1 方案設計

太陽能是天然可再生能源。它資源豐富
，既可無限製的免費使用，又無需運輸
，對環境無任何汙染。目前 雪域高原是我國汙染最輕
、環huan境jing保bao護hu最zui好hao的de地di區qu，西xi藏zang作zuo為wei我wo國guo乃nai至zhi亞ya洲zhou重zhong要yao的de生sheng態tai安an全quan屏ping障zhang
，生sheng態tai環huan境jing的de保bao障zhang至zhi關guan重zhong要yao。本ben設she計ji基ji於yu西xi藏zang地di區qu豐feng富fu的de太tai陽yang能neng資zi源yuan和he zangqurenmendeshenghuoxianzhuangdedekaolv
，liyongtaiyangnenggongdianbingjieherenmenrichangshenghuosuoxuersheji。jifuhehuanbaoyaoqiuyoufangbianxiedai，jiejuelexizangdiqurenminjibenderichangyongdianxuyao，kezuoweilv 色環保產品推廣，具有一定的市場價值。

2 硬件電路設計

2.1 硬件框圖結構設計

本文整體設計硬件框圖結構如圖1所示，電源箱有太陽光和常規市電兩路能量來源。當蓄電池饋電時，在 陽光充足的情況下首先利用太陽能充電
，其次通過220 V電dian源yuan給gei蓄xu電dian池chi充chong電dian。兩liang種zhong輸shu入ru方fang式shi相xiang結jie合he，方fang便bian而er且qie環huan保bao。將jiang兩liang種zhong輸shu入ru能neng量liang通tong過guo濾lv波bo穩wen壓ya電dian路lu
，然ran後hou給gei蓄xu電dian池chi進jin行xing充chong電dian。其qi中zhong的de過guo充chong過guo放fang保bao護hu電dian路lu主zhu要yao是shi利li用yong繼ji電dian 器電路模塊檢測蓄電池的電量

；當過充的時候斷開充電主回路；當蓄電池電壓降到一定範圍的時候接通充電回路
；當檢測到過放的時候斷開用電器電路，防止過充過 放
，起到對蓄電池保護的作用
，整個電路都是由蓄電池供電。該係統有多路輸出端口，既可供LED 照明和為手機、MP3、收音機等多種數碼產品充電還可輸出220 V交流電壓供小功率家用電器工作。


2.2 市電供電模塊

本設計所有電路均基於Multisim仿真軟件的應用。圖2 為市電充電模塊電路，當電源接通後紅色指示燈LED1 點亮，否則熄滅。此電路通過變壓器和電橋電路將220 V 市電轉為28.4 V 直流電壓，再經過RC 振蕩電路進行濾波穩壓後送入LM7815三端穩壓模塊，輸出穩定的直流15 V 電壓，然後通過過衝保護電路給蓄電池充電。開關Key1為供電模式手動選擇開關，當開關J1連接時為選擇市電充電，則紅色LED1 亮。開關J2 連接時為選擇太陽能充電，則紅色LED2亮
，如1、2所示。


2.3 太陽能供電模塊

在圖3所示的太陽能供電模塊電路中。當Key1接J2時
，選擇太陽能係統供電
，此時紅色LED2點亮。電路首先通過整流二極管1N5404整流，然後經RC濾波電路濾波，最後通過穩壓二極管1N47744 將電壓穩定為直流15 V,再通過過充保護電路為蓄電池充電。其中1N5404矽整流二極管
，其最大反向峰值電壓為400 V,最大半波整流電流為3 A。穩壓二極管1N4744最大功耗為1 mW,穩定電壓為15 V,最大電流是57 mA。

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2.4 過充過放電路

如圖所示為過充過放保護電路，本設計主要基於三端可調分流基準源TL431和繼電器的應用，實現對鉛蓄電池充放電保護。如圖4所示
，為過充保護電路
，供電模塊通過繼電器為蓄電池充電
，當電路檢測到蓄電池電壓大於13 V 時
，綠色LED4 亮，繼電器將開關向下吸合
，斷開充電回路，實現過充保護。


如圖5所示

，為過放保護電路

，蓄電池電壓大於12 V時LED6燈亮
，繼電器向下吸合為負載提供能量，當蓄電池電壓低於10.5 V時繼電器向上斷開放電回路，實現過放保護。


2.5 輸出端口

圖6所示為電源箱的輸出端口部分設計圖，其主要采用LM78XX 係列三端集成穩壓器來得到穩定電壓的輸出。當LM78XX 係列三端集成穩壓器輸出電流較大或工作時間較長
，LM78XX 散熱較大，應加散熱器。

圖6（a）是輸出穩定9 V供收音機工作。圖6（b）為USB接口電路，實際電源箱將輸出多個不同類型的接口供數碼產品充電，例如圖6（b）手機USB充電部分，三端集成穩壓器 LM7805得到穩定直流5 V 輸出
，由於手機充電需要的電壓為（5±0.5） V,此時剛好適合手機進行充電

，當紅色LED3 亮起時說明此時可以為手機充電了。圖6（c）和（d）均接照明負載

，當開關Key2和Key3接通時
，通過調節滑動變阻器R2，R3可改變光照強弱
，進而 達到使用者所需的光照強度，增加了設計的人性化。

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