基于Atmega48太陽能路燈控制器研究

3．3 蓄電池的電壓采集電路
蓄電池電壓采集用于蓄電池工作電壓的識別，利用單片機(jī)的PWM功能，對蓄電池進(jìn)行開路保護(hù)和過充保護(hù)。蓄電池的正極(B+)經(jīng)過R36、R7、R9的分壓后，把電壓送到單片機(jī)的ADC7的端口，如圖5所示。在圖中，D5起到保護(hù)作用，保證UADC7的電壓不低于0．7 V。電容C17是用來防止干擾信息。

3．4 充放電控制電路
充放電控制電路如圖6所示。蓄電池電壓在正常情況下，由單片機(jī)控制的充電驅(qū)動MOS管Q1為高電平，處于截止?fàn)顟B(tài)，三極管Q3導(dǎo)通，這時PWM占空比為零，太陽能電池板向蓄電池恒流充電；當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到13．6 V時，Q1為高電平時，Q3導(dǎo)通，Q1截止，通過控制占空比，使Q1實(shí)現(xiàn)通斷控制，此時處于恒壓浮充狀態(tài)；當(dāng)電流下降到某一設(shè)定的值時，進(jìn)行恒流充電；但蓄電池電壓達(dá)到設(shè)定的過充點(diǎn)14．4 V時，再進(jìn)行恒壓涓流充電；涓流小到某一值，單片機(jī)控制的充電驅(qū)動Q1進(jìn)行短路保護(hù)；當(dāng)蓄電池電壓下降到某設(shè)定值時，Q3重新導(dǎo)通，Q1截止，恢復(fù)為正常充電狀態(tài)。當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定的過放點(diǎn)時，放電驅(qū)動管Q2為高電平，Q4導(dǎo)通，Q2截止，此時負(fù)載無輸出；當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到12．6 V時，單片機(jī)控制的放電驅(qū)動T2為低電平，Q4截止，MOS管Q2導(dǎo)通，此時恢復(fù)對負(fù)載供電。

3．5 輸出電流采樣及溫度檢測電路
輸出電流采樣電路采用一個小電阻來檢測電流，通過運(yùn)算放大器放大，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換后輸入單片機(jī)中，就可以計算出電流I的大小。
蓄電池的容量是隨溫度的變化而變化的，溫度降低，蓄電池的容量就減小；溫度升高，蓄電池的容量將增大。如果充電電流維持不變，相應(yīng)的充電倍率將不變，不同的充電倍率對應(yīng)著不同的過充點(diǎn)，因此要采用溫度補(bǔ)償對蓄電池進(jìn)行保護(hù)。單片機(jī)通過采樣溫度參數(shù)，實(shí)時檢測當(dāng)前溫度，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。本設(shè)計中溫度的檢測采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻進(jìn)行，負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻隨溫度的增長，電阻值變小。

4 控制器軟件設(shè)計
控制器軟件采用模塊化設(shè)計，其主程序流程圖如圖7所示。太陽能路燈控制器接電源后，首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，根據(jù)太陽能電池板的電壓來判斷白天還是黑夜，并執(zhí)行相應(yīng)的操作；接著對太陽能電池的電壓和蓄電池的電壓進(jìn)行各種條件的判斷并執(zhí)行相應(yīng)的操作；當(dāng)各種條件判斷完畢后，程序回到初始判斷，進(jìn)而開始新一輪的程序運(yùn)行。

5 結(jié)束語
文中設(shè)計的太陽能路燈控制器已研發(fā)成功，測試證明：該控制器具有良好的啟動性能，蓄電池的充電過程能夠達(dá)到預(yù)期的要求，當(dāng)蓄電池電壓過低時，能夠自動啟動開關(guān)管，斷開放電回路實(shí)現(xiàn)了蓄電池的過放保護(hù)，而且可以針對不同的蓄電池設(shè)定參數(shù)，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。由于采用Atmega48單片機(jī)作為主控芯片，功耗小、電路設(shè)計簡單、故障率低，具有較高的性價比，而且調(diào)試方便，適宜批量生產(chǎn)。