1系统设计框图
电能收集充电器的核心为直流电源变换器，从直流电源中吸收的电能转移到可充电电池中。电能收集充电器是将输入的功率尽可能大的输送到所需充电的设备中，使得充电器的充电效率尽可能提高。该充电器对输入电压要求低，并且可以大可能的吸收直流电源中的能量，比一般的充电器节能。
根据电压Ui 取值的大小采用两种直流电源变换器，当电压为1.1 V< Ui <3.6 V 时，采用HT7750 组成的Boost升压电路来实现；当供电电源大于3.6 V时，电路是用单片机控制集成芯片MC34063来实现的。MC34063的工作电压是3~40 V，所以电源输入电压只需要在3 V以上就可以让它工作。单片机能通过自身休眠来提高效率，还可以检测电压值控制电池的充电，并且由数码管显示出检测的时间长短，这个时间可以根据用户的要求任意调节。这样的电路直观、稳定、可靠，并且在实际运用中，在接负载的情况下，它能稳定的达到所需要的电流值和电压值。同时电路简单易懂，容易调试数据，成功率高。
2 硬件电路设计
2.1 升压电路设计
升压电路主要由HT7750组成，HT7750转换器具有高效率和低纹波。该系列具有超低启动电压、高输出电压精度。只需要3个外部元件即功率电感、稳压管、电解电容，以提供固定输出5 V电压。2.2 供电电路设计
供电电路是由MC34063芯片构成的稳压电路，此芯片是一款可降压也可升压型的采用PWM 调节方式的开关稳压电源芯片，MC34063的工作电压范围为3~40 V。此电路是把输入进来的电压进行稳压处理达到所需电压值，同时此电压还可以作为单片机和ADC0832 的工作电压。
2.3控制电路设计
采用8051单片机，它拥有编程灵活、功能强大、而且廉价的好处，与INTEL公司的8096系列16位单片机相比，8051更具有明显的价格优势。同时能够满足需要，成为。它可以自身休眠来减小功耗，提高效率，它由基准电源电路输出稳定的5 V电压供电，主要起到检控电压的作用。89C51单片机控制AD0832来检测电源输出电压的大小，从而判断是否对电池进行充电，并且检测时间的长短可以根据用户的需要进行设定，通过数码管显示出来。这里用的ADC是ADC0832芯片，它是一个串行的ADC，它具有速度和精度都足以满足此电路，在ADC0832的VCC脚与基准电路供电的输出脚间接一个大电容从而使输入给ADC0832的电压更稳定。
2.4充电电路设计
该电路是通过单片机对充电电路的控制从而实现对电池的充电，起到开关作用。并且电路中加入了LED灯，从而显示充电器是否工作。3软件部分的设计
本系统的软件采用C语言来编写，所有代码在UV2下编译调试。软件程序设计主要检测电源输出电压的大小，从而对判断是否对电池进行充电，同时单片机通过自身休眠来减小功耗，提高效率。
4测试方法与结果
(1)当输入电压Ui为10~20 V时，取电源内阻Rs为100Ω，可充电池的内阻Rc为0.1Ω，由理论计算得：
Ic > (Es - Ec) (Rs + Rc)
即：
Ic > (20 - 3.6) (100 + 0.1) = 163.8 mA
实际测量时Ic = 164.6 mA>163.8 mA，满足了设计的要求。测试数据见表1.
本设计的工作效率由输出电压U*out与输出电流Iout的乘积比上输入的电压Uin与电流Iin的乘积。即：
η= (Uout*Iout ) (Uin*Iin )
(2)当Ui从0逐渐升高时，能启动充电功能的Ui为0.28 V；当Ui为0时，系统大反向充电电流仅为0.09 mA.
5结语
本文设计并实现了一种基于单片机的直流电能收集充电器，该充电器在输入电压低至1 V的情况下仍能将能量传递至3.6 V以上的可充电池中。同时制作了实验样机并对实验样机进行了测试。实验结果表明该充电器具有工作电压范围宽，效率高，适应性强、可靠性好等优点。从一定程度上解决了废弃电池能源的浪费及对环境的污染。
