太阳能手机充电宝的设计及制作探讨获奖科研报告

太阳能手机充电宝的设计及制作探讨获奖科研报告摘要：新形势下，随着现代人们生活水平的不断提高，物质与精神层次的需求也上升了一个重要的档次。面对生态破坏及资源枯竭的问题，不少国家发布了可持续发展的能源政策。其中，针对于太阳能的研究比较的普遍。面对生活的繁重，人们开始追求方便快捷的生活方式。从目前的形势上看，人们对移动电源的要求越来越高，不仅需要轻薄，还需要美观，节省空间，容量大。当人们出差或旅游的时候，都会存在电量不足的问题。为了解决这个问题，太阳能手机充电器应运而生。因此，本文对太阳能手机充电宝的设计及制作进行了探究，以此来顺应时代的发展需要，展现绿色、环保、节能的理念。

关键词：太阳能;手机充电宝;设计

一、充电宝设计电路及原理

首先，电路的设计上，需要使用手机锂电池为此次的储电单元，之后，把太阳能板的电源进行储存。太阳能充电宝在设计的时候可以分为两个部分，一个部分是储电模块部分[1]。另外一个部分是太阳能电源模块部分。具体的参见图（1）和图（2）

从储电模块设计电路图上看，其中，D1、R1、Q1和R2属于指示灯的电路。当太阳能充电宝模块处于充电的时候，D1指示灯就会亮起。在电量充满的情况下，D1指示灯就会熄灭。当开关SW1被拨动的时候，就可以完成电池的切换。开关SW2被拨动之后，就可以有效的控制充电宝输出情况。在这个时候，5V稳压模块U1就会把锂电池的3.7V转变为所需要的5V稳定输出电压，最终实现手机的充电。从太阳能电源模块设计电路图的角度看，输出的电压是在5V以下，一旦输出的电压高于5V，那么，就需要继续对太阳能板进行进一步的优化。当两个5V的稳定模块全部都是输出5V电压的时候，那么手机就可以通过这个充电的模块，实现充电的功能。从一定的程度上看，不管是储电模块，还是太阳能电源模块，都可以独立的给手机充电[2]。另外，还可以连接电器或者是电脑的USB接口。使用太阳能的方式进行电量的储备，不仅可以达到经济环保的作用，与此同时，也可以达到低碳的作用。

二、太阳能手机充电宝的制作

（一）准备

在平时的生活当中，很多时候，会存在不少的电子废弃物，或者是旧电池，废弃的电路板或者是不用的太阳能板等。这个时候，就可以变废为宝，降低對环境的污染，制作可以得到充分利用的充电宝。充电宝在制作的时候，在这里选取的内容存在以下的几点：一个发管二极管，2个拨动开关，一个NPN三极管，也可以使用其它的代替。还需要一个5.1kΩ电阻和一个、8.2Ω的电阻，当然电阻不一定非要很精确，接近的也可以做到[3]。还需要2个旧的手机电池，1个USB尾插，1个万能板，这里还需要太阳板4个，一个5V升压模块，这个升压模块是专门从淘宝当中购得。也可以选择从电动玩具当中拆下来，以此来降低成本。

（二）充电宝的制作

第一，是太阳能电源模块的制作。这里选择的手机充电是5V/1A的输出标准，太阳能板在这里使用的是9V1.5W的标准，然而这个标准不能匹配，需要在原有的基础上，进行改造和优化。在这里先把9V太阳能板背面电极从中间的位置上进行断开，断开时候，小太阳能板就可以并联起来，成为4.5V1.5W的太阳能板，这个时候的电流就会增加。其它的几个太阳能板也改成了4.5V/1.5W和4.5V/2W的太阳能板。改造之后，并联起来。并联之后，就成为了4.5V/6.5W的太阳能电路板。之后，连接上5V升压模块，输出的电压就变成了5V，输出的电流就成为了1.3A。在太阳光照的情况下，满足给手机充电的需求。第二，储电模块的制作。制作之前，就可以先对元件进行合理的布局。之后，根据设计电路，按照元件之间的电气连接关系进行实施电焊[4]。焊接的时候，需要注意二极管或者是极性之间的关系，不可以连接错误，或者是反向连接，并且三级管的三个引脚的位置也需要摆放正确。

（三）充电宝的测试

首先，是对太阳能电源模块的测试。把太阳能直充放到太阳光照的环境下，使用手机数据线的方式，将太阳能电源模块的输出接口和手机的充电接口有机的结合起来。之后，就可以检查手机是不是处于充电的状态。如果处于充电的状态，就让手机继续得到充电，在经过一段时间之后，看看是不是充电量提高，如果电量有所增加，这就说明，太阳能直充模块处于正常工作的状态。手机充电的时候，充电量的快慢，决定了光照的强度，也就是说，太阳光越强，充电的速度就会越快。其次，是对储电模块的测试。把太阳能电源模块直接放到光照的环境下，使用数据线的方式，实现太阳能电压模块的输出接口和储电模块的充电输入插口的相互结合。看看是不是可以实现储电模块充电。如果指示灯点亮，那么电池就处于了充电的状态。直到电池电量充满时指示灯熄灭为止。其它的以此类推，全部处于一样的充电状态。

三、总结

随着社会的进步，智能化充斥到了大家的生活当中，更多人的也开始向往着简洁的生活方式。频繁的使用手机，很多时候都会导