太阳能手机充电器的电路设计
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摘要: 采用MC34063、GM3583、SC801和LM2596等集成电路，设计了一种太阳能手机充电电路。该电路主要由太阳能充电器电路、锂电池保护电路、交流（市
电）充电电路和内部蓄电池充电电路组成，可利用太阳能或市电进行机充或座充两种模式的充电，以达到节能环保之目的。
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》》设计应用
部门表、用户表、库存表、申领器材表、
供应商表、申购器材表等等。[5]表结构如
四、结束语
本系统采用三层体系结构和MVC框架
图6 申领器材表图7 供应商表图8 申购器材表
进行设计，结合.NET平台和UML的分析设
计工具，设计并实现了一个界面良好，功
能较为完整的企业低值易耗品管理系统，
从而使低值易耗品进行规范化、制度化、
科学化管理，可以控制消耗，减少浪费，
提高低值易耗品的利用率，直接降低企业
运行成本，具有一定的实际意义和经济价
[1]张立厚等.管理信息系统[M].世界图书出版公司,2004.
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[5]申朝阳,宋颜浩.ASP.NET与相关数据库技术高级
指南[M].中国水利水电出版社,2005.
作者简介：杨国宾（1978—），男，硕士，讲师，
研究方向：人工智能及软件应用开发。
太阳能手机充电器的电路设计
南京信息职业技术学院微电子学院 朱宪忠 许 斌 周一航 杨 奇 张 琼
【摘要】采用MC34063、GM3583、SC801和LM2596等集成电路，设计了一种太阳能手机充电电路。该电路主要由太阳能充电器电路、锂电池保护电路、交流（市
电）充电电路和内部蓄电池充电电路组成，可利用太阳能或市电进行机充或座充两种模式的充电，以达到节能环保之目的。
【关键词】太阳能充电器；手机；锂电池
　　　　　　　　　　
手机已成为人们日常生活中必不可少
的便携式电子产品。虽然单台手机的单次
充电的耗电量看起来微不足道，但是由于
其是量大面广的产品，充耗电量却不应被
忽视。据测算，我国一年中手机消耗掉8
亿度电。另一方面，我国是太阳电池片的
生产大国，总产量已占世界1/2，但95%的
太阳电池片出口，严重依赖国外市场，增
加了产业不安全因素，急待开发国内应用
市场。本文设计一种太阳能手机充电器的
电路，符合节能环保的现代消费理念，亦
为太阳电池的广泛应用提供一种思路。
1.设计思路
如图1所示，太阳能充电器主要由太
阳能充电器电路、锂电池保护电路、交流
（市电）充电电路和内部蓄电池充电电路
组成。该充电器通常可利用太阳电池通过
太阳能充电电路对手机（机充模式）或手
机锂电池（座充模式）进行充电，达到节
能环保之目的，亦可满足野外旅行无市电
供应时的手机充电需要。但可能会遇到由
于夜晚或阴雨天这类无阳光的情况，作为
补充，该充电器可采用内部蓄电池对手机
充电，太阳能电池或市电均可作为该蓄电
池的能量来源。为了与手机锂电池充电电
路相匹配，内部蓄电池也采用锂电池，我
们选择3.7V 2000mAH的18650锂电芯，锂
电池的保护电路可避免由于过充过放对电
池自身造成永久性的损伤。
2.电路硬件设计
2.1 太阳能充电电路设计
由于自然界光照强度的随时改变会
引起太阳能电池的电压输出的不稳定，应
采用一个合适的直流的稳压电路，对太阳
电池电压输出进行稳压之后对手机电池充
电。这里使用两块串接的6V太阳能电池
板。由于手机电池和系统内部的蓄电池
都是锂电池，其充电限制电压为4.2V，
可选用MC34063 DC/DC变换器控制电路和
GM3583锂电池充电管理电路。
MC34063是一单片双极型线性集成电
路，专用于直流—直流变换器控制电路，
片内包含温度补偿带隙基准源、占空比周
期控制振荡器、驱动器和大电流输出开
关等功能，能输出1.5A的开关电源。该
IC模块的工作电压为3-40V而太阳能的输
出电压完全可满足这一条件。经MC34063
变换后可输出为5V和6.5V。图2中第一片
MC34063输出5V作为机充电源。
由于机充模式中，手机内部已有充
电保护电路，无需另行设计。对于座充模
式，可选用GM3583实现对锂电池的保护充
电。GM3583是一款完整的单节锂电池用恒
定电流/恒定电压线性充电器电路，具有
自动识别电池极性的功能，支持普通的三
灯或二灯电路指示，有短路保护功能，外
围元器件的需求量较少。该模块工作电压
为6.5V由图2中第二片MC34063提供。
图2中发光二极管E1可以用以显示太
阳能板是否有电及或粗略判断其电压高
低，须串联一个限流电阻。
2.1.1 充电电压的设定
根据图2所示，对于机充模式，第5
引脚FB是比较器的反向输入端，锂电池在
充电过程中电压不断地升高，当电压升到
4.2V时应停止充电，也就是电池电压与参
考电压相等时内部开关管关闭终止对电池
的充电。由于电池的充电管理过程是在手
机内部完成的，所以第一片MC34063将电
压降到5V即可。
在采用座充模式时，电池从手机中取
出，电池的充电由GM3583 IC模块进行管
理，GM3583的供电电压可以5-8V，其典型
值为6.5V，由第二片MC34063提供。
2.1.2 充电电流的设定
锂电池可以接受大电流的充电，但有
些市电快速充电器充电电流过大，虽可以
缩短充电时间，但大电流却很难把电池真
正的充满，亦容易造成电池变形。
在机充模式的时候，为了保护电池，
可选择200-300mA的充电电流。电流的大
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设计应用》》
图1 太阳能充电器的基本结构
图2 太阳能充电电路
图3 锂电池保护电路
图4 充电控制电路
图5 内部蓄电池充电电路
小由与第1引脚SC相连的电阻R4确定。
在采用座充模式的时候，为了提高
负载能力，将电流的值选大一些，如500-
600mA，通过R3来确定。
2.1.3 工作频率的设定及纹波的滤除
选择70KHz作为MC34063的工作频率，
对两种模式，均由C6、C5、L2、L1确定，
可分别计算得到。MC34063电路模块转
换工作的过程中在输出端产生纹波可在
电路输出端接入较大的电容滤波即可。
MC34063和GM3583电路中其他元器件的选
择根据习惯选择。
2.2 锂电池保护电路设计
UCC3952是一款单片的BICMOS工艺的
锂离子电池保护电路，可避免锂电池过充
过放，提高充电电池的工作寿命。该IC模
块每8ms对电池电压进行采样，当电池电
压低于欠压连续两个样品阀值IC断开负
载，同时进入超低功耗模式并一直保持此
图状态直到检测到有充电器的存在，然后
开启充电。当电池电压超过阀值后充电被
禁止，但放电电流还是允许的。此集成电
路模块外部元器件很简单，只需在第15引
脚CBPS与电池负极之间连接一个0.1uf的
电容，如图3所示。
2.3 交流（市电）充电电路设计
2.3.1 整流电路
交流电不能直接为蓄电池充电，必须
采用直流电，因此需要一个整流电路（电
源电路）和充电控制电路。其中整流电路
可由电源变压器、整流桥堆以及滤波电容
组成。这样220V交流电压通过降压，整流
和滤波之后形成直流输出为充电控制电路
2.3.2 充电控制电路
充电控制电路选择SC801充电控制集
成电路，最大工作电压14V，输出最大为
4.2V。该芯片内部集成了充电控制电路、
监控电流、充电状态指示电路及保护电路
等。SC801具有LDO模式、预充电模式、快
速充电模式、终止模式和检测模式共计5
种模式。利用SC801构成的锂电池充电器
电路如图4所示。
当接入电池两端电压超过2.8V时，芯
片就会进入大电流快速充电模式，并点亮
LED2，快速充电电流的大小可以调节与第
3引脚IPRGM相连的R1阻值，最大电流可达
1.5A，为了保护锂电池同时可以将充电时
间缩短一些，如可选择700mA。
预充模式主要是当电池还未充满用
来限制电池和SC801的功耗的，当电池电
压低于2.8V时，该模式就会启动，并点亮
LED2，预充电电流的最大范围10-125mA。
我们选择相对较小的电流60mA。电流的大
小可以调节与第4引脚ITERM相连的R2的阻
当电池电压达到编程所设定的4.2V
时，SC801会从一个恒流源过渡为一个恒
压源，通过电池的电流将会减少而此时的
电压保持不变，直至电流小于终止电流
SC801将会停止工作并通过把LED2关闭表
示已充满。电流大小可以调节与第4引脚
ITERM相连的R2的阻值。
接入电池后，芯片会根据电池端电压
是否低于2.8V来选择进入预充还是快充模
式。在充电结束后，芯片就会进入监测模
式，若停止充电后电池端电压降至预充的
阀值以下，芯片会重新启动对电池进行充
电，将电池充至设定的电压后停止充电。
当芯片的工作电压偏高至一定值时，其内
部的过压保护电路动作，SC801无电压输
出，同时把LED3点亮。
2.4 内部蓄电池充电电路设计
被选用的LM2596 DC-DC降压集成电路
模块，能够输出最大3A的驱动电流，同时
具有很好的的线性和负载调节特性，固定
输出版本有3.3V、5V、12V也可调节输出
1.2V-37V之间的各种电压。LM2596外部电
路简单只需要4个外接元件，如图5所示。
电解电容应靠近IC模块，耐压值至少
是输出电压的1.5倍，同时应考虑纹波过
滤这个因素。二极管开关速度快正向压降
要低，可采用肖特基二极管。为了防止输
入端出现大的瞬态电压，在输入端和地之
间要加一个铝或钽电容作旁路电容，并靠
近IC模块。电感则可根据经验来选择。
本文设计一种太阳能手机充电器的电
路，可实现座充和机充两种模式。充电器
电路包括太阳能充电电路、锂电池保护电
路、交流电充电电路和内部蓄电池充电电
路等组成。既能采用太阳电池提供能量对
手机或手机电池充电，以节省电能，又可
采用市电为电池提供能量，以满足夜晚或
阴雨天无阳光需要充电的需要。本文所设
计的太阳能充电器还存在太阳能电池板价
格较贵、充电效率较低等缺陷，这些问题
有待解决。
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训练计划(220)；江苏省基础研究计划（自然科学
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AN6914 双电压比较集成电路 AN7085N5 单片录、放音集成电路 AN7105 双声道音频功率放大集成电路 AN7106K 双声道音频功率放大集成电路 AN7108 单片立体声放音集成电路 AN710S 单片放音集成电路 AN7110E 音频功率放大集成电路 AN7114 音频功率放大集成电路 AN7116 音频功率放大 AN7815 三端电源稳压＋15V/1A集成电路 AN7818 三端电源稳压＋18V/1A集成电路 AN7820 三端电源稳压＋20V/1A集成电路 AN7824 三端电源稳压＋24V/1A集成电路 AN78L05 三端电源稳压＋5V/0.1A集成电路 AN78L06 三端电源稳压＋6V/0.1A集成电路 AN78L08 三端电源稳压＋8V/0.1A集成电路 AN78L09 三端电源稳压＋9V/0.1A集成电路 AN78L10 三端电源稳压＋10V/0.1A集成电路 AN78L12 三端电源稳压＋12V/0.1A集成电路 AN78L15 三端电源稳压＋15V/0.1A集成电路 AN78L18 三端电源稳压＋18V/0.1A集成电路 AN78L20 三端电源稳压＋20V/0.1A集成电路 AN78L24 三端电源稳压＋24V/0.1A集成电路 AN78M05 三端电源稳压＋5V/0.5A集成电路 AN78M06 三端电源稳压＋6V/0.5A集成电路 AN78M08 三端电源稳压＋8V/0.5A集成电路 AN78M09 三端电源稳压＋9V/0.5A集成电路 AN78M10 三端电源稳压＋10V/0.5A集成电路 AN78M12 三端电源稳压＋12V/0.5A集成电路 AN78M15 三端固定式稳压＋15V/0.5A集成电路 AN78M18 三端电源稳压＋18V/0.5A集成电路 AN78M20 三端电源稳压＋20V/0.5A集成电路 AN78M24 三端电源稳压＋24V/0.5A集成电路 AN7905 三端电源稳压－5V/1A集成电路 AN7906 三端电源稳压－6V/1A集成电路 AN7908T 三端电源稳压－8V/1A集成电路 AN7909T 三端电源稳压－9V/1A集成电路 AN7910T 三端电源稳压－10V/1A集成电路 AN7912 三端电源稳压－12V/1A集成电路 AN7915 三端电源稳压－15V/1A集成电路 AN7918 三端电源稳压－18V/1A集成电路 AN7920 三端电源稳压－20V/1A集成电路 AN7924 三端电源稳压－24V/1A集成电路 AN79L05 三端电源稳压－5V/0.1A集成电路 AN79L06 三端电源稳压－6V/0.1A集成电路 AN79L08 三端电源稳压－8V/0.1A集成电路 AN79L09 三端电源稳压－9V/0.1A集成电路 AN79L10 三端电源稳压－10V/0.1A集成电路 AN79L12 三端电源稳压－12V/0.1A集成电路 AN79L15 三端电源稳压－15V/0.1A集成电路 AN79L18 三端电源稳压－18V/0.1A集成电路 AN79L20 三端电源稳压－20V/0.1A集成电路 AN79L24 三端电源稳压－24V/0.1A集成电路 AN79M05 三端电源稳压－5V/0.5A集成电路 AN79M06 三端电源稳压－6V/0.5A集成电路 AN79M08 三端电源稳压－8V/0.5A集成电路 AN79M09 三端电源稳压－9V/0.5A集成电路 AN79M10 三端电源稳压－10V/0.5A集成电路 AN79M12 三端电源稳压－12V/0.5A集成电路 AN79M15 三端电源稳压－15V/0.5A集成电路 AN79M18 三端电源稳压－18V/0.5A集成电路 AN79M20 三端电源稳压－20V/0.5A集成电路 AN79M24 三端电源稳压－24V/0.5A集成电路 AN8028 自激式开关电源控制集成电路 AN8270K 主轴电机控制集成电路 AN8280 电机驱动集成电路 AN8281S 电机驱动集成电路 AN8290S 主轴电机驱动集成电路 AN8355S 条形码扫描接收集成电路 AN8370S 光电伺服控制集成电路 AN8373S 射频伺服处理集成电路 AN8375S 伺服处理集成电路 AN8389S－E1 电机驱动集成电路 AN8480NSB 主轴电机驱动集成电路 AN8481SB－E1 主轴电机驱动集成电路 AN8482SB 主轴电机驱动集成电路 AN8623FBQ 主轴伺服处理集成电路 AN8788FB 电机驱动集成电路 AN8802CE1V 伺服处理集成电路 AN8813NSBS 主轴电机驱动集成电路 AN8819NFB 伺服驱动、直流交换集成电路 AN8824FBQ 前置放大集成电路 AN8825NFHQ－V 聚焦、循迹误差处理集成电路 AN8831SC 视频预视放集成电路 AN8832SB－E1 射频放大、伺服处理集成电路 AN8837SB－E1 伺服处理集成电路 AN89C2051－24PC 微处理集成电路 APU2400U 音频信号处理集成电路 APU2470 音频信号处理集成电路 AS4C14405－60JC 动态随机存储1M×4集成电路 AS4C256K16ED－60JC 存储集成电路 ASD 图文控制集成电路 ASD0204GF－022－3BA显示控制集成电路 AT24C08 存储集成电路 AT24C08A 存储集成电路 AT24C256－10CI 码片集成电路 AT27C010 电可改写编程只读存储集成电路 AT27C020 存储集成电路 ATMEL834 存储集成电路 AVM－1 视频信号处理厚膜集成电路 AVM－2 音频信号处理厚膜集成电路 AVSIBCP08 倍压整流切换集成电路 B0011A 存储集成电路 B1218 电子快门控制集成电路 BA033T 三端电源稳压＋3.3V集成电路 BA10324 四运算放大集成电路 BA10393N 双运算放大集成电路 BA1102F 杜比降噪处理集成电路 BA1106F 杜比降噪处理集成电路 BA12ST 电源稳压集成电路 BA1310 调频立体声解码集成电路 BA1332L 调频立体声解码集成电路 BA1350 调频立体声解码集成电路 BA1351 调频立体声解码集成电路 BA1356 调频立体声解码集成电路 BA1360 调频立体声解码集成电路 BA15218N 双运算放大集成电路 BA225 可触发双单稳态振荡集成电路 BA302 音频前置放大集成电路 BA311 音频前置放大集成电路 BA313 音频前置放大集成电路 BA3283 单片放音集成电路 BA328F 双声道前置放大集成电路 BA329 双声道前置放大集成电路 BA3304F 录放音前置均衡放大集成电路 BA3306 音频、前置放大集成电路 BA3312N 话筒信号前置放大集成电路 BA3313L 自动音量控制集成电路 BA3314 话筒信号前置放大集成电路 BA335 自动选曲集成电路 BA336 自动选曲集成电路 BA340 音频前置放大集成电路 BA3402F 双声道前置放大集成电路 BA3404F 自返转放音集成电路 BA3416BL 双声道前置放大集成电路 BA343 双声道前置放大集成电路 BA3503F 双声道前置放大集成电路 BA3506 单片放音集成电路 BA3513FS 单片放音集成电路 BA3516 单片放音集成电路 BA3706 自动选曲集成电路 BA3707 录音带曲间检测集成电路BA3812L 五频段音调补偿集成电路 BA3818F 电压比较运放集成电路 BA3822LS 双声道五频段显示均衡集成电路BA3828 电子选台预置集成电路 BA3880 音频处理集成电路 BA401 调频中频放大集成电路 BA402 调频中频放大集成电路 BA4110 调频中频放大集成电路 BA4234L 调频中频放大集成电路 BA4402 调频调谐收音集成电路 BA4403 调频高频放大、混频、本振集成电路 BA4560 双运算放大集成电路 BA5096 数字混响集成电路 BA5102A 音频功率放大集成电路 BA514 音频功率放大集成电路 BA516 音频功率放大集成电路 BA5208AF 音频功率放大集成电路 BA532 音频功率放大集成电路 BA534 音频功率放大集成电路 BA5406 双声道音频功率放大集成电路 BA5412 音频功率放大集成电路 BA547 音频功率放大1.5W集成电路 BA5912AFP－YE2 电机驱动、倾斜、加载集成电路 BA5981FP－E2 聚焦、循迹驱动集成电路 BA5983FB 四通道伺服驱动集成电路 BA5983FM－E2 电机驱动集成电路 BA6104 发光二极管五位显示驱动集成电路 BA6107A 电机伺服控制集成电路 BA6109 加载电机驱动集成电路 BA6125 发光二极管五位显示驱动集成电路 BA6137 发光二极管五位显示驱动集成电路 BA6191 音频控制集成电路 BA6196FP 伺服驱动集成电路 BA6208 电机驱动集成电路 BA6208D 电机驱动集成电路 BA6209 电机驱动集成电路 BA6209N 双向驱动电机集成电路 BA6209U 电机双向驱动集成电路 BA6218 加载电机驱动集成电路 BA6219 电机驱动集成电路 BA6219B 电机驱动集成电路 BA6227 电机稳速控制集成电路 BA6238 电机驱动集成电路 BA6239 电机双向驱动集成电路 BA6239A 电机双向驱动集成电路 BA6246M 加载、转盘电机驱动集成电路 BA6248 电机驱动集成电路 BA6286 电机驱动集成电路 BA6287 电机驱动集成电路 BA6290 电机驱
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