太阳能LED路灯控制器的主要功能包括两个方面:蓄电池充电以及蓄电池给LED供电。
1、蓄电池充电
当系统检测到环境光线充足,控制器就会进入充电模式。蓄电池充电有两个比较重要的电压值:深度放电电压和浮充充电电压。前者代表在正常使用情况下蓄电池电能被用完的状态,而后者则代表蓄电池的最高限制电压,这些参数应该从蓄电池产品手册上可以查到。在设计电路中针对12v蓄电池,分别设置深度放电电压为11v和浮充充电电压为13.8v(皆为在室温条件下的电压值,软件中这两个值增加了相应的温度补偿)。
2、蓄电次给LED供电
当系统检测到周围环境光线不足时,就会进入蓄电池给LED供电模式。LED电流通过高位电流检测芯片(TSC101AILT)采样送回MCU,由MCU通过调整开关信号PWMDRV的占空比来获得恒定输出电流。为了打到节能的目的,LED的恒定电流值会根据系统检测的环境光强度来调整;当环境光由亮变暗时,系统的输出电流也会相应从小到大;当环境光完全暗下来时,系统的输出电流也达到预设的最大值。除了由环境光控制LED的输出外,用户还可以通过设定开关DIP1-DIP4的状态来设置LED灯的开启时间,系统会根据DIP1-DIP4的状态来设置LED灯的开启时间,系统会根据DIP1-DIP4的设定组合来控制LED从亮5min到12h不等。
此外,为了提高系统的可靠性,设计电路添加了针对太阳能电池组、蓄电池和LED等一系列软件的保护功能。而基于此系统平台,还可以从添加智能发光二极管工作模式、增加通信模块进一步优化系统性能。太阳能LED路灯控制器的软件设计中应注意一下事项。
(1)感应雷保护电路应设计在太阳能电池版引线入口处,保护电路周围4mm内不要不知其他器件。
(2)防止太阳能电池组反接用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。
(3)充电、负载放电电路的印刷线宽度至少4-5mm,线路上用搪锡处理以增加过电流能力,大电流导线在一层过渡到另一层时,要放置3-5个过孔。
(4)过流、短路保护电路选用的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0.01欧,选用过电流能力在10A以上的康铜丝作为电流取样电阻来产生取样电压,取样电压不超过0.2v,故采用运放LM358对它进行放大。
(5)器件的布局和PCB的布线采用模块化,大电流信号与小电流小要分离,对放大电路的线路尤其要精心布置。数字地和模拟地要分开,注意电源线和地线的布局。