太阳能LED路灯充放电控制器的设计

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1、电电系统器件应用工作控制部门的检测。本文设计的控制器具有由用户设定LED功率图2充电状态转换控制模型的功能，使系统可以在不同时段自动调节LED路灯亮度，比现有的充放电控制器更方便而且节能效果更好。当完成提升或者直充后，控制器转入浮充状态，当电池电压由于负载用电而下降到低于直充返回点时，控制器重新2．系统设计转入直充状态。此时，若负载继续用电且太阳能电池板无法太阳能LED路灯系统由太阳能电池板、LED路灯控制提供足够的充电能量导致蓄电池电压继续下降到欠压甚至器、铅酸蓄电池以及LED路灯模块组成(如图1所示)。在整过放点以下，控制器就进入过放保护，关闭负载并转入提升个系统中，充放

2、电控制器处在核心地位，其工作的好坏直接充电状态。决定了整个系统的性能。2．2温度补偿模型本文设计的控制器以PWM充电技术为核心，具备蓄电铅酸电池的电压特性是与温度相关的，这是一个负温度池过充、过放保护、太阳能电池过压保护、负载短路保护等特性的关系，即温度越高时各个控制点的电压越低。根据国多种保护功能。家标准，单节(2v)铅酸电池的温度补偿系数是一3mv／℃～7mv／℃之间。2．3负载功率控制模型在实际应用中，往往希望路灯在深夜的时候可以降低亮度。这种做法的目的一是节能，二是延长LED使用寿命。以往的路灯控制器不具备功率控制或者调光功能，多数采用接两路灯具，在深夜时切断其中一路

3、来实现此功能。这种做法可以达到目的，但是一段时间后两组灯具的亮度会因为灯具图1系统框图的光衰程度不同而出现明显的亮度差异。为了更好地实现上面所述的要求，本设计中增加了2．1充电模型PWM功率控制功能对LED灯具实现无级调光，保证各组灯根据GB／T19064．2003的要求，本文设计的充放电控制具有相近的光衰程度。基于LED的特性，PWM方式调节功充电状态模型如图2所示。控制器在充电启动时刻根据电率可以保证LED在不同亮度下仍然保持相同的色温。池状态决定充电模式，若电池处于过放状态就进入提升充电模式；若电池处于欠压状态就进入直充模式；若电池处于3．硬件电路设计浮充状态就进入浮充

4、模式；若电池本身超压则继续停留在3．1充电电路设计超压报警状态。图3所示为PWM充电与防光电反接电路的示意图。停作者简介：郭俊钊，男，广东广州人，硕士，研究方向：光电子，计算机通信网，嵌入式系统设计等。一67—电位必直接表征为充、放电回路压降和电路温升。根据图3，充电电流由蓄电池的BAT+流向GND，经O1的内置二极管流向Q2最终回流到PV．。充电回路的压降决定充电耗损，对电流回路的分析可知充电回路的压降取决于三个因素：Ql内置二极管、Q2的导通电阻、回路布线的电阻。影响充电回路压降的前两个因素根据实际设计的控制器额定充电电流而定，一般选择MOSFET的额定导通电流为控制器设

5、计充电电流的四倍左右。根据图4，放电回路的压降和发热由检流电阻和回路布线的电阻决定。大功率检流电阻的阻值应根据额定放电电流的大小进行选择，兼顾IS点的电平大小以及电阻的热功率，一般10A选T5mOhm，20A选2mOhm。大电流回路布线电阻对充放电回路压降都有直接影响。开始充电时，O1和Q2同时开关，PV对BAT开始脉冲回路布线的好坏直接决定了控制器的耗损特性，是整个设计充电，电流流向如途中粗线所示，电流由Pv+向电池充电，过程的重要一点。回路布线电阻由走线长度、走线宽度以及经0l、Q2回流到PV．。此时控制器根据蓄电池的电压状态PCB焊盘与走线结合方式决定。走线长度越短越好

6、，在无法和电流状态控制PWM的占空比进行充电，占空比的调节范缩短长度的情况下，可以考虑加银线直接连接以减低线路电围在1％到99％之间变动。阻。走线宽度可以根据参考文献[4]第六章给出的参数(图5、3．2负载控制电路设计6)来进行计算。例如：以额定10A充电电流考虑，不同的技下图为负载控制电路，LOADPWM输出100Hz的术要求下，走线宽度计算结果如表1所示。PWM信号控制Q3为负载供电。_rjTn^nB^1表1不同技术条件下最小线宽要求mⅢ～¨口．额定电流A允许温升℃PCB沉铜Oz最小线宽mm一载1Ol01910l0250～202026如上面说述，即使在设计时充分考虑走线长

7、度、线宽等-l_i因素，作为客观存在的物理量，走线电阻只能减小而无法消图4负载控制电路除。当充电电路工作时，因为额定电流一般在10A、20A甚至30A的程度，走线电阻的存在会导致充电回路的GND部分负载获得的功率为：产生电位差大概在0．02-0．05V左右，这个电压将足以影P=UloadIloadD响控制器对Is的采样，所以Is采样点的地电位必须选择在其中D为占空比，Uload和Iload为D=100％时控制器尽量接近检流电阻的位置。向负载提供的电压和电流。在这种设计下，负载必须为电阻性结构，若模块中存