太阳能路灯控制器的设计

    太阳能路灯控制器的核心是太阳能路灯的开灯和关灯控制。根据电路设计的方式不同,太阳能路灯控制器可以分为模拟电路方式和单片机电路方式。

1单片机电路的太阳能路灯控制器

   因为太阳能路灯的工作方式比较复杂,许多太阳能路灯控制器采用了单片机电路。单片机控制器采用预先设置程序的方式控制开灯和关灯。预置程序有两种方式,一种是把每一天的开关灯时间排成表格存储在单片机的ROM中,单片机根据查表获得开关灯时间。这种方法要求较多的ROM空间。
   但是可靠性较高。第二种方法是把式(1)存储在ROM中,每一次都调用式(1)对开关灯时间进行计算。两种方法都需要在单片机内设置一个时钟作为参照,同时还要根据当地太阳时的改变进行调整。当然,也可以在单片机电路的太阳能路灯控制器中用光敏(或光敏+定时)的方式对开关灯进行控制。但是,在模拟电路的太阳能路灯控制器中使用光敏(或光敏+定时)的方式似乎更合理有效。模拟电路的太阳能路灯控制器
   用光敏(或光敏+定时)的方式对开关灯进行控制,可以使用附加光敏器件的方法。附加光敏器件,就需要给附加的光敏器件设置安装位置并设计附加电路。一些模拟电路的太阳能路灯控制器中采用的是这一种方法,实际是不合理的。太阳电池组件在弱光时开路电压随光强的变化很敏感。
    与单片机电路的太阳能路灯控制器比较,模拟电路的太阳能路灯控制器的电路结构更简单可靠。图3是并联型控制器中使用太阳电池组件作为光敏信号源的方法。当a点的电压下降到预定值时,使得b点电压小于c点电压,从而引起放大器A翻转给出开灯信号。在并联型控制器中,应该采取措施避免防过充控制对开关灯控制产生影响。在串联型控制器中实现太阳电池组件作为光敏信号源的方法是更有效并且更简捷的开关灯控制方法,在此就不做详细描述。
    虽然在弱光时太阳电池的开路电压随光强的变化十分迅速,但是当光强的变化十分缓慢时,还是可能引起开灯电路的翻转动作缓慢甚至在翻转域值电压附近产生震荡,从而损坏灯具或者无法启动灯具。因此,给b点一个正反馈信号以提高开灯电路的翻转速度是十分重要的。
    光敏控制存在一个防杂散光干扰的问题,例如过路的汽车灯的照射或者闪电,因此需要在光敏控制电路中增加延时缓冲电路。在定时关灯控制器中都存在一个定时电路,也可以用于抗杂散光干扰。3蓄电池工作电压的温度修正
    太阳能路灯是在自然环境中使用的产品,因此必须适合环境温度变化的要求。对于控制器来讲,不仅仅要求控制器本身在环境温度变化中保持稳定,还要求对蓄电池的充电电压随环境温度的变化作出反应,这就是蓄电池充电电压的温度修正。蓄电池的充电截止电压是随温度的变化而变化的,变化幅度是每2V蓄电池-3~-5mV/℃。为了实现蓄电池充电截止电压的温度修正,需要在蓄电池电压检测电路中提供温度补偿电路。