12v太陽(yáng)能充電電路圖（一）

這個(gè)太陽(yáng)能充電控制裝置，其功能是調(diào)節(jié)從光電板流入可充電的電池電源。它易于安裝，浮動(dòng)電壓由一個(gè)電位器調(diào)節(jié)，控制器具有均流充電、自動(dòng)溫度補(bǔ)償和極性反接保護(hù)功能。

該電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)是高效，簡(jiǎn)單，可靠和使用的現(xiàn)場(chǎng)可更換的部件。該電路的設(shè)計(jì)是無(wú)線電靜默，這使得它適合于業(yè)余無(wú)線電應(yīng)用。一個(gè)標(biāo)稱電壓12V，最 大輸出電流20安培的太陽(yáng)能電池板，和一個(gè)額定容量為400VA的鉛酸蓄電池或其他可充電電池，再加上這個(gè)太陽(yáng)能充電控制器，就組成了一個(gè)中等功率的太陽(yáng) 能供電系統(tǒng)。

太陽(yáng)能電池板的輸出電流和電池的容量相匹配是很重要的。蓄電池典型的最大充電電流為容量的1/20（原文如此，但通常會(huì)認(rèn)為是1/10），所以 100VA的電池應(yīng)配以輸出電流不大于5安培的太陽(yáng)能電池板。最好是檢查電池制造商的數(shù)據(jù)表來(lái)找到最大允許充電電流，然后選擇一個(gè)太陽(yáng)能電池板，不超過(guò)該 值。另一方面，如果太陽(yáng)能電池板的輸出電流過(guò)低時(shí)，電池可能永遠(yuǎn)不會(huì)完全充電。

12v太陽(yáng)能充電電路圖（二）

本文設(shè)計(jì)中采用16個(gè)光伏電池串聯(lián)，組成電壓約為1218V 的太陽(yáng)能組件，通過(guò)采集較高多的光能，保證日照能夠使鋰電池完全充滿電。供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)電路采用正激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。具體電路如圖2所示。

圖2 ?智能型太陽(yáng)能充電電路設(shè)計(jì)主電路

太陽(yáng)能組件產(chǎn)生的電能，一路經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器T1 的122繞組加至開(kāi)關(guān)管Q1 的集電極（c），另一路經(jīng)過(guò)R1為Q1 提供基極電壓。當(dāng)基極（b）的電壓為高電平時(shí)，Q1 開(kāi)始導(dǎo)通，變壓器T1 的122繞組中產(chǎn)生1正2 負(fù)的電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)T1 耦合，在T1 的324繞組中產(chǎn)生3正4負(fù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此電動(dòng)勢(shì)經(jīng)R5，C2 疊加到Q1的基極（b），使Q1 迅速飽和導(dǎo)通。由于變壓器T1 的122間的電流不能突變，在此過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生1負(fù)2正的電動(dòng)勢(shì)。變壓器T1 的324繞組中感應(yīng)出3負(fù)4正的電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)R5，C2，使Q1 迅速進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。經(jīng)R1 對(duì)C2 的不斷充電，Q1 又開(kāi)始導(dǎo)通，進(jìn)入下一輪的開(kāi)關(guān)振蕩狀態(tài)。在導(dǎo)通期間，T1 變壓器的副邊繞組526，經(jīng)整流二極管D4 向外輸送能量。

穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管D0、三極管Q2 等元件組成。 當(dāng)負(fù)載減輕或太陽(yáng)能組件輸出電壓升高時(shí)，A 點(diǎn)電壓上升。當(dāng)該電壓大于511V 時(shí)，D0 擊穿，Q2 因b2e結(jié)正向偏置而迅速導(dǎo)通，使Q1 提前截止，從而使輸出電壓趨于下降；反之，則控制過(guò)程相反，從而使變壓器T1 副邊輸出電壓基本穩(wěn)定。 當(dāng)負(fù)載過(guò)重時(shí)，Q1 的c2e電流增大，R4 上的壓降也隨之增大。當(dāng)該電壓大于017V 時(shí)，Q2 導(dǎo)通，Q1 截止，達(dá)到過(guò)流保護(hù)的目的。 為避免截止期間變壓器T1 的122 繞組感應(yīng)出的尖峰脈沖擊穿開(kāi)關(guān)管Q1 ，并聯(lián)了尖峰脈沖吸收電路。

12v太陽(yáng)能充電電路圖（三）

此設(shè)計(jì)是一種 20A 最大功率點(diǎn)跟蹤 （MPPT） 太陽(yáng)能充電控制器，專為對(duì)應(yīng)于 12V 和 24V 面板的太陽(yáng)能面板輸入而設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)面向中小型功率太陽(yáng)能充電器解決方案，能夠通過(guò) 12V/24V 面板和 12V/24V 電池工作，輸出電流高達(dá) 20A。此設(shè)計(jì)注重?cái)U(kuò)展性，通過(guò)將 MOSFET 改為 100V 額定部件可以輕松適應(yīng) 48V 系統(tǒng)。用戶還可以通過(guò)使用當(dāng)前所用的 MOSFET 的 TO-220 封裝版本將電流增加到 40A。這種太陽(yáng)能 MPPT 充電控制器在設(shè)計(jì)時(shí)即考慮了現(xiàn)實(shí)因素，其中包括電池反向保護(hù)以及硬件中提供但未作配置的軟件可編程警報(bào)和指示。此設(shè)計(jì)在 24V 系統(tǒng)中以全負(fù)載狀態(tài)工作的效率高于 97%。對(duì)于 12V 系統(tǒng)，效率高于 96%，其中包括電池反向保護(hù) MOSFET 中的損耗。

12v太陽(yáng)能充電電路圖（四）

12V太陽(yáng)能電源控制器的制作

電路是由蓄電池、控制器、用電器及充電部分組成。其中：穩(wěn)壓二極管DWl、電阻R1、R2組成欠電壓檢測(cè)電路，三極管Q1、Q2及電阻R3和繼電器組成欠電壓自動(dòng)斷電控制、執(zhí)行電路。K1、K2分別為手動(dòng)“關(guān)”、“開(kāi)”機(jī)按鈕開(kāi)關(guān)，PV+是太陽(yáng)能電池板充電輸入正極接線端。負(fù)載最好用直流1 2V電子節(jié)能燈。

工作原理：

當(dāng)需要用電時(shí)。按動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)K2，此時(shí)繼電器線圈得電吸合；同時(shí)繼電器觸點(diǎn)（1）和觸點(diǎn)（3）閉合接通，蓄電池的正電壓從觸點(diǎn)（1）流過(guò)觸點(diǎn)（3）；電路得電工作。當(dāng)蓄電池電壓高于10.8V時(shí)穩(wěn)壓二極管D1被擊穿導(dǎo)通，三極管Q1、Q2正偏導(dǎo)通，此時(shí)繼電器維持自保導(dǎo)通狀態(tài)，即使松開(kāi)按鈕K2，電路依然處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)需要關(guān)閉電源時(shí)，用手按動(dòng)關(guān)斷按鈕K1，此時(shí)Q1基極b接地，Q1、Q2同步截止，繼電器斷開(kāi)，關(guān)機(jī)斷電。當(dāng)蓄電池的放電電壓低于10.8V時(shí)。

應(yīng)停止放電，以防過(guò)放電損壞蓄電池。這一功能由欠電壓檢測(cè)電路DW1、R1、R2和執(zhí)行電路Q1、Q2、R3和繼電器完成。當(dāng)蓄電池電壓低于10.8V時(shí)、DWl反向截止，從而導(dǎo)致Q1、Q1截止、繼電器斷電，達(dá)到了自動(dòng)斷電，保護(hù)蓄電池過(guò)放電的目的。

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12v太陽(yáng)能充電電路圖（五）

分時(shí)、分壓控制太陽(yáng)能燈，就是根據(jù)夜晚不同時(shí)間段人們對(duì)光照度的不同要求，以及太陽(yáng)電池白天吸收能量的大小，控制太陽(yáng)能燈的輸入功率，達(dá)到用最小成本設(shè)計(jì)出能夠滿足最惡劣氣象條件下人們對(duì)太陽(yáng)能燈的最基本要求的目的。

該控制電路適合以12只LED為光源的草坪燈。U中包含驅(qū)動(dòng)、光控檢測(cè)、脈寬調(diào)制、電池電壓檢測(cè)等電路。其1腳為使能端，2腳為電源電壓端，4腳為負(fù)載電流調(diào)整口，5腳為開(kāi)關(guān)口，8腳為接地端，3、6、7均懸空。改變R4的阻值可以改變LED的工作電流，其最大允許電流為500mA，M接地時(shí)電流最小。

J1為太陽(yáng)電池，J2為電源開(kāi)關(guān)，J3為2節(jié)鎳氫電池。為了降低管壓降，VD1、VD2可采用肖特基二極管。改變R5、R6可調(diào)節(jié)蓄電池的分壓保護(hù)值，改變R1、R2可調(diào)節(jié)分時(shí)值。該電路能在盡可能降低太陽(yáng)電池成本的基礎(chǔ)上，保證照明時(shí)間，具有很高的性價(jià)比。

12v太陽(yáng)能充電電路圖（六）

用PIC12F675單片機(jī)制作的太陽(yáng)能路燈控制器

PIC 12F675控制蓄電池的過(guò)充電、過(guò)放電，開(kāi)、關(guān)路燈功能，定時(shí)點(diǎn)亮、天黑自動(dòng)點(diǎn)亮、延時(shí)點(diǎn)亮、自動(dòng)跟蹤點(diǎn)亮等功能，路燈點(diǎn)亮測(cè)試控制功能，LED指示功能等。

由蓄電池 BTl 、蓄電池過(guò)充電控制執(zhí)行場(chǎng)效應(yīng)管 01 、三端穩(wěn)壓器 U1 組成電源供電系統(tǒng)； Q2 、 Q4．組成放電控制；K1 手動(dòng)， R_GM1 光控自動(dòng)開(kāi)燈系統(tǒng)，蓄電池分壓電阻，發(fā)光指示二極管等部分組成。太陽(yáng)能電池板電壓由接口J3輸入．經(jīng)防反充二極管 D1 后分成兩路，一路經(jīng) U1 LM 78L 05 穩(wěn)壓后，為 PIC 12F675單片機(jī)提供工作電源，另一路經(jīng) FB 保險(xiǎn)絲給蓄電池充電。單片機(jī)上電后，首先由 Rf 、 Cf組成的硬件電路進(jìn)行復(fù)位．然后由軟件控制U2 ③腳 GP4 輸出高電平，讓 Q4 導(dǎo)通、 Q2 截止，控制系統(tǒng)停止放電，再檢測(cè) U2⑦腳 GP0 上的分壓值，通過(guò)內(nèi)部 A/ D 轉(zhuǎn)換及軟件運(yùn)算間接檢測(cè)、判斷蓄電池是否欠壓、過(guò)壓．若蓄電池發(fā)生過(guò)充電，則通過(guò)軟件控制U2 ②腳 GP5 輸出高電平，使 Q1導(dǎo)通．短路太陽(yáng)能電池板、停止向蓄電池充電，同時(shí)點(diǎn)亮“過(guò)充電”指示燈 LED2；若未發(fā)生過(guò)充電，則 U2 ②腳 GP5輸出低電平，允許蓄電池充電。通過(guò)檢測(cè) U2 ⑥腳 GP1 所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否已經(jīng)“天黑，到了開(kāi)路燈時(shí)間”，若到了預(yù)設(shè)的開(kāi)燈點(diǎn)，則由軟件控制 u2 ③腳 GP4 輸出低電平，使 Q4截止、02 導(dǎo)通，點(diǎn)亮路燈。若不到開(kāi)燈點(diǎn)，則程序返回，循環(huán)檢測(cè)上述諸參數(shù)。

K1 是手動(dòng)開(kāi)燈按鈕。按下 K1 ，路燈點(diǎn)亮。單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否“天黑”，若是天黑．則按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)亮路燈，若否，單片機(jī)進(jìn)入路燈控制器“測(cè)試”功能：2分鐘后路燈自動(dòng)熄滅。
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12v太陽(yáng)能充電電路圖（七）

1、太陽(yáng)能路燈控制器設(shè)計(jì)

路燈控制系統(tǒng)工作原理：白天光伏電池向蓄電池充電，晚上蓄電池提供電力供路燈照明。所以蓄電池將構(gòu)成一個(gè)充放電循環(huán)。太陽(yáng)能路燈照明控制電路包括光伏電池、蓄電池、路燈和控制器四部分。設(shè)計(jì)中采用AT89S52單片機(jī)，并將其作為智能核心模塊。外圍電路主要包括太陽(yáng)能電池電壓采樣模塊、蓄電池電壓采樣模塊、鍵盤(pán)電路模塊、LED顯示模塊、充放電控制模塊等。圖1是太陽(yáng)能路燈控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

2、單片機(jī)智能控制模塊

太陽(yáng)能路燈控制器選擇ATMEL公司的8位單片機(jī)AT89S52為核心的智能控制模塊，在整體上具有低功耗、性能高的特點(diǎn)。

2.1、單片機(jī)振蕩電路

單片機(jī)振蕩電路如圖2所示。

2.2、復(fù)位電路

復(fù)位電路如圖3所示，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。

3、電源電路模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)正常工作電壓為5V，系統(tǒng)采用12V／24V的鉛酸蓄電池供電，蓄電池電壓不穩(wěn)定，所以需要對(duì)電源進(jìn)行穩(wěn)壓。本系統(tǒng)采用LM7805三端穩(wěn)壓器，其輸入電壓在5～24V時(shí)均可以保證輸出為穩(wěn)定的+5V。LM7805組成穩(wěn)壓電源只需要很少的外圍元件，使用起來(lái)非常方便，工作穩(wěn)定可靠J。系統(tǒng)電源電路如圖4所示。

4、采樣模塊設(shè)計(jì)

太陽(yáng)能電池采樣和蓄電池采樣對(duì)于系統(tǒng)正常運(yùn)行起著非常重要的作用。太陽(yáng)能路燈控制器要對(duì)蓄電池充放電進(jìn)行合理控制，即需對(duì)蓄電池、太陽(yáng)能電池板電壓進(jìn)行采樣。為此，AT89S52單片機(jī)就要外接A／D轉(zhuǎn)換模塊，把電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，系統(tǒng)選用v／F轉(zhuǎn)換芯片LM331組成數(shù)模轉(zhuǎn)換電路J。在系統(tǒng)采樣設(shè)計(jì)中，為了防止因?yàn)橥獠恳蛩貙?dǎo)致AT89S52程序跑飛或死機(jī)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，在LM331與單片機(jī)之間還需增加單通道的高速光電隔離器6n137J。圖5為太陽(yáng)能電池板采樣電路圖。系統(tǒng)蓄電池采樣和太陽(yáng)能電池板采樣電路相同。