一款太阳能路灯控制器电路的制作

　　1.工作原理
　　
　　电路原理见下图所示。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，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。