基本信息
- 项目名称：
- 基于MSP430的高效节能太阳能充电控制器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 太阳能充电器的核心为直流电源变换器，为保证系统的可靠性，在电路工作的时候实时监测输入电压及输出电流，在输入电压不足和输出过流时做出相应的保护动作。采用超低功耗单片机MSP430作为主控芯片，电路在不工作的时候能自动进入休眠状态，以降低其能耗，提高充电效率。该装置在无人监守区自动运行，增加了自动充电功能，并通过GSM模块返回充电信息到控制台（如手机），控制台也可以通过短信方式对充电器进行实时控制。
- 详细介绍：
- 随着能源的日益短缺以及人们环保意识的加强，新能源的利用进入了人们的生活，而作为绿色新能源的太阳能源得到了广泛关注。太阳能充电器的核心为直流电源变换器，为保证系统的可靠性，在电路工作的时候实时监测输入电压及输出电流，在输入电压不足和输出过流时做出相应的保护动作。系统采用超低功耗单片机MSP430作为主控芯片，控制器监测和控制电路应该采用间歇工作方式，电路在不工作的时候能自动进入休眠状态，以降低其能耗，提高充电效率。 太阳能电池电动势Es在一定范围内缓慢变化，当Es为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。由于Es的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗，能够最大程度地减少自身功耗，提高充电效率。 在阳光下，通过光能转换为电能并通过控制电路储存到内置蓄电池，也可以直接把光能产生的电能对手机或其它电子数码产品充电，在没有太阳光的情况下，可以通过交流电转化直流电并通过控制电路储存到内置电池。 充电器自身有过流保护、短路保护，自动显示充放电状态、系统工作状态以及负载工作状态；人机交互功能。可通过GSM模式以短信方式监控充电器的运行状态并对其进行控制。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 技术特点： （1）输入电压波动范围大，可以达到6-20V； （2）输出电流大，达到0.2A-2A，可以对电池进行快速充电。 （3）充电效率高，达到85%以上； （4）保护措施到位，具有欠压、过流保护功能，排除故障后，电源能自动恢复为正常状态； （5）能耗低，电路不工作时进入低功耗状态，消耗电流小于10mA； （6）良好的人机交互功能，采用液晶显示各种运行状态信息；能通过GSM发送当前信息（时间日期，具体故障信息），通过用户手机短信方式可以控制系统的运行状态； （7）输出空载检测并自动进入节能模式； （8）充电模式多样，有四种充电模式（自动、快速、慢速、USB）可供用户选择可以给不同种类的电池充电。 该作品可用于无人监守区（如海上灯塔、变电站等）给电气设备的电池自动充电，成本低廉，能源取自自然，绿色无污染。
科学性、先进性
- 充电方法不同于一般充电方式，既可恒流充电，又可恒压充电，也可将两者结合进行自动化地调节。以实现充电效率的最大化为核心，兼顾可靠性，本装置带有欠压、过流保护，能有效防止充电器自身发生故障及保护充电电池。 此外，为了能让该装置在无人监守区自动运行，增加了自动充电功能，并通过GSM模块返回充电信息到控制台（如手机），控制台也可以通过短信方式对充电器进行实时控制。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年4月28日获西南交通大学“扬华杯”一等奖。
作品所处阶段
- 已完成成品制作。
技术转让方式
- 非专利技术转让。
作品可展示的形式
- 实物展示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 充电器自身有过流保护、短路保护，自动显示充放电状态、系统工作状态以及负载工作状态；人机交互功能。可通过GSM模式以短信方式监控充电器的运行状态并对其进行控制。 该装置在无人监守区自动运行，增加了自动充电功能，并通过GSM模块返回充电信息到控制台（如手机），控制台也可以通过短信方式对充电器进行实时控制。
同类课题研究水平概述
- 作为一种新兴的能源产业，太阳能充电器由于采用普遍存在的、清洁和无限的太阳能作为资源，前景良好，潜力无限。 尽管拥有广阔的市场机会以及不断扩大的应用领域，但高技术门槛和高额成本阻碍了我国充电器生产厂商迈入该行业的步伐，政府支持的缺乏以及行业标准的缺失同样限制了其发展。我国厂商预计，该行业的真正飞跃至少需要5年时间的酝酿。 当前，我国厂商把太阳能充电器归类为高端产品，主要面向海外市场。我国生产的太阳能充电器90%以上都供出口，通常发往欧洲、美国、亚洲、澳大利亚和非洲。厂商还通过与海外合作商合作以打入欧洲以外的市场，从而拓宽出口目的地。
