太陽能手機充電寶的設計及制作探討獲獎科研報告

太陽能手機充電寶的設計及制作探討獲獎科研報告摘要：新形勢下，隨著現(xiàn)代人們生活水平的不斷提高，物質(zhì)與精神層次的需求也上升了一個重要的檔次。面對生態(tài)破壞及資源枯竭的問題，不少國家發(fā)布了可持續(xù)發(fā)展的能源政策。其中，針對于太陽能的研究比較的普遍。面對生活的繁重，人們開始追求方便快捷的生活方式。從目前的形勢上看，人們對移動電源的要求越來越高，不僅需要輕薄，還需要美觀，節(jié)省空間，容量大。當人們出差或旅游的時候，都會存在電量不足的問題。為了解決這個問題，太陽能手機充電器應運而生。因此，本文對太陽能手機充電寶的設計及制作進行了探究，以此來順應時代的發(fā)展需要，展現(xiàn)綠色、環(huán)保、節(jié)能的理念。

關鍵詞：太陽能;手機充電寶;設計

一、充電寶設計電路及原理

首先，電路的設計上，需要使用手機鋰電池為此次的儲電單元，之后，把太陽能板的電源進行儲存。太陽能充電寶在設計的時候可以分為兩個部分，一個部分是儲電模塊部分[1]。另外一個部分是太陽能電源模塊部分。具體的參見圖（1）和圖（2）

從儲電模塊設計電路圖上看，其中，D1、R1、Q1和R2屬于指示燈的電路。當太陽能充電寶模塊處于充電的時候，D1指示燈就會亮起。在電量充滿的情況下，D1指示燈就會熄滅。當開關SW1被撥動的時候，就可以完成電池的切換。開關SW2被撥動之后，就可以有效的控制充電寶輸出情況。在這個時候，5V穩(wěn)壓模塊U1就會把鋰電池的3.7V轉變?yōu)樗枰?V穩(wěn)定輸出電壓，最終實現(xiàn)手機的充電。從太陽能電源模塊設計電路圖的角度看，輸出的電壓是在5V以下，一旦輸出的電壓高于5V，那么，就需要繼續(xù)對太陽能板進行進一步的優(yōu)化。當兩個5V的穩(wěn)定模塊全部都是輸出5V電壓的時候，那么手機就可以通過這個充電的模塊，實現(xiàn)充電的功能。從一定的程度上看，不管是儲電模塊，還是太陽能電源模塊，都可以獨立的給手機充電[2]。另外，還可以連接電器或者是電腦的USB接口。使用太陽能的方式進行電量的儲備，不僅可以達到經(jīng)濟環(huán)保的作用，與此同時，也可以達到低碳的作用。

二、太陽能手機充電寶的制作

（一）準備

在平時的生活當中，很多時候，會存在不少的電子廢棄物，或者是舊電池，廢棄的電路板或者是不用的太陽能板等。這個時候，就可以變廢為寶，降低對環(huán)境的污染，制作可以得到充分利用的充電寶。充電寶在制作的時候，在這里選取的內(nèi)容存在以下的幾點：一個發(fā)管二極管，2個撥動開關，一個NPN三極管，也可以使用其它的代替。還需要一個5.1kΩ電阻和一個、8.2Ω的電阻，當然電阻不一定非要很精確，接近的也可以做到[3]。還需要2個舊的手機電池，1個USB尾插，1個萬能板，這里還需要太陽板4個，一個5V升壓模塊，這個升壓模塊是專門從淘寶當中購得。也可以選擇從電動玩具當中拆下來，以此來降低成本。

（二）充電寶的制作

第一，是太陽能電源模塊的制作。這里選擇的手機充電是5V/1A的輸出標準，太陽能板在這里使用的是9V1.5W的標準，然而這個標準不能匹配，需要在原有的基礎上，進行改造和優(yōu)化。在這里先把9V太陽能板背面電極從中間的位置上進行斷開，斷開時候，小太陽能板就可以并聯(lián)起來，成為4.5V1.5W的太陽能板，這個時候的電流就會增加。其它的幾個太陽能板也改成了4.5V/1.5W和4.5V/2W的太陽能板。改造之后，并聯(lián)起來。并聯(lián)之后，就成為了4.5V/6.5W的太陽能電路板。之后，連接上5V升壓模塊，輸出的電壓就變成了5V，輸出的電流就成為了1.3A。在太陽光照的情況下，滿足給手機充電的需求。第二，儲電模塊的制作。制作之前，就可以先對元件進行合理的布局。之后，根據(jù)設計電路，按照元件之間的電氣連接關系進行實施電焊[4]。焊接的時候，需要注意二極管或者是極性之間的關系，不可以連接錯誤，或者是反向連接，并且三級管的三個引腳的位置也需要擺放正確。

（三）充電寶的測試

首先，是對太陽能電源模塊的測試。把太陽能直充放到太陽光照的環(huán)境下，使用手機數(shù)據(jù)線的方式，將太陽能電源模塊的輸出接口和手機的充電接口有機的結合起來。之后，就可以檢查手機是不是處于充電的狀態(tài)。如果處于充電的狀態(tài)，就讓手機繼續(xù)得到充電，在經(jīng)過一段時間之后，看看是不是充電量提高，如果電量有所增加，這就說明，太陽能直充模塊處于正常工作的狀態(tài)。手機充電的時候，充電量的快慢，決定了光照的強度，也就是說，太陽光越強，充電的速度就會越快。其次，是對儲電模塊的測試。把太陽能電源模塊直接放到光照的環(huán)境下，使用數(shù)據(jù)線的方式，實現(xiàn)太陽能電壓模塊的輸出接口和儲電模塊的充電輸入插口的相互結合?？纯词遣皇强梢詫崿F(xiàn)儲電模塊充電。如果指示燈點亮，那么電池就處于了充電的狀態(tài)。直到電池電量充滿時指示燈熄滅為止。其它的以此類推，全部處于一樣的充電狀態(tài)。

三、總結

隨著社會的進步，智能化充斥到了大家的生活當中，更多人的也開始向往著簡潔的生活方式。頻繁的使用手機，很多時候都會導