基于STM32单片机的锂电池太阳能手机充电器 光伏发电系统

目录

• • • STM32单片机在系统中的作用
    • 光伏发电模块设计
    • 锂电池管理电路
    • 手机充电输出设计
    • 软件控制逻辑
    • 效率优化措施
    • 安全保护机制
    • 扩展功能
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STM32单片机在系统中的作用

STM32单片机作为控制核心，负责管理光伏发电系统的能量转换、电池充放电保护及手机充电控制。通过内置ADC模块实时监测太阳能板输出电压、锂电池电压及充电电流，利用PWM调节充电效率，并实现过充、过放、短路等保护功能。

光伏发电模块设计

太阳能板通常选用5V-18V输出范围的单晶硅或多晶硅组件，搭配MPPT（最大功率点跟踪）算法优化能量采集效率。Boost电路将不稳定光伏电压升压至稳定5V/12V，为后续充电模块供电。

锂电池管理电路

采用TP4056或类似充电IC实现锂电池恒流/恒压充电，STM32通过I²C或GPIO与保护IC通信。电压检测电路确保锂电池工作在3.0V-4.2V安全范围，过放时自动切断负载。

手机充电输出设计

通过DC-DC降压模块（如LM2596）将锂电池电压转换为5V USB输出。STM32控制USB端口通断，支持QC2.0/3.0快充协议时需额外添加协议芯片（如IP6505）。

软件控制逻辑

// 示例代码：电压检测与充电控制
void Battery_Check() {
float bat_voltage = ADC_Read(BAT_PIN) * 3.3 / 4096 * 2; // 分压电阻计算
if (bat_voltage > 4.2) Charger_Disable(); // 过充保护
else if (bat_voltage < 3.3) Solar_Priority(); // 低电量优先太阳能充电
}

效率优化措施

• 太阳能板倾斜角度根据地理位置调整（公式：最佳角度≈当地纬度±15°）
• 休眠模式下STM32功耗可降至μA级，通过RTC定时唤醒检测系统状态
• 使用低导通电阻MOSFET（如IRLZ44N）减少开关损耗

安全保护机制

• TVS二极管防护太阳能板反冲电压
• 自恢复保险丝防止输出短路
• 软件看门狗避免程序跑飞

扩展功能

添加Wi-Fi模块（如ESP8266）可实现远程监控发电数据，或通过OLED屏幕本地显示实时功率、电池容量等信息。

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