而切换式电源供应器虽具有体积小且轻，功率转换效率高及较大的输入电压围的优点，但的涟波、噪声，以及电磁干扰的产生也不可忽略的问题。近几年来，功率半导体、控制电路与被动组件的研究快速，制造厂商要求效率的提升，成本降低等条件日渐严苛，而 SPS 正能符合其所需，故本专题的研究方向，将针对 SPS 来做探讨。
本专题所研究的部分是在切换式电源供应器中的降压型转换器Buck Converter，使用降压型转换器及太阳能当电源，使手机能在太灯光照射下对手机充电，不需外加电源使用性方便。操作在直流对直流转换连续导通模式Continous Condition Mode；
简称 CCM，所使用之方法是先经过IsSpice仿真软件，来针对电路进行仿真分析，等分析确定无误后，使用 Protel DXP 将模拟出来的结果以布线的方式来规划硬件电路。而太阳能电池为单晶硅，照射下输出 8V 至 25V，使用降压式电源转换器使电压降至稳定的直流 6V 接至手机使手机充电。
完成太阳能手机充电器，太阳能板在经过照射下输出电压经过降压电源转换器对手机充电。
1.2 太阳能电池发电原理 利用电位差发电，无电磁波产生太阳电池 solar cell是以半导体制程的制作方式做成的，其发电原理是将太照射在太阳电池上 ，使太阳电池吸收太能透过图中的p-型半导体及n-型半导体使其产生电子负极及电洞正极，同时分离电子与电洞而形成电压降，再经由导线传输至负载。
制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应制作。简单来说，太电的发电原理，是利用太阳电池吸收 0.2m～0.4m波长的太，将光能直接转变成电能输出的一种发电方式。由于太阳电池产生的电是直流电，因此若需提供电力给家电用品或各式电器则需加装直/交流转换器，将直流电转换成交流电，才能供电至家庭用电或工业用电。
太阳能制造厂商将太阳能电池称为cel，国业者则惯称芯片，把晶片或依设计所需要的电流进行芯片切割后焊上箔条导线再将许多焊好的芯片用箔条串联成一组，再和 EVA，tedlar 与低铁质强化玻璃层层迭迭，一同放入层压机的机台上做真空封装，制成为模块或称太阳能板，将若干太阳能板组成方阵，接配上过充放保护控制及深循环放电蓄电池铅钙以及逆转流器直流转变为交流合称为太阳能电力系统,又称太阳能发电站。
一般太阳能光电商品,其太阳能输出电流如果在300毫安mA以下时，都只会在太阳能板正极输出端，接装一个负载极微小的防逆二极管消基二极管以防止蓄电池的电流逆流回到太阳能板,如此，就可以接上蓄电池使用. 1.3手机太阳能充电器发展及新技术 太阳能电池是一种利用太直接发电的光电半导体薄片，只要一照到光，瞬间就可输出电压及电流。而此种太阳能光电池简称为太阳能电池，又可称为太阳能芯片。在中国大陆称为硅芯片在物理学上称为光生伏打Photovoltaic，简称PV photolight 光线voltaicselectricity电力。
硅为目前通用的太阳能电池之原料代表；
而在市场上又区分为晶硅及非晶硅两大类。非晶硅由于发电效率比较低，且长期寿命不如晶硅，运用在型发电系统的机会比较少，通常的运用为个人化运用产品，如手电筒、计算器等；
也有一些设计为建材屋瓦、壁面或帷幕墙的运用，但均非太阳能发电系统主流产品。
1-4 太阳能电池特性 太阳能电池等效电路，其中等效电流源iph 之大小与太阳能板所接受的日射量成正比，电流源itp 为温度变化时等效电流源的修正，P-N 接面存在一非线性电阻Rj，代表P-N 二极管的顺向电阻，Dj为理想的P-N 二极体，vtp为温度变化时二极管障壁电位的修正电压，Rs及Rsh为电池本身的串联及并联电阻。而Ro为外接负载，ipv、vp 为太阳能电池输出电流及电压。iRj 是非线性电阻上的电流，Isc 为太阳能电池短路电流，Vmp、Imp 为太阳能电池最大功率点的电压、电流，vpv为太阳能电池输出电压，Voc为太阳能电池开路电压。
图1-1太阳能电池等效电路 在实际的应用情况中，日射量、温度改变时，太阳能板的特性也会跟着改变，因此需加以修正。
其中iph为太阳能电池等效电路中的电流源，Lref为参考的日射量，L 表示为太改变后的日射量，Iref为参考日射量下太阳能电池等效电路中的电流源， a 为电流温度系数， b 为电压温度系数，Tref为参考温度。可以从图1-6及图1-7看出，当日射量、温度改变时，对太阳能电池V-I 特性的影响，其中日射量的增加伴随着短路电流的上升，并且对于开路电压则有微小的上升，此外随着温度的增加使二极管的障壁电位减少，因此太阳能电池的开路电压下降，短路电流会有些微上升。
图1-2 图1-3 不同温度下的太阳能模块V-I 第2章 设计方案 2.1充电器的技术参数 （1） 空载时电路输出电压约为4.2V。
（2） （2）正常时约为40mA，充电电流约为85mA。
（3） （3）采用恒压跟踪（CVT）方式实现对太阳电池的最大功率跟踪 2.2常见充电电池特性及其充电方式 电池充电是通过逆向化学反应将能量存储到化学系统里实现的，由于使用的化学物质的不同，电池的特性也不同，其充电的方式也不大一样。电池的安全充电 现代的太阳能充电器需要能够对单元电压、充电电流和电池温度进行精确地测量，在充满电的同时避免由于过充电造成的损坏。充电方法 SLA 电池和锂电池的充电方法为恒定电压法要限流；
NiCd 电池和NiMH 电池的充电方法为恒定电流法，且具有几个不同的停止充电的判断方法。最大充电电流 最大充电电流与电池容量C 有关。最大充电电流往往以电池容量的数值来表示。例如，电池的容量为750 mAh，充电电流为750 mA，则充电电流为1C 1 倍的电池容量。若涓流充电时电流为C/40，则充电电流即为电池容量除以40。过热 电池充电是将电能传输到电池的过程。能量以化学反应的方式保存了下来。但不是所有的电能都转化为了电池中的化学能。一些电能转化成了热能，对电池起了加热的作用。当电池充满后若继续充电，则所有的电能都将转化为电池的热能。在电池充满电后对电池容量的检测使充电器停止对电池充电是很重要的，这样可以避免对电池的损坏使电池的寿命。
第3章 手机充电器电气的设计 3.1降压式电源转换器 3.1.1 电路分析 为了产生一纯直流的输出讯号，平均输出电压会小于直流输入电压，可提供单极性的输出电压与单向输出电流。可应用在输入与输出不需隔离且输入电压比输出电压大的地方，降压转换如图 3-1 所示。
图 3-1 降压转换器 为了得到一直流电位，加了一个开关。做了一个整流器，使交流准位变成一直流准位。可利用二极管、闸流体、MOSFER、BJT作为电路上的电子开关组件。利用正半周导通，负半周截止的特殊来作为开关。但因为从整流器所流出来的直流信号并不是很理想，所以在整流器后加装了一个低通滤波器来输出信号趋于完美。以 R、C 电路控制输出波形的稳定，让波形上下的振幅减小，已得到较佳的品质的直流输出信号。
3.1.2 连续导通模式 开始分析转换器前先做以下假设 1. 电路操作于稳态情况下。
￣ 2. 电感电流为连续永远为正。
3. 电容太大，输出电压保持固定为 VO，此限制稍后会放松以指出有限电容之影响。
4. 切换周期为T ；
开关闭合时间为 DT ，打开时间为1 − DT 。
5. 组件为理想 当输入为一正弦波时，再开关闭合时，VX会等于VS，会对电感充电。而在开关打开时，VX会等于 0，因而流过电感的电流将为正的，不会有负的出现，使二极管继续导通。直到下一个正半周出现时，二极管才截止，VX才又会等于VS。使开关有个导通比 D 因而使在滤波器输入端的平均电压为VsD 。
而电感电流又分两种模式，连续导通模式与非连续导通模式。在一个周期，正半周电源对电感充电，负半周对电感放电，到下一个周期来的瞬间电流没有为零，称为连续导通模式。反之，如果放电至零时，则称为不连续导通模式。
降压式转换器当操作于稳态下时，会有下列特性 1. 电感电流为周期性 iLt TLt i 2. 平均电感电压为零 3. 在理想状态下，电源所提供功率与传递至负载之功率相同。若组件非理想下，则电源还提供功率损失 PS PO 理想状态 PS PO 损失 非理想状态 4. 理想状态下为电路操作在稳态下，且电感电流为连续导通模式，各个组件皆为理想组件。且电容很大，让输出电压保持固定为 VD。决定输出电压VO之分析重点为先检视开关闭合之电感器电流与电压，然后再检视开关打开时之电压与电流。稳态操作下电感电流一周期之净变化必须为零，平均电感电流也为零。
开关闭合时之分析 图 3-2 开关闭合之电路图 当开关闭合时，因为二极管为逆偏压，所以没有电流流过体成开路现象，电源电压就自然的跨在二极管的两端. 而在理想状态下、稳态操作时要求在切换周期结束时之电感器电流与开始相同，电感电流一周期会变化为零。非连续模式在暂这里不做详细的介绍。
3.2脉波宽度调变度PWM 3.2.1 脉波宽度调变 目前大多数的切换式电源供应器都为脉波宽度调变PWM的形式。此种方法乃改变转换晶体管的导通时间，并在 ON 期间来控制及调整输出电压至预定之值，虽然也可用其它方法来做控制和稳压，但是 PWM 的方法能提供极优性能，例如较紧密的线路与较好的负载稳压率，而且在温度变化时有较好的稳定度。
最近几年有许多集成电路备发展出来，包括了设计整个切换式电源供应器所需之功能，只要增加一些外部组件，就可以设计出切换式电源供应器。
虽然切换式电源供应器可以用许多转换的方法来达成，但是使用固定的 PWM 方法却是最受欢迎的一种。在 PWM 系统中所产生的方形脉波可用来推动转换晶体管至 ON 或 OFF 状态，因此我们借故改变脉波的宽度，则转换晶体管的导通时间就会适当地减少或增加，如此输出电压就可以达到稳压的状态。
PWM 控制电路可以是单端的形式，能够驱动单一晶体管的转换器，如反驰式或顺向式转换器。如果有两个以上的晶体管被驱动，则可以使用半桥式或全桥式电路，如此就需要用到双波道 PWM 电路。
在 1970 年代初期，切换式电源供应器开始扩大其商业市场，此时积体电路制造厂商开始尝试以单一芯片来制造提供 PWM 控制电路，首先出 现于市场的 PWM 控制电路为 Motorola 公司的 SG3524 的 PWM 控制电路，此种形式的控制电路已成为工业上的标准industry standard。
PWM 控制电路乃为整个切换式电源供应器的心脏部份，不仅可用于单端式，亦可为双波道的应用，不久之后制造厂商也开始推出改良过更而且具特色的 PWM 控制电路，例如仪器公司Texas In-struments就是改良SG3524 而推出 TL-494PWM 控制电路，其所提供的特色为可调整截止时间的控制电路，输出晶体管具有高输出或高输入的能