24V/5A太阳能控制器电路设计[图]
受体积和成本的限制，以单片机为核心的控制电路电源直接通过蓄电池端电压变换得来，该电路通过图4中的LM317三端可调稳压器变换出单片机的电源电压，控制电路与主回路共地。
图4 单片机电源变换电路
LM317为三端可调正压稳压器，其输出电压范围为1.25耀37V，只需2个外接电阻即可设置输出电压。LM317的输出端Vout和调整端adj之间提供1.25V的基准电压VREF，输出电压满足式（1）。
由于LM317的输入和输出电压差为40V，而对于24V的太阳能控制器，太阳能电池阵列的开路电压有可能达到50V，为避免瞬间过压，在LM317输入端并接稳压管D13进行保护。
图5为单片机P87LPC767的管脚连接图。电路中单片机的主要功能就是测量蓄电池端电压，进而控制S1和S2的导通状况，保证电路的稳定运行。由于P87LPC767自带8位AD，单片机又与主回路共地，因此采用直接电阻分压测量即可，即电路图5中的VAD1。
图5 P87LPC767管脚连接图
当该控制器负载为路灯时，应具备光控功能，即有太阳光时，S2截止曰夜晚或阴雨天光线不足时，S2导通，路灯照明。由于光线不足时，太阳能电池阵列的输出电压下降显着，因此可通过对其输出电压进行分压测量（VAD2），判断光线情况，作为S2导通和截止的一个判断依据。
P87LPC767使用P1.7（Fzs）和P1.6（PWM）作为两个MOSFET的栅极控制信号。以S1的控制为例，当P1.6输出高电平时，MOS管S1导通，S1栅极驱动信号vgs1被拉低，S1截止。如图6所示。由于MOSFET的栅极驱动电压不能超过20V，因此当P1.6输出为低电平时，V5截止，蓄电池电压经R9和R13分压后产生S1的驱动信号。S1和S2在主回路中的连接方法可解决其驱动共地问题。
图6 MOSFET的驱动电路
图6 MOSFET的驱动电路，控制器还配置了蓄电池放电容量指示灯，如图7所示。4个发光二极管分别对应蓄电池容量的100%、75%、50%和25%。P87LPC767测量蓄电池端电压后，根据其数值决定4个发光二极管的亮灭情况。需要指出的是，当蓄电池充电时，其端电压与容量没有直接关系，发光二极管的指示没有实际意义，只有当蓄电池放电时，其端电压可以在一定程度上反映电池容量。
图7 蓄电池容量指示驱动电路
4 结语
提供了一套24V/5A太阳能控制器电路，其成本低廉且性能稳定，具备广泛推广的价值。
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