60w太陽能路燈設(shè)計(jì)方案（一）

1、硬件電路設(shè)計(jì)

選擇DS1302計(jì)時(shí)器、AT24C02存儲(chǔ)器、4位數(shù)碼顯示器、過充過放電路、STC12C2051單片機(jī)等組成智能控制系統(tǒng)。根據(jù)各部分電路的功能不同，整體電路可分為以下幾個(gè)部分：太陽能電池板組件、過充過放電路、STC12C2051單片機(jī)、蓄電池、時(shí)控光控電路、照明負(fù)載和時(shí)間顯示電路。

1.1、電源電路設(shè)計(jì)

電源電路如圖1所示。系統(tǒng)由太陽能電池板供電，24V蓄電池電壓經(jīng)過7805穩(wěn)壓后產(chǎn)生5V電壓，作為控制器的主電源。電容C2作為高頻旁路電容，將高頻信號旁路到地。同樣電容C1為濾波電容。

1.2、方案選擇

采用時(shí)鐘控器型的路燈控制器，要預(yù)先設(shè)定開關(guān)時(shí)間，使路燈按時(shí)亮燈、準(zhǔn)時(shí)熄燈，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。優(yōu)點(diǎn)是定時(shí)開關(guān)預(yù)先設(shè)定的開關(guān)時(shí)間不受外界干擾，除本身故障外不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。缺點(diǎn)是不能根據(jù)季節(jié)變化和特殊的天氣情況自動(dòng)變換開關(guān)時(shí)間，需人工調(diào)整開關(guān)時(shí)間，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不利于節(jié)能。定時(shí)開關(guān)又分為機(jī)械鐘表型和電子鐘表型，機(jī)械鐘表型以石英鐘為主，走時(shí)精準(zhǔn)，但是由于機(jī)芯內(nèi)使用塑料齒輪在高溫下會(huì)變形，從而導(dǎo)致停機(jī)現(xiàn)象。

電子鐘表型定時(shí)開關(guān)使用的也較多，常用LＲ6818、LM8650、LM8561等集成塊為中心的電子鐘電路。圖2為與單片機(jī)的連接圖，其中VCC1為主電源，VCC2為后備電源。在一般情況下，SCL、I/O、ＲST與單片機(jī)連接實(shí)現(xiàn)1302的讀寫控制。

存儲(chǔ)器AT2402的1，2，3腳為空腳，4腳為接地端，5腳為數(shù)據(jù)端，6腳為時(shí)鐘端，7腳為寫保護(hù)端口，8腳為電源。

AT24C02在設(shè)計(jì)中的作用是掉電存儲(chǔ)器，是為防止電源突然斷開時(shí)，用戶信息不會(huì)丟失，存儲(chǔ)當(dāng)前設(shè)定的信息。AT24C02是Atmel公司的2kB的電可擦除存儲(chǔ)芯片，由于AT24C02的數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，采用串口的方式傳送數(shù)據(jù)，所以只用兩根線SCL（移位脈沖）和SDA（數(shù)據(jù)/地址）與單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。電壓最低可達(dá)2.5V，額定電流為1mA，靜態(tài)電流10μA（5.5V），芯片內(nèi)的資料可在斷電的情況下保存相當(dāng)長的時(shí)間，而且采用8腳的DIP封裝，使用方便。其與單片機(jī)的連接如圖3所示。

太陽能路燈與普通路燈控制電路功能基本相同，均是為了完成晚上亮燈，早晨熄燈以及對蓄電池的充電管理。國內(nèi)外常用的控制器有單獨(dú)的光控制型、時(shí)鐘控器型、經(jīng)緯型控制器型等，但由于其工作原理不同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。

60w太陽能路燈設(shè)計(jì)方案（二）

圖1所示太陽能燈電路是一種低損耗電路，使用一只7W四引腳CFL（小型熒光燈）和一塊12V、7-Ahr密封免維護(hù)電池。逆變器的效率大于85%，靜態(tài)電流小于2mA。它有一個(gè)帶電池過放電保護(hù)功能和過充電保護(hù)功能的并聯(lián)充電控制器。低靜態(tài)電流、過放電保護(hù)功能和過充電保護(hù)功能三者確保電池使用壽命很長。逆變器的預(yù)熱功能可以避免CFL兩端變黑，從而延長其使用壽命。這一電路可在農(nóng)村地區(qū)用作一種可靠小巧的便攜式光源，在城市用作應(yīng)急燈系統(tǒng)。并聯(lián)充電控制器電路包括IC1（低電流2.5V電壓基準(zhǔn)源LM385）和IC2（LM324比較器）。配有電阻R1 ~ R8和三極管Q1的IC2A可防止電池過放電。

圖1

這種太陽能供電的電燈驅(qū)動(dòng)器可用作應(yīng)急燈系統(tǒng)。

當(dāng)電池電壓低于10.8V時(shí)，該電路切斷負(fù)載（逆變器和燈管），從而防止電池過放電。在無負(fù)載狀況下，電池放電后的電壓約為12.2V，因此，為防止出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，電路提供的過放電復(fù)位電壓為12.3V。紅發(fā)光二極管LED1指示低電壓狀態(tài)。配有電阻R9 ~ R14和三極管Q2的IC2B可防止電池過充電。當(dāng)電池電壓超過14.8V時(shí)，Q2導(dǎo)通，并使太陽能電池陣列旁流，從而防止電池過充電。當(dāng)電池電壓低于12.5V時(shí)，Q2截止，太陽能板電池陣列對電池進(jìn)行充電。D2為一支反向阻隔二極管。它能防電池在太陽能電池不產(chǎn)生電能時(shí)對太陽能電池放電。黃發(fā)光二極管LED2指示電池充滿電。綠發(fā)光二極管LED3與IC2c和電阻R15 ~ R20一起，提供充電指示。