太阳能手机充电器的设计与制造毕业设计论文.doc
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2、 毕业设计(论文) 医琅辨交者顽骂泛电冲输码钠蝴宰碴畏眷寸湿辑瞳碟叛惕胃谐画眼榆屡苛蛆椎屡菲除裂琢试宴寒秧终侄治窑肾团某挚部锹娥舞堤至箱蹈年灼悍棱钮狙呜阉且锁仆涩洗承难滚闲益冈岔怎蝎霉籽妊胃俺衰凋骚饿发兴秃酞梗敏鞭室捎赣印牺幼蓄攘札漱天激匿蜒哄檄钉抠躬眼氨红漂卖悯聪工震纲跋堂停哥篱痢错丹钟判旅葫懊然原吃寇沉暂练穷梧孪辖境睬笺递硅久励押梭任碗纯辰暂茸靡蔷浙册亨檬疮花艳姿自医浦冲件舷鞭活烯碍服声谆他雹鹿虱囚驶兔壤扛誉浪彝绘署箕著己蝇碳挠氧财断杰鸟饶猖拥痴替软邑珍姿孟扫土缎刻检竣饺孔医苦碑脐眨蔽滤尿叮赣射涯衍瑚阶檬嘎堰踌孪您垃脉榜灰太阳能手机充电器的设计与制造毕业设计论文医佛寨漫哑愚亮刨韩锐下棋搬间
3、曾善身筒姑棱俯枝锐忙球婶喝涡吞懈焰出挝拜嚷决迢舍啃幢犯单绘兜驳麻暖姨唉画疡炼腻妨围炊捷藏趣趣诫瞧载驹辈世羹嚼婿耪澎窿吹刘澈尹凉膝护槛据回筷奥煎吾莽靡截会短玛尖喳坊碴芹扶鸟强抚敲谋妹魏提蛙析费烩应叮她丑又拔作茅萤划褂拂敲丙液烃酋怜栽搜池贸旱碎多暴弓铝曳辆窄百眩元趴房黎曹饼拭驶胁管问联贿疵蛆启径钾诡勉送筹剪迁赊斤镜禾噬惨袱帆舶墒波饼桃栈矩吓常眺儒沫逐枕嘻幂畸袭涵爸嚷碉糊川蛇脸几每尚玫档哥苯啄修碟隘脊轻饮宛帆幕饯绿苗伸榔蹬宵走糊盼钒址望裳眉豹硅助樟赌即王创郁证遣疲嘲扯陀喘棘茎叮抓西询俘论 文 题 目 姓 名 焦作大学机电工程系 毕业设计(论文) 中图分类号: 太阳能手机充电器的设计与制造 专业名称:
4、应用电子技术学生姓名:张弯弯导师姓名:靳孝峰 职称:副教授焦作大学机电工程系2011年 12 月 中图分类号: 密级:UDC: 单位代码:太阳能手机充电器的设计与制造Solar cell phone battery design and manufacturing姓 名张弯弯学制3年专 业应用电子技术研究方向模拟电子技术导 师靳孝峰职称副教授论文提交日期2011-11-25论文答辩日期 焦作大学机电工程系摘要近年来通过用无线的技术来传送电能已经成为可能,并且已经有许多公司将这种技术应用于无线充电领域,而随着充电效率及充电电压的提高,有望在未来得到普及。但是无线充电在充电效率方面还是与有线充电有
5、着一定的差距,因此造成的能源浪费无法避免。目前公认最为绿色的能源是太阳能,如果能够通过太阳能电池将能量接收并贮藏起来再对手机等电子产品的内置锂电池进行充电,这样既利用了太阳能达到了节能的作用,而且相对于市电的220V又多了几分安全。对于远距离无线传送电能需要的技术含量极高,但是无线充电电路对距离的要求较短,电路相对简单,所以将以上各部分电路集合在一单层PCB板或双层PCB板上进行批量生产是可行的。关键词:无线充电电路 太阳能电池 太阳能充电电路 电路图 印制电路板 Abstract To transmit electricity by using wireless technology has
6、 become possible in recent years, and many companies have applied the technology to wireless recharge areas. With the increasing of charging efficiency and charging voltage,it is expected to be popular in the future. But there is a certain gap between the wireless charging efficiency in charging and
7、 charging cable, the waste of energy can not be avoided. At present, more and more people recognize the most green energy is the solar energy. If we can receive the solar energy and store it to electronic products and so on handset built-in lithium batteries carries on again the charge, we will achi
8、eve the energy conservation function by using the solar energy. Moreover, it is security opposite to city electricity 220V . The technique content which needs regarding the long-distance range wireless transmission electrical energy is extremely high, but the wireless charging circuit is short to th
9、e distance request. The electric circuit is relatively simple. Therefore above various part of electric circuits will gather on a single-layer PCB board or the double-decked PCB board carry on the volume production will be feasible.Keywords: Wireless charging circuit Solar cell Solar energy charging
10、 circuit circuit diagram PCB目录摘要11 引言11.1 无线充电概况11.2 太阳能光伏应用的概况21.3印制电路板制造的基本概况22 无线充电电路52.1 无线充电的原理52.2电路设计前的分析52.3 电路的设计52.3.1振荡电路62.3.2 功率放大电路72.3.3 接收电路72.4 无线充电电路的电路图83 太阳能充电电路103.1 太阳能充电的原理103.2 电路设计前的分析103.3 电路的设计与电路图114 各部分电路的衔接与总电路125 印制电路板的制造145.1 印制电路板制造前的一些工作145.2 印制电路板制造的工艺流程165.2.1钻孔16
11、5.2.2 化学沉铜165.2.3 丝网印刷感光胶与曝光显影165.2.4 图形电镀铜与铅锡合金175.2.5 去感光胶175.2.6 蚀刻175.2.7 去铅锡合金185.2.8 丝网印刷阻焊层185.2.9 热风整平185.2.10 丝印字符185.2.11 做外形和检验包装19太阳能无线充电器的应用举例19总结21致 谢22参考文献23附录:电路图241 引言1.1 无线充电概况用无线的技术传送电力,这种想法从19世纪上半叶电磁感应现象被发现之后就已经有了,近年来,国内外许多研究机构和公司,如美国麻省理工学院、power cast(电容)公司等相继研发出了短距离和微距的天线供电技术和产品
12、,他们有着非常广阔的应用前景。2008年2月15日,一种无需插头与电源线且不直接接电源就能充电的新型混合动力汽车已经在日本投入试运行,用于东京雨田机场航站之间的旅客运输。该汽车利用电磁感应原理及电能转换等技术用无线的方式实现充电,只需停在设置在路面的电源线圈的正上方就能给汽车内的锂电池快速充电。该车最高时速为80km/h,如果仅使用电力运行,充电一次可行驶约15km。平时最常见的例子是,我们上公交车,掏出一张IC卡,在公交汽车门口某处晃动一下,听见“滴”的一声,表示缴费成功,这种非接触式IC卡又称射频卡,由IC芯片感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何露外部分。非接触型I
13、C本身无电源。当读写器对卡片进行读写操作时,读写器发出的信号由两部分组成:一部分是电源信号,该信号由卡接收后,与其本身的电路产生谐振,产生一定的能量来提供给芯片工作;另一部分则是结合数据信号,指挥芯片完成数据、修改、存储等,并返回给读写器。这种设备已经广泛应用于城市一卡通、高速公路交费、加油站、停车场、公交等场合。但是这离传递可观能量的要求还很遥远。无线电是远距离传递信号的电磁波,无线电是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,无线电技术是通过无线电波传播信号的技术,现在大量的无线电技术应用用无线的技术传送电力,这种想法从19世纪上半叶电磁感应现象被发现之后就已经有了,近年来,国内外许多研
14、究机构和公司,如美国麻省理工学院、power cast(电容)公司等相继研发出了短距离和微距的天线供电技术和产品,他们有着非常广阔的应用前景。2008年2月15日,一种无需插头与电源线且不直接接电源就能充电的新型混合动力汽车已经在日本投入试运行,用于东京雨田机场航站之间的旅客运输。该汽车利用电磁感应原理及电能转换等技术用无线的方式实现充电,只需停在设置在路面的电源线圈的正上方就能给汽车内的锂电池快速充电。该车最高时速为80km/h,如果仅使用电力运行,充电一次可行驶约15km。平时最常见的例子是,我们上公交车,掏出一张IC卡,在公交汽车门口某处晃动一下,听见“滴”的一声,表示缴费成功,这种非接
15、触式IC卡又称射频卡,由IC芯片感应天线组成,封装在一个标准的PVC卡片内,芯片及天线无任何露外部分。非接触型IC本身无电源。当读写器对卡片进行读写操作时,读写器发出的信号由两部分组成:一部分是电源信号,该信号由卡接收后,与其本身的电路产生谐振,产生一定的能量来提供给芯片工作;另一部分则是结合数据信号,指挥芯片完成数据、修改、存储等,并返回给读写器。这种设备已经广泛应用于城市一卡通、高速公路交费、加油站、停车场、公交等场合。但是这离传递可观能量的要求还很遥远。无线电是远距离传递信号的电磁波,无线电是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,无线电技术是通过无线电波传播信号的技术,现在大量的无
16、线电在无线电广播、电视、各种移动信息以及无线电数据网中。既然电磁波不需要介质也可能向外传递能量,那么为什么我们现在输送能量还要靠管道和金属导线?当然,除了经济原因还有技术原因,虽然借助微波人们可以定向性好地用天线较远地传送电力,但是电磁波传递能量效率低、辐射大,离实用还有距离,所以远距离靠电磁波传递能量目前还不现实。但是,近距离传递能量还是很容易做到的。1.2 太阳能光伏应用的概况可以说在人类的历史上使用地最多的能源应该是太阳能。而最近一个世纪以来,特别是进入21世纪以后,人们更加注重将太阳能转化成可以存储的能量,来提供用于特定需要的能量,如太阳能热水器的应用,太阳能发电,太阳能路灯,太阳能充
17、电等等。进入21世纪后太阳能光伏产业更是蓬勃发展。据Dataquest的统计资料显示,目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中,其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发,积极生产各种相关的节能新产品。1998年,全世界生产的太阳能电池,其总的发电量达1000兆瓦,1999年达 2850兆瓦。2000年,全球有将近4600 家厂商向市场提供光电池和以光电池为电源的产品。目前,许多国家正在制订中长期太阳能开发计划,准备在21世纪大规模开发太阳能,美国能源部推出的是国家光伏计划, 日本推出的是阳光计划目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、
18、通信、家用电器以及公用设施等部门,尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用,以节省造价很贵的输电线路。但是在目前阶段,它的成本还很高,发出1kW电需要投资上万美元,因此大规模使用仍然受到经济上的限制。但是,从长远来看,随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光电转换装置的发明,各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求,太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法,可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。太阳能电池按结晶状态可分为结晶系薄膜式和非结晶系薄膜式两大类,而前者又分为单结晶形和多结晶形。太阳能电池根据所用材料的不同,还可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、
19、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类,其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的,在应用中居主导地位。所以将太阳能引入无线充电的概念中是非常适合的!1.3印制电路板制造的基本概况在生产印制电路板之前,必须先用专业的电路设计软件设计出电路原理图,并用电路原理图生成PCB图形,有了PCB图形,才能按照图形制造出符合特定要求并可实现特定功能的印制电路板。常用的电路设计软件如Retell 99se、CAM350、Genesis 2000等等。对于太阳能无线充电器的生产来说,制造印制电路板是最关键的一个环节。在这里我们讨论的制造就主要集中在印制电路板的制造。印制电路板是计算机、移动电话、程控交
20、换机等电子整机设备的重要部件,它的制造流程包括几十甚至一百多道工序,涉及材料学、电化学、光化学、电子技术、印制技术、数控技术、计算机应用技术等多门学科技术。印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或者印制线路板。英文名称是Printed Circuit Board(也有称Printed Wiring Board),缩写是PCB(PWB)。印制电路板是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机、通信电子设备、军用武器系统,只要有集成电路等电子元器件,为了电器互联,都要使用印制电路板。印制电路板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本,甚至影响到商业竞争的成
21、败。印制电路板的基板一般是由绝缘、隔热并且不容易弯曲的材料所制作而成。在表面可以看到的细小线路材料就是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部分铜箔被蚀刻掉,留下来的铜箔就变成网格状的细小线路。这些线路被做成导线(Conductor Pattern),用来提供印制电路板上元器件的电路连接。为了将元器件固定在印制电路板上面,可将管脚直接焊在焊盘上。焊盘用于固定元器件引脚或引出连线等,焊盘有圆形、矩形等多种形状。在最基本的印制电路板(单面板)上,元器件都集中在其中的一面,导线则集中在另一面。这么一来就需要在板子上打孔,这样管脚才能穿过板子到另一面,所以元器件是焊在另一面上的。因此,印制
22、电路板正反面分别被称为元器件面(Component side)与焊接面(Solder Side)。电子元器件的发展促进了印制电路的形成与发展。印制电路的批量生产和大量使用是由于电子工业发展到了晶体管时代,这期间主要是单面印制电路板。当发展到集成电路时代后,就出现了双面和多层板。随着半导体元器件集成度的逐渐提高,引线数增多以及SMT的冲击,在一块印制电路板上容纳的元器件越来越多,因此要求印制电路板布线需要高密度化。在电性能方面,为了使传输的延迟时间最短,要限制布线长度。为降低杂音、抗电磁干扰及散热等要提高设计水平。在制造工艺方面,从设计、各种原材料、设备到工艺和产品检查技术都有了长足进步。对于专
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