自適應單純太陽能路燈控制器系統(tǒng)設計

3）在線檢測電量

在太陽能路燈工作開始之前檢測出剩余電量，采用交流壓降內阻測量法測得內阻值，通過查做好的數據表，并進行數據校正，得到對應的電量值。

給電池施加一個固定頻率和固定電流（日前一般使用l kHz頻率、50 mA小電沆），然后對其電壓進行采樣，經過整流、濾波等一系列處理后通過運放電路計算出該電池的內阻值。圖4為在線測量剩余電量硬件框圖。

圖4 在線測量剩余電量硬件框圖

2.2.2充電量計算

充電量是通過太陽能電池板接收輻射強度和電池板面積計算得到的。太陽能電池板接收輻射強度為單日輻射強度與sin a的乘積，其中a為正午太陽輻射與電池板的平均夾角。電池板面積可參考配置計算部分的內容，并且經過優(yōu)化得到的。

2.2.3剩余電量計算
　　通過計算電流在時域上的積分，可得出電量變化值，在路燈工作前檢測到的電池電量作為初始電量，則剩余電量為初始電量減去電量變化值。同時通過對MPPT電路的輸出電流做積分，作為電量變化的校正值，從而得到較準確的剩余電量值。圖5為剩余電量計算流程圖。

圖5 剩余電量計算流程圖
　　1）Zighee無線通訊系統(tǒng)連網
　　保證整條路的路燈的開，關時間一致，馬路亮度均勻，保證駕駛安全，避免駕駛員視覺疲勞；實時傳送數據，進行遠程監(jiān)測和控制：在線軟件升級，降低維護及調試成本：待機睡眠，降低系統(tǒng)功耗。將Zigbee無線傳感器網絡技術應用于蓄電池牛產過程中的充放電參數檢測中，將極大地提高產品測試的靈活性和可靠性，對提高蓄電池牛產質量和效率具有重要意義問。
　　2）模塊化可擴展性
　　設計的控制器的供電系統(tǒng)可以是模塊化的，設計采用恒流充電方式，所以電池板可擴展，LED模組可根據系統(tǒng)功率進行并聯擴展。
　　根據如上計算，具體設計框圖如圖6所示，為太陽能路燈控制系統(tǒng)硬件框架。圖7為太陽能路燈控制系統(tǒng)電路原理圖。

圖6 太陽能路燈控制系統(tǒng)硬件框架

圖7 太陽能路燈控制系統(tǒng)電路原理圖

3 自適應單純太陽能供電路燈控制器設計方案模擬
　　開關燈的時間根據天安門升降旗時間而定，如表1所示，全年最長點燈時長茌12月為14.52小時，最短為9.13小時。照明時間分為3個時段，第一個時段從當天天安門降旗時刻開始，為5個小時，第二個時段到早上5點，第三個時段從5點到滅安門升旗時刻，燈光亮度各時段權重比為5:2:3,如果以100 W光源為設計標準，則光源功耗最大為1.068 5 kW-h。
　　表1 照明策略基準參數

　　圖8顯示根據表1中的數據得m的各月太陽能電池板面積排列柱形罔，從而可以選定電池板的面積為柱形途中的拐點處2月的畫積值，太陽電池板面積為2.2 IT12.蓄電池為115 Ah.這樣選擇的原因是這樣可以保證全年85%的照明時間，剩下的15%為過放，不過要給白適應調節(jié)留下一個調節(jié)余量，所以選擇以2月數據計算fn的太陽能面積的值，即2.216 2 m2,過放的情況為3個月，過放比率為25%,從而有100/e的調節(jié)空間。

圖8 各月太陽能電池板對應面積排列柱形圖

4 結 論
　　白適應單純太陽能供電路燈控制器的設計，實現了以MPPT電路為控制核心的智能太陽能路燈控制器，具有外圍電路簡單，可靠性高的特點，實現了太陽能電池的最大功率點跟蹤，采用了合理的蓄電池充放電策略，實現算法簡單，既提高了太陽能電池板的使用效率，又延長了蓄電池的使用壽命，對于個別過分欠充、過充燈根據問題加大、減小電池板面積，更換電池或燈珠，根據每盞路燈的實際情況靈活調整其配置，可使每盞燈都工作在最佳狀態(tài)，不但保證了正常照明，而且避免了資源浪費，也降低了產品造價，具有一定的參考和推廣應用價值。