????? 圖2是控制器的結構方框圖。太陽能電池板進來后會首先經過一個開關MOS管KCHG連接到直流/直流變換器（蓄電池充電電路），此變換器的輸出連接到蓄電池兩端（實際電路里會先通過一個保險絲再連到蓄電池上）。加上KCHG有兩個作用：一是防止太陽能電池輸出較低時由蓄電池過來的反充電流；二是當太陽能電池板極性接反時起到保護電路的作用。直流/直流變換器采用降壓拓撲結構，拓撲結構的選擇不僅得考慮太陽能電池板最大功率點電壓和蓄電池最大電壓，而且同時得兼顧效率和成本。蓄電池和LED之間也是通過一個直流/直流變換器（LED驅動電路），對LED要采用恒流控制方式，考慮到蓄電池電壓的波動范圍以及LED的工作電壓范圍，設計電路中采用反激式拓撲結構來保證恒流輸出。反激式拓撲的效率一般沒有簡單的升壓或者降壓電路高，如果要提升系統的效率，可以通過優化蓄電池電壓與LED電壓的關系來采用升壓或者降壓電路，提升效率并可能進一步減低成本。

????? 整個控制器的控制是通過一個MCU來實現，MCU的主要工作包括以下幾點：一是采用MPPT算法來優化太陽能電池板工作效率；二是針對蓄電池不同狀態采用合適的充電模式；三是保證LED驅動電路的恒流輸出；四是判斷白天黑夜并以此來切換蓄電池充電和放電模式；最后就是提供監控保護、溫度監測、狀態輸出和用戶控制輸入檢測（DIP1~4）等功能。MCU的選擇最主要是滿足ADC、GPIO和外部中斷的需要，不需要單純追求速度。表1列出了實際電路中MCU外圍設備的使用情況，考慮到以后擴展的需要，主控芯片使用STM32F101RXT6 （意法半導體最新款STM32系列MCU，采用Cortex-M3內核）。

表1: MCU外設分配。

????? 控制器輔助電源直接從蓄電池變換而來，蓄電池輸入通過線性電源（L78L12）得到12V，供給邏輯電路和PWM開關信號放大；3.3V通過12V接開關電源（L5970D）而來，主要給MCU和周邊電路供電，之所以用開關電源是為了提高轉換效率（減少蓄電池耗電）以及在以后擴展系統時可以提供足夠負載，當然，為了減少成本，完全可以用線性電源來實現。

????? 控制器主要功能

????? 控制器的主要功能包括兩個方面：蓄電池充電以及蓄電池給LED供電。