基于STC12C5410AD的太阳能路灯控制器设计(2)

太阳能路灯控制器设计

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国外电子元器件》《２００７年第３期２００７年３月

（ＷＤＴ）；片内集成ＭＡＸ８１０专用复位电路、８通道

１０位ＡＤＣ以及４通道ＰＷＭ；具有可编程的８级中断源４种优先级，具有在系统编程（ＩＳＰ）和在应用编程（ＩＡＰ），片内资源丰富、集成度高、使用方便。

立的控制和检测，具有完善的过流、短路保护措施，电路原理如图２所示。设计了两级保护：第一级采用了由Ｒ７（０．０１Ω康铜丝）以及运放ＬＭ３５８、比较器短路检测电路，配合单ＬＭ３９３等器件组成的过流、

片机的Ａ／Ｄ转换及外部中断响应来实现负载过流及短路保护，是一种硬件＋软件的方式，ＬＭ３５８的输出送Ｐ１．７（Ａ／Ｄ转换）口，用作过流信号识别，当电流超过额定电流２０％并维持３０ｓ以上时，确认为过流；短路电流整定为１０Ａ，响应时间为毫秒数量级。第二级采用了电子保险丝保护，当流经电子保险丝的电流骤然增加时，温度随之上升，其电阻大大增加，工作电流大大降低，达到保护电路目的，响应时间为秒数量级，过流撤消或短路恢复后电子保险丝恢复成低阻抗导体，无须任何人为更换或维修。系统采用了两级保护措施后，在长达数小时的负载短路实验后，控制器仍没出现电路烧毁现象。解决了用传统保险丝只能对电路进行一次性保护以及一旦器件烧毁必须人为更换的问题，同短路后需手动复位或断电后重新开启的系统相比，也具有明显的优点。简化了太阳能路灯控制器维护，提高了系统的安全性能。

ＳＴＣ１２Ｃ５４１０ＡＤ对系统的工作进行实施调度，实现

外部输入参数的设置、蓄电池及负载的管理、工作状态的指示等。为充分使用片内资源，本文所设置的参数写入Ｆｌａｓｈ数据存储器内。

２．３键盘电路

Ｐ３．４（Ｔ０）接Ｆ１键，用于设置状态的识别及参数

设置；Ｐ３．５（Ｔ１）接Ｆ２键，用于自检及“加１”功能，根据程序流程，分别实现不同功能。

２．４电压采集与电池管理

太阳能电池板电压采集用于太阳光线强弱的判断，因而可以作为白天、黄昏的识别信号。同时本系统支持太阳能板反接、反充保护。

蓄电池电压采集用于蓄电池工作电压的识别。利用微控制器的ＰＷＭ功能对蓄电池进行充电管理。若太阳能电池正常充电时蓄电池开路，控制器将关断负载，以保证负载不被损伤，若在夜间或太阳能电池不充电时蓄电池开路，控制器由于自身得不到电力，不会有任何动作。当充电电压高于保护电压（１５Ｖ）时，自动关断对蓄电池的充电；此后当电压掉至维护电压（１３．２Ｖ）时，蓄电池进入浮充状态，当低于维护电压（１３．２Ｖ）后浮充关闭，进入均充状态。当蓄电池电压低于保护电压（１１Ｖ）时，控制器自动关闭负载开关以保护蓄电池不受损坏。通过

２．６硬件设计过程中的注意事项

（１）感应雷保护电路应设计在太阳能电池板引线入口处，保护电路周围４ｍｍ内不能布置其他器

件。

（２）防止太阳能电池板反接的二极管必须采用快恢复二极管，这种二极管导通内阻小，充电时发热量小，不用散热器也可以连续充电，充电效果好。

负载放电电路的印刷线路宽度至少（３）充电、

为４ｍｍ￣５ｍｍ，线路上用搪锡处理以增加过电流能力，大电流导线从一层过渡到另一层时，要放置３～５个过孔。

短路保护电路选用的（４）过流、

电流取样电阻要综合考虑电流、功率及热稳定性三个因素。电阻增大则电路效率下降，本系统选用电阻为０．０１Ω，过电流能力在１０Ａ以上的康铜丝作为电流取样电阻，来产生取样电压，取样电压最多不超过

ＰＷＭ充电电路（智能三阶段充电），可使太阳能电池

板发挥最大功效，提高系统充电效率。本系统支持蓄电池的反接、过充、过放。

２．５负载输出控制与检测电路

本系统设计了两路负载输出，每路输出均有独

０．２Ｖ，故采用运放ＬＭ３５８对其进行

放大。

图２

负载输出控制与检测电路

（５）器件的布局和ＰＣＢ的布线采