太阳能路灯控制器原理图.doc

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1、太阳能路灯控制器电路图　　1．工作原理　　电路原理见图1所示。该电路由以U5为核心组成的蓄电池过充电控制电路、以U4A～U4D为核心组成的蓄电池电压指示电路及显示电压按钮开关KS1电路、以U1B组成的蓄电池过放电控制电路、以U1A组成的开灯检测控制电路、以U2组成的开灯及延时熄灯及二次开灯定时控制电路，以及以控制三极管Q2驱动继电器组成的输出控制电路等组成。现分别介绍如下。　　(1)过充电、过放电检测保护部分太阳能电池组件板或阵列由插口CZ1的①脚输入，加至防反充电二极管D2的正极．D2的负极接12V蓄电池的正极，即CZ1的③脚。控制器在初始上电时，由于C4的

2、作用使U5②脚为低电平，③脚输出高电平，Q7导通；Q8截止，允许太阳能电池给蓄电池充电。当蓄电池所充的电压小于14．4V时，由R13、(R38十R39)组成的串联分压电路送至U5②、⑥电压低于2／3U5的供电电压时，即小于6V，电路维持充电状态；随着充电时间的延长，蓄电池电压逐渐升高，当U5②、⑥的电压高于2／3U5供电电压时，U5③脚输出低电平，Q7截止、Q8导通，给太阳能电池板泄放电流，停止对蓄电池充电。在U5③脚输出低电平的状态下，其⑦脚导通，相当于将1140并入电路中。此时电路的分压比为：R38+R39／／R40／IRl3+(R38+R39)／／R40

3、，不难算出，当蓄电池电压低于设定值13V时．电路状态再次翻转，U5③脚输出高电平，允许蓄电池充电。　　(2)开灯检测方法与控制　　太阳能电池板是一个很好的光敏元件，其输出电流、电压能随着接受光的强度和照度变化而变化，本控制器就是利用这一原理实现开、关灯控制的。太阳能电池板PVin输入电压经R5、R6串联分压后；加至运放U1A②脚，其③脚接于R9、R8+VR1的分压点上。在白天，太阳能电池板在阳光的照射下输出电压很高，其经R5、R6分压后使运放U1A②脚电压高于③脚，U1A①脚输出低电平，Q1截止，U2无供电电压不工作，Q2截止，继电器不吸合，系统无输出电压，路

4、灯不工作。随着天色渐黑，太阳能电池板输出电压降低。UlA②脚的电压也同步降低，当U1A②脚电压低于③脚时，比较器翻转，U1A①脚输出高电平，Q1导通，定时电路U2得电工作，Q2导通、JDQ1吸合点亮路灯。图中VR1为路灯开灯时刻设置调节电位器，调节VRl可设置不同时刻点亮路灯。DW1是钳位二极管，作用是避免白天太阳能电池板接受的电压过高导致U1A②脚输入电压过高而损坏。C1为储能电容，作用是防止U1A②脚电压瞬时突变误点亮路灯。R14为反馈电阻．其作用是使U1A成为一个迟滞比较器．防止和避免U1A在开灯点附近振荡而反复开、关路灯。　　(3)路灯延时电路点亮、熄

5、灭控制电路　　延时控制电路选用CD4541BE可编程定时控制芯片，它功耗低、内置可编程分频器电路，最大分频级数为65536级。　　本控制器设计定时开灯和定时关灯时间调节范围是：2．093小时-11．93小时．分别由V：R2和VR3控制调节。　　(4)蓄电池停止放电优先控制电路　　若在路灯欲点亮或已点亮时，蓄电池电压已经低于其允许终止放电值时，Q4导通．此时无论U1A输出高电平与否，均会使Q1截止，从而保护蓄电池避免过放电损坏。　　(5)电池电压指示电路　　为了让现场看管、维护人员及时了解、掌握蓄电池的状态，本控制器设有LED电池电压指示装置，通过LLED点亮的

6、数量指示蓄电池电压的高低。　　2．电路调试　　制作中发现。NE555时基电路的实际状态转换点，即1／3V(：C与2／3VCC状态的翻转跳变点并不是严格遵循理论值。通过调节电阻R13可实现14．4V的过充电控制。将R13由设计的100kΩ换为120kΩ即可达到实际要求。同理，通过调节VR4可校准蓄电池指示电压。　　二、用PIC12F675单片机制作的太阳能路灯控制器　　图2是用：PIC12F675单片机制作的太阳能路灯控制器电路。PIC12F675是8引脚单片机，具有6个I／0口，自带内部RC振荡器(振荡频率为4MHz)、4路10位A／D转换器、一路比较器，该控

7、制器性能稳定、可靠，耗电低。　　1．工作原理　　PIC12F675控制蓄电池的过充电、过放电，开、关路灯功能，定时点亮、天黑自动点亮、延时点亮、自动跟踪点亮等功能，路灯点亮测试控制功能，LED指示功能等。　　由蓄电池BTl、蓄电池过充电控制执行场效应管01、三端稳压器U1组成电源供电系统；Q2、Q4．组成放电控制；K1手动，R_GM1光控自动开灯系统，蓄电池分压电阻，发光指示二极管等部分组成。太阳能电池板电压由接口J3输入．经防反充二极管D1后分成两路，一路经U1LM78L05稳压后，为PIC12F675单片机提供工作电源，另一路经FB保险丝给蓄电池充电。单片

8、机上电后，首先由Rf、Cf组成的硬件电