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，利用單片機的PWM功能，對蓄電池進行開路保護和過充保護。蓄電池的正極(B+)經過R36、R7、R9的分壓后，把電壓送到單片機的ADC7的端口，如圖5所示。在圖中，D5起到保護作用，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，由單片機控制的充電驅動MOS管Q1為高電平，處于截止狀態，三極管Q3導通，這時PWM占空比為零，太陽能電池板向蓄電池恒流充電；當蓄電池電壓達到13．6 V時，Q1為高電平時，Q3導通，Q1截止，通過控制占空比，使Q1實現通斷控制，此時處于恒壓浮充狀態；當電流下降到某一設定的值時，進行恒流充電；但蓄電池電壓達到設定的過充點14．4 V時，再進行恒壓涓流充電；涓流小到某一值，單片機控制的充電驅動Q1進行短路保護；當蓄電池電壓下降到某設定值時，Q3重新導通，Q1截止，恢復為正常充電狀態。當蓄電池電壓低于設定的過放點時，放電驅動管Q2為高電平，Q4導通，Q2截止，此時負載無輸出；當蓄電池電壓達到12．6 V時，單片機控制的放電驅動T2為低電平，Q4截止，MOS管Q2導通，此時恢復對負載供電。

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，通過運算放大器放大，經A／D轉換后輸入單片機中，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，相應的充電倍率將不變，不同的充電倍率對應著不同的過充點，因此要采用溫度補償對蓄電池進行保護。單片機通過采樣溫度參數，實時檢測當前溫度，進行溫度補償。本設計中溫度的檢測采用負溫度系數的熱敏電阻進行，負溫度系數的熱敏電阻隨溫度的增長，電阻值變小。

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

5 結束語
文中設計的太陽能路燈控制器已研發成功，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到預期的要求，當蓄電池電壓過低時，能夠自動啟動開關管，斷開放電回路實現了蓄電池的過放保護，而且可以針對不同的蓄電池設定參數，進行溫度補償。由于采用Atmega48單片機作為主控芯片，功耗小、電路設計簡單、故障率低，具有較高的性價比，而且調試方便，適宜批量生產。