太陽(yáng)能、市電互補(bǔ)LED路燈控制器研究

　　2.2.1 充電電路

　　充電電路用來(lái)調(diào)節(jié)充電電流與電壓，使太陽(yáng)能電池板穩(wěn)定地對(duì)蓄電池充電。由于每天在各個(gè)時(shí)段太陽(yáng)能電池板所轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)輻射能不同，使得太陽(yáng)能電池輸出的電流和電壓各不相同，這就需要通過(guò)必要的充電電路來(lái)控制。本電路就是用TL494 實(shí)現(xiàn)的電壓型脈寬調(diào)制(PWM)控制電路，電路圖如圖2所示。

　　當(dāng)R12 所接的單片機(jī)給4 腳一個(gè)高電平時(shí)，TL494 的截止時(shí)間增大到100% ，TL494 不工作，這樣就可以通過(guò)4 腳輸入的電平高低決定是否對(duì)蓄電池充電。TL494 的12 腳接電源，14 腳輸出的5V基準(zhǔn)電壓供單片機(jī)使用，同時(shí)R5、R6 的分壓作為T(mén)L494 中誤差放大器1 的同相端(2 腳)恒壓充電時(shí)的參考電壓信號(hào)，電池正極電壓經(jīng)R2、R3 分壓作為誤差放大器1 的反相端(1 腳)輸入恒壓充電的給定電壓信號(hào)，兩者之間的偏差作為恒壓調(diào)壓器使用。2腳和3 腳間引入阻容元件，校正改善誤差放大器的頻響。系統(tǒng)工作時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓、蓄電池的電壓，并根據(jù)各個(gè)電壓值的不同狀況，控制太陽(yáng)能電池對(duì)蓄電池充電與否，并根據(jù)設(shè)定的路燈時(shí)控或光控方式，控制LED 路燈是否點(diǎn)亮，以及點(diǎn)亮?xí)r供電方式在蓄電池和市電之間的合理切換。TL494 主要在單片機(jī)程序控制下完成對(duì)蓄電池、太陽(yáng)能電池板的檢測(cè)以及充放電控制。

　　路燈的照明時(shí)間可以依據(jù)H1～H4 上的直撥開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置，每檔對(duì)應(yīng)時(shí)間為1 小時(shí)、2 小時(shí)、4 小時(shí)、8 小時(shí)，這樣就可以通過(guò)不同的組合在1～15 小時(shí)內(nèi)作調(diào)整。系統(tǒng)軟件的控制流程圖如圖3 所示。

　　在工作過(guò)程中，單片機(jī)會(huì)一直檢測(cè)太陽(yáng)能電池和蓄電池的電壓，當(dāng)太陽(yáng)能電池的輸出電壓高于蓄電池2V以上，同時(shí)蓄電池的電量沒(méi)滿，單片機(jī)的11腳輸出低電平，芯片TL494 開(kāi)始工作，通過(guò)MOS 管Q1 對(duì)蓄電池充電。當(dāng)充滿后，轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)，對(duì)蓄電池的自放電情況進(jìn)行電量補(bǔ)償。對(duì)蓄電池的充電，開(kāi)始是大電流恒流充電狀態(tài)，充電電流為Imax。當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到52.8V時(shí)，充電器處于恒壓充電狀態(tài)，充電電流持續(xù)下降，當(dāng)電流下降到250mA 并且蓄電池的電壓上升到56.4V左右不變時(shí)，蓄電池的電量已達(dá)額定容量的100%，電路進(jìn)入浮充階段，給電池提供的浮充電壓抵消了蓄電池的自放電。當(dāng)蓄電池的電壓達(dá)到57.6±0.2V，蓄電池達(dá)到過(guò)充電壓點(diǎn)，單片機(jī)的11 腳輸出高電平，芯片TL494 結(jié)束工作，蓄電池充電結(jié)束。

　　3 結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)光電互補(bǔ)LED 路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)際測(cè)試觀察，其結(jié)果基本符合設(shè)計(jì)要求，但必須經(jīng)過(guò)實(shí)際長(zhǎng)期運(yùn)行，不斷完善設(shè)計(jì)，才能達(dá)到太陽(yáng)能有效利用、蓄電池容量匹配最合理、成本降到最低、性能價(jià)格比最好。