图3 供电电路
2.4 充电电路设计
该电路是通过单片机对充电电路的控制从而实现对电池的充电，起到开关作用。并且电路中加入了LED灯，从而显示充电器是否工作。电路如图5所示。
3 软件部分的设计
本系统的软件采用C 语言来编写，所有代码在UV2下编译调试。软件程序设计主要检测电源输出电压的大小，从而对判断是否对电池进行充电，同时单片机通过自身休眠来减小功耗，提高效率。程序主流程图如图6所示，休眠时间控制流程图如图7所示。
4 测试方法与结果
（1） 当输入电压[Ui]为10～20 V时，取电源内阻[Rs]为100 Ω，可充电池的内阻[Rc]为0.1 Ω，由理论计算得：
[Ic>（Es-Ec）（Rs+Rc）]
即：
[Ic>（20-3.6）（100+0.1）=163.8 mA]
图5 充电电路
图6 主流程图
图7 休眠时间控制流程图
实际测量时[Ic=]164.6 mA>163.8 mA，满足了设计的要求。测试数据见表1。
本设计的工作效率由输出电压[U*out]与输出电流[Iout]的乘积比上输入的电压[Uin]与电流[Iin]的乘积。即：
[η=（Uout*Iout）（Uin*Iin）]
（2） 当[Ui]从0逐渐升高时，能启动充电功能的[Ui]为0.28 V；当[Ui]为0时，系统最大反向充电电流仅为0.09 mA。
表1 高压参数表
[[Es] /V＼&[Uin] /V＼&[Iin] /mA＼&[Uout] /V＼&[Iout] /mA＼&[η]/%＼&5.8＼&5.07＼&7.89＼&3.54＼&0.203＼&1.80＼&6＼&5.13＼&8.85＼&3.55＼&1.545＼&12.08＼&7＼&5.51＼&15.39＼&3.64＼&9.01＼&38.68＼&8＼&5.71＼&23.6＼&3.75＼&19＼&52.87＼&9＼&5.49＼&46.2＼&3.57＼&34＼&47.86＼&10＼&5.49＼&46.2＼&3.57＼&46.21＼&65.04＼&11＼&5.55＼&55.9＼&3.57＼&57.3＼&65.94＼&12＼&5.54＼&65.6＼&3.58＼&68.5＼&67.48＼&13＼&5.56＼&75.5＼&3.56＼&80.1＼&67.93＼&14＼&5.59＼&85.8＼&3.6＼&92.1＼&69.13＼&15＼&5.61＼&96.6＼&3.6＼&104.6＼&69.49＼&16＼&5.64＼&106.2＼&3.61＼&115.8＼&69.79＼&17＼&5.66＼&116.5＼&3.62＼&127.8＼&70.16＼&18＼&5.69＼&127.7＼&3.63＼&140.8＼&70.34＼&19＼&5.71＼&137.2＼&3.64＼&151.9＼&70.58＼&20＼&5.74＼&147.3＼&3.64＼&164.6＼&70.43＼&]
5 结 语
本文设计并实现了一种基于单片机的直流电能收集充电器，该充电器在输入电压低至1 V的情况下仍能将能量传递至3.6 V以上的可充电池中。同时制作了实验样机并对实验样机进行了测试。实验结果表明该充电器具有工作电压范围宽，效率高，适应性强、可靠性好等优点。从一定程度上解决了废弃电池能源的浪费及对环境的污染。
参考文献
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[7] 张毅刚.MCS?51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997.
相关专题：广东工业大学图书馆 福建自贸区与一带一路
