数字技术与应用
太阳能路灯充放电控制器的设计
朱德海！
胡西多
(1.东芜理工学院
陈少文！广东东莞
陈自发！
卢柱荣！
曾志峰1
彭晓兰！
胡晓斌2
祝炳忠2
523808；2.东莞勤上光电有限公司
523000)
广东东莞
数字技术。
[摘要]介绍了以单片机为核心太阳能路灯充放电控制器的设计。采用PWM进行充电管理，有效地保护锂蓄电池，防止过充电现象，提供了简单的电压电流检测电路，给出小电阻阻值随温度变化的软件补偿方法，
[关键词]太阳能路灯[中图分类号)TP23
阜
单片机
PWM
锂电池
[文献标识码]A
[文章编号]10079416（201003-0004-02
很高，它的客量是同重量的镍复电池的1.
太阳能是地球上最直接最普途最清洁的可再生能源。随着能函问题的日益突出和太阳能光伏技术的发展进步，太阳能路灯的应用正受到日益广泛的重视。太阳能路灯主要由太阳能光电泡组件、蓄电池、控制器和照明灯其组成，其中控制器是太阳能路灯的核心部分，主要负蓄电池的充放电控制。本文设计了一种基于单片机的太阳能路灯控制器，
2锂幕电池
路灯蓄电池选用锂离子电池。锂电池具有重量轻、客量大、无记忆效应等优点，因而得到了普遍应用。锂电池的能量密度
个
1.758 1.58 1.25# 18 0.75# 0,58 0. 25
OM 65 e5 e 4 36
e
质充电度
最大光电电缆预充别快充过覆电所
电话
图
5~2倍，而且其有很低的自放电率，此外，锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因。但对于锂电池的充电过程，要求是比较严格的。
锂电池的充电曲线如下图1。
锂电池的充电过程：(1)如果开始充电时，电池电量很低(例如低于13V)，那么必须用小电流（大概为0.24A)开始充电，即消流充电。如果电压高于13V就不必进行这个步骤，(2)当电池电压大于13V可以开始大电流充电，恒流充电。随着充电的进行，电池电压逐新升高，（3)当电池电压达到或接近充满电压(如16.8V左右)时，则
快光列减充过演
锂电池的充电曲线
ee 0.7 p8 8.5
图2实际电流数据采集和线性拟合教旁数应用
浮电压
16V 15V 14V
充电共止电
13V
电换
图3单片机检测出的电流数据采集和线性拟合
要开始转入恒压充电：当电流减少到大概 0.25A左右，则停止充电。由此可见，对于锂电池充电过程的控制，电压电流的检测楚非常关键的。
2.1电压的检测
利用一个电位器把电池的电压降低，输进模数转换器（如ADC0809)的第一个通道中，然后通过单片机(如STC89C52)来计算电压。
2.2电流的检测
检测比较大的直流电流的方法不多，这里采用一个小电阻R(0.05次每)来检测电流，小电阻两端的电压通过运放放大，经模数转换后输入单片机中，测得电压U。后除以放大倍数Auf得到实际的电压U，再根据欧避定律(U=I+R)计算出电流I的大小。
用一个小电阻来检测电流存在的间题是：小电阻的阻值会发生变化。实际上绝对线性的电阻是不存在的。例如，绝大多数金属争体的电阻都随温度的升高面升高，当电流通过金属导体时，将电能转化为热能，使金属导体的温度升高，阻值就不是常数，而是随着电流或电压变化。本系统中检测出来的充电电流跟实际的充电电流不一样，但存在一个规律是：电流越大检测出来的电流跟实际电流的偏差就越大，它们成线性的关系。这是由于小电阻阻值随温度变化而造成的。以下是实验采集的单片机测得电流和实际电流的一些数据如表1所示，
这两组数存在着线性的关系，利用 Matlab对第一列的数据进行处理，首先求出它的关系式，假设关系式为：
y1=a(1)+x+a(2),
使用Matlab求出系数a(1)和a(2)
a(1)= 0.0100a(2)= 0.2100所以这组数据可以用关系式：
yl=0.01+x+0.21(1)
来表示。采集的数据和线性拟合后的曲线如图2。
对第二列的数据进行处理，首先求出它的关系式，也银设关系式为：
y2=a(1)*x+a(2),
使用Matlab求出系数a(1)和a(2)
a(1)= 0.0147a(2)= 0.2109 所以这组数据可以用关系式
y2=0.0147*x+0.2109(2)
来表示。采集的数据和线性拟合后的