基于單片機(jī)的太陽能路燈市電互補(bǔ)逆變光伏

在保護(hù)電路中需要對蓄電池電壓和輸出端電流進(jìn)行采樣比較，通過基準(zhǔn)值的設(shè)定到電壓低于設(shè)定要求時就自動切換負(fù)載供電方式，由蓄電池供電改為外部市電供電，從而起到保護(hù)蓄電池的作用，另外，一旦負(fù)載出現(xiàn)短路過流現(xiàn)象，電路即進(jìn)入保護(hù)模式，切斷外部供電以免過流造成電路器件損壞。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)的軟件采用C語言設(shè)計，C語言具有應(yīng)用廣泛、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)。在軟件控制上主要是實(shí)現(xiàn)以下幾個功能：
(1)對PWM輸出的控制。利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對TLA94芯片輸出的PWM調(diào)制信號的控制，當(dāng)負(fù)載變化或者出現(xiàn)保護(hù)狀態(tài)時，單片機(jī)發(fā)出信號(220V OFF)關(guān)斷TL494輸出，切斷逆變電路輸入，保證逆變輸出電壓為零，由此要求在軟件設(shè)計上應(yīng)確保單片機(jī)一直采樣輸出端信號狀態(tài)。
(2)對蓄電池電壓的檢測控制。蓄電池電壓正常工作值為12±1V，當(dāng)電池電壓低于11V時就要求電路立即停止蓄電池對負(fù)載輸出供電，否則將影響電池使用壽命，在系統(tǒng)中有專門的電池檢測電路，而單片機(jī)則一直對電池電壓檢測值進(jìn)行采樣，即電路中的Batter_Adin信號。一旦發(fā)現(xiàn)電壓偏低時由單片機(jī)輸出控制信號(RY1)及時切換繼電器1使得負(fù)載燈泡供電由電池轉(zhuǎn)為市電。
(3)顯示及鍵盤輸入功能。在本系統(tǒng)中顯示功能分為兩個部分：一個是數(shù)碼管顯示，主要是用來顯示系統(tǒng)工作時間：另一個是LED顯示，LED的狀態(tài)變化代表了電路的工作狀態(tài)，其中綠燈代表正常運(yùn)行，紅燈代表故障。系統(tǒng)的顯示功能主要由單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。另外，在電路中考慮到需要對電路進(jìn)行模式設(shè)定，因此增加了鍵盤輸入電路，在本控制器中有三個撥碼開關(guān)，用來實(shí)現(xiàn)對路燈的三路遙控輸出。圖7是本控制器的主程序流程圖。

4 系統(tǒng)測試
系統(tǒng)測試主要是在負(fù)載連續(xù)工作的情況下對蓄電池電壓和電路過流保護(hù)狀態(tài)的檢查，在本控制器連接好太陽能電池板后，通過光電阻實(shí)現(xiàn)路燈開啟關(guān)閉的自動切換，當(dāng)光照度低于設(shè)定點(diǎn)時路燈將自行開啟，如果光照度高于設(shè)定點(diǎn)時路燈也會自動關(guān)閉?？紤]到一些突發(fā)情況在系統(tǒng)中設(shè)置了手動操作模式，如果出現(xiàn)短暫雷雨天氣當(dāng)光照度下降時通過人工操作防止路燈自動開啟。
4．1 蓄電池放電保護(hù)測試
蓄電池在對負(fù)載進(jìn)行供電時，其電池電壓將隨著放電時間不斷下降，當(dāng)電池電壓為10．5V時，控制器將切斷蓄電池對負(fù)載的供電，而改為外部市電220V供電，當(dāng)白天有光照時通過太陽能電池板對蓄電池進(jìn)行充電，電壓回到12．5V時，控制器將自動切斷市電供電重新改為蓄電池供電模式。
4．2 蓄電池過充保護(hù)測試
當(dāng)太陽能電池板一直對蓄電池進(jìn)行充電時，如果電池電壓充電達(dá)到14．3V時，控制器關(guān)閉充電電路，而當(dāng)電壓下降到13．6V時，再次打開充電電路。
4．3 負(fù)載短路保護(hù)測試
當(dāng)負(fù)載功率為大于50W時，控制器關(guān)閉負(fù)載，并且在延時10s后，能夠再次自動打開負(fù)載，而對于30W的負(fù)載能夠正常工作(本控制器設(shè)計的負(fù)載額定功率為35W)。

5 結(jié)論
本控制器最大的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了雙路供電的功能，避免了蓄電池電壓不足時路燈無法正常工作的情況，通過單片機(jī)的優(yōu)化控制，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。