太陽能手機充電寶的設計及制作探討

陳琦煬

摘要：新形勢下，隨著現代人們生活水平的不斷提高，物質與精神層次的需求也上升了一個重要的檔次。面對生態破壞及資源枯竭的問題，不少國家發布了可持續發展的能源政策。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展需要，展現綠色、環保、節能的理念。

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穩壓模塊U1就會把鋰電池的3.7V轉變為所需要的5V穩定輸出電壓，最終實現手機的充電。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，就需要繼續對太陽能板進行進一步的優化。當兩個5V的穩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，不僅可以達到經濟環保的作用，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，在這里選取的內容存在以下的幾點：一個發管二極管，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，并聯起來。并聯之后，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境下，使用手機數據線的方式，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。如果處于充電的狀態，就讓手機繼續得到充電，在經過一段時間之后，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。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境下，使用數據線的方式，實現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。看看是不是可以實現儲電模塊充電。如果指示燈點亮，那么電池就處于了充電的狀態。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。

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，很多時候都會導致手機電量不足的情況。為了延續手機的電量，充電寶就呈現到了大家的視野當中。太陽能充電寶，不僅展現了綠色環保低碳的理念，與此同時，也可以變廢為寶，解決大家出行的難題，利用太陽能電板超長續航，彌補了傳統的不足。

參考文獻：

[1] 陳欣欣，俄科學家從1.5km外用激光為手機充電[J].農村電工.2017（03）

[2] 高智，新型的手機充電模式：無線充電[J].科技創新與應用.2016（15）

[3] 遲士亮.俄科學家1.5公里外用激光為手機充電[J].信息技術與信息化.2016（10）

[4] 瞿學新，姚金魚，馮飛.別靠近身邊的手機充電[J].監督與選擇.2016（07）

（作者單位：海南省三亞技師學院）