到避免资源浪费的效果。如一旦充电器产生异常情况，单片机控制技术就能够在智能计算机系统的帮助下，对相关故障进行识别，最终作出自动化和智能化程度更强的决策，尽可能提升控制技术落实效果。