太阳能路灯电路设计与仿真 - 太阳能电路

本文设计和仿真了一基于AT89C52单片机智能控制的，功率约为40W太阳能LED路灯。它采用了双电源供电模式，具备光控和时控功能，抗干扰能力较强。文中主要介绍了太阳能LED路灯发光面板的设计、太阳能电池与蓄电池的选择，同时详细分析和讨论了路灯各部分的电路设计及工作原理，并应用Protues和keil软件对LED路灯的充电电路、升压电路和控制电路进行了仿真。仿真结果与设计指标一致。

2、太阳能LED路灯硬件电路设计

2.1、系统硬件组成

太阳能LED路灯系统主要由太阳能电池组件、LED灯具、灯杆和控制箱（内有充电器、控制器、蓄电池等等）四部分构成。本文设计的太阳能LED路灯总功率约为40W。电路的结构原理图如图1所示。从中可以看出，该系统采用的是双电源供电。系统电路主要由太阳能电池、蓄电池、充电电路、升压电路、控制电路、电LED驱动电路和LED阵列组成。

图1  太阳能LED路灯系统结构

2.2、LED工作原理与电路设计

LED具有对电压敏感的特性，本设计选用的是杭科电子公司制造的型号为HKP-D1W1的30颗的白光LED。从图2（A）所示的LED特性曲线图可知，当正向电压达到3.4V以后只要稍微改变顺向电压，正向电流就会有很大的变化。为了得到预期的亮度并且避免正向电流超过LED的最高额定电流，因此本文采用的LED驱动方式为电流驱动。

LED阵列采用5行6列的形式，电路如图2（B）所示。LED选用同一公司同一批次的产品，这样可以认为每颗LED的特性基本相同的。因此流过每一列LED的电流均为350mA，也就是该一型号的LED的典型工作电流。系统的照明功率约为40W。

图2  LED特性曲线及整列图

2.3、太阳能电池与蓄电池的原理及选择

本设计的太阳能LED路灯主要应用于江南地区，采用大功率LED光源，路灯功耗为36.75W，每天工作9小时，正常情况下，蓄电池能保证连续供电4个阴雨天。

江南地区峰值日照时间约为3.432h。LED发光面板的工作电压为17.5V，总功率为36.75W。因此负载日耗电量为36.75÷17.5&TImes;9=18.9AH。所需太阳能组件的总充电电流为1.05&TImes;18.9&TImes;（16+4）÷16÷（3.432&TImes;0.85）=8.51A，其中，1.05为太阳能电池组件系统综合损失系数，蓄电池充电效率为0.85，两个连续阴雨天的时间间隔假设不小于16天。太阳能电池的最小功率约为17.5×8.51=148.9W，因此采用峰值输出功率为150W，单块输出功率为75W的太阳能电池组基本可以保证全年大多数情况下的正常运行。

本设计选择了最常见的12V蓄电池。结合上面的数据，可以算出负载日耗电量为36.75÷12×9=27.6（AH），在蓄电池充满电的情况下保证4个连续的阴雨天，因而蓄电池的容量为27.6×（4+1）=138（AH）。

2.4、充电电路的设计

本文采用的充电电路单路示意图如图3所示。

图3  单路充电电路

由集成开关元件MC34063构成的充电电路，该充电电路输入电压为17.5V，输出电压为14.3V，单路输出电流达600mA，纹波系数小于等于10mV，图中D1则是起到一个过充保护的作用。由于二极管的压降和单向导通性，蓄电池的电压达到14.3V以后将自动停止充电，并保证蓄电池的电流不会逆流。

2.5、升压电路与控制电路的设计

一个良好的系统控制电路对太阳能LED路灯来说是至关重要的。其基本功能是实现对蓄电池过放保护、自动识别周围环境以及路灯的自动控制等。为了保证系统的稳定性和可靠性，本文所设计的太阳能LED路灯支持双电源供电，即：当连续的阴雨天超过4天时或者蓄电池电压降低时，系统将会开启市电模式，并及时对蓄电池充电。设计的升压和控制电路如图4所示。

图4  升压与控制电路

该电路作为太阳能LED路灯的控制电路，其核心元件是AT89C52单片机。为了保证系统的可靠性和稳定性，本文研究的太阳能LED路灯包括太阳能模式和市电模式两种供电模式。AC-DC电源的输出功率一般选择比额定总功率高出1.5倍~2.5倍之间。太阳能LED路灯总功率约为40W左右，因此选择了型号为HTSP-100F-24，输出电压为24V，最大输出电流为4.5A的开关电源。K2连接着蓄电池和升压电路，K1连接着充电电路和蓄电池，K3连接着24V开关电源和驱动电路。单片机和比较器等所需要的5V正电源由24V开关电源经过7805变压后产生，C5和C6是滤波电容。比较器采用了最普通的集成运放LM358。其输出端接单片机，正端连接到一个基准电压源上，该基准电压源的型号为LM385-2.5，用于产生2.5V的比较电压，R3是限流电阻。蓄电池的电压经过R1和R2分压后接比较器的负端。当反馈后来的电压低于2.5V时，比较器反转，系统就认为蓄电池电量不足，于是就启动欠压保护并进入市电供电模式。D4是光敏二极管，R7是限流电阻。

当有一定强度的光线照到光敏二极管上时，光敏二极管导通，R4上面将产生一个4.3V左右的电压，否则，光敏二极管截止，R4上面的电压几乎为0。单片机实时接收R4上面反馈回来的电压，从而判断周围光线的强弱。蓄电池的电压只有12V，而驱动电路要求的输入电压要高于19V，因此需要设计一个升压电路。本文采用的是倍压电路，即通过单片机控制Q1、Q2和Q3的通断，加上D1、D2这两个二极管的单向导通特性，使得电容C1上的电压达到蓄电池两端电压的二倍。当Q1截止时，Q2和Q3导通，蓄电池对C1和C2充电，VC1=VC2=Vin;当Q1导通时，Q2和Q3导截止，蓄电池和C1串联给C2充电，此时VC2=Vin+VC1≈2Vin=24V。

考虑到实际中倍压电路的带负载能力不太强，输出功率较高时会导致电压的大幅度跌落，为了保证蓄电池输出电压在19V（LED阵列驱动电路能正常工作地最小电压）以上，本文选取C1=C2=4400uF/50V，单片机控制开关的频率f=1000Hz，ΔU=I/6fC（4N3+3N2+2N）=（4×8+3×4+2×2）I/（6×1000×0.0044）≈2I≈4V，实际输出电压Vout=24-4=20V。输出电压波纹为（N+1）NI/4fC=3×2I/（4×2000×0.0022）≈0.375I≈0.5V。为了增加路灯控制的准确性，本系统还增加了时控功能。电路图中的DS1302即为一种低功耗的时钟芯片，它能准确地输出年月日时分秒，从而供系统参考使用，还可以用来设定路灯的工作时间。时控电路和光控电路的同时存在还能增加太阳能LED路灯抗干扰的能力。因为光控电路虽然能判断周围环境的光线强弱，但是也存在被闪电等其他光源干扰的可能性，因此，它与时控电路的一起配合，使得太阳能LED路灯系统既能判断周围的光照强弱，又能防止被误触发。

2.6、LED驱动电路的设计

该电路主要由两片AMC7150构成两路驱动，每一路的参数也都一样。AMC7150所需的外围元件较少，C1、C2是滤波电容，C3、C4是定时电容，决定AMC7150的开关管工作频率。D1、D2是快速开关二极管，L1、L2是电感，其作用也是为了稳定输出端的电流。R1、R2是限流电阻，其大小取决于输出的平均电流大小和纹波电流大小。本文中设计的驱动器每路输出电流大小为1050mA，纹波电流不大于100mA。因此计算公式为：Rse=330mV/（1050mA+0.5×100mA）=0.3Ω。电路图如图5所示。

图5  LED驱动电路

3、系统软件设计

本设计采用了AT89C52单片机，所以除了硬件部分的设计外，还需要软件支持。该路灯的时控、光控和防闪电等功能均是通过编程实现的。图6为系统控制软件流程图。

当系统开机以后，首先将进行初始化。初始化结束以后开始读取时钟芯片上的信息，再将读取的信息与设定的时间比较，如果符合条件则读取蓄电池上的电压反馈，不符合条件的话就继续返回读取时钟芯片。如果反馈显示蓄电池电压偏低则启用市电模式，否则开启蓄电池供电电路。随后，系统读取光控电路上的反馈信号，判断周围光线强弱。如果光线较弱就开灯，否则延迟1秒钟重新判断光线强弱，这样做是为了屏蔽闪电的干扰。假如光线还是很强，那么系统就认为周围光线确实很强，不需要开灯;否则就认为是闪电的干扰，继续工作。

图6  系统软件流程图

4、电路的仿真与结果讨论

本文应用Protues和keil软件对充电电路、升压和控制电路进行如下仿真。

图7是对充电电路进行的软件仿真，从图中我们可以看到，输入电压为17.5V时，其输出端的电压为15.1V，与理论值基本一致。

图7  充电电路仿真图

图8是对升压电路进行的仿真，图中电子继电器线圈的两端加上5V电压后，蓄电池到倍压电路的开关导通，此时在方波信号产生器（频率1kH）的驱动下，倍压电路开始工作。从图中的电压探针上，我们可以看到，倍压电路输入端电压为12v，输出端约为24V，确实达到了预期的效果。

图8 升压电路仿真图

图9  正常状态路灯仿真

图9是正常工作状态下的太阳能LED路灯的仿真图。从图中可以看出，该路灯现在是在晚上8:32，此时周围没有强光，蓄电池电压正常。这个时候，单片机P1.3口上输出一个高电平，连接蓄电池到倍压电路的电子继电器触点闭合，同时P1.2口上输出约1kH得方波信号，于是倍压电路开始正常工作，LED路灯开始发光。

图10是模拟在工作状态下的路灯检测到蓄电池低电压时反应。从图中可以看出，这个时候连接P1.1口的LED灯亮了，表示市电模式的开关已经打开。而P1.2口上没有信号产生，P1.3口上出现低电平，表示蓄电池供电电路已经断开，系统已经进入市电模式。

图10 欠压状态路灯仿真

图11是模拟白天太阳照射下的太阳能LED路灯，从图中可以看出，这个时候，P1.2口上没有信号，P1.3口上出现低电平，蓄电池供电电路已经断开。连接P1.1口的LED灯没亮，市电模式开关也没有打开，也就是说这时路灯已经被关闭了。同时我们发现连接P1.0口的LED亮了，说明充电电路的开关已经打开，系统此时正在充电。

图11  充电状态路灯仿真

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30w太阳能路灯设计方案（一）

太阳能路灯主要由太阳电池组件、组件支架、电控箱（内装控制器、蓄电池）、灯杆（含灯具）等几部分组成。系统示意图如下图：

设计流程

本系统设计过程主要包括：灯杆的选型，灯具的选型，太阳能组件的配置，蓄电池、控制器的配置，系统保护措施设定。

灯杆的选型

灯杆是整个路灯的支撑部分，对其硬度，高度，抗风能力，防腐等有较高的要求；现在常用的材料为Q235，通过一系列工艺加工而成，表面喷镀80μm的防腐层。

本系统安装路况为主干道，路宽30米，采用双侧对称排布。根据路灯施工设计规范（见表1），本系统采用截光型灯具，安装高度为10米（按照标准本应安装高度为15M，但是考虑高度越高，需要灯具的功率越大，灯杆设计越复杂，综合考虑后选择灯杆为12米，灯具安装高度为10米），间距为30米。灯杆上下口直径为Ф70/Ф250，材料厚度为3.75mm，圆锥度为11‰，地基尺寸500*500，法兰盘尺寸及孔间距400*400*18-300，基础架尺寸为300*300-Ф18。

表1  灯具的配光类型、布置方式与灯具的安装高度、间距的关系

路灯功率的选择

根据路灯施工设计规范中对机动车交通道路照明标准（见表2）的要求，本系统属于级别I，路面平均照度取20勒克斯（lx）。则由此可得出灯具的总光通量为：光通总量=（平均光照度*维护系数*照射面积）/（灯具数量*灯具利用系数）=（20*0.9*15*30）/0.95=8526lm。

表2  机动车交通道路照明标准值

目前作为道路照明的灯具有多种，包括高压/低压钠灯，节能灯，LED灯等。其中LED等具有明显的优势，是未来道路照明灯具的趋势，其优势表现为：

1、LED光照效率高，使用寿命长，能使用5万小时以上；安装简便：无需加埋电缆无需整流器等；具有独特的二次光学设计，将LED路灯的光照射到所需照明的区域，进一步提高了光照效率，以达到节能目的；

2、LED的光源效率高目前已达90-110lm/W，且光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍达到道路使用照度要求。

3.维护成本低：相对于传统路灯，LED路灯维护成本极低，经过比较，不到6年即可收回全部投入成本。

综合上述原理，大功率LED路灯的节能效果显著，代替高压钠灯可节电60%，依照市面上LED灯具的功率及其光通量数据，选择120W（直流24V）较合适。

LED灯具有交流和直流两种，为减少成本以及功率损耗，本系统选择直流LED灯，型号为D24/120。

注：灯具利用系数是指投射到一条无限长一定宽度的平直道路上的光通量与LED灯具输出光通量的比值。

蓄电池、电池板选型

选型过程：

（1）负载日耗电量Q=W*H/U=120*8/24=40Ah。式中U为系统蓄电池标称电压

（2）满足负载日用电的太阳能电池组件的充电电流I1=Q*1.05/h/0.85/0.9=40*1.05/4.46/0.85/0.9A=12.3A式中1.05为太阳能充电综合损失系数，0.85为蓄电池充电效率、0.9为控制器效率，h为标准峰值时数，为4.46小时。

（3）蓄电池容量的确定满足连续5个阴雨天正常工作的电池容量CC=Q*（d+1）/0.8*1.1=40*6/0.8*1.1=330Ah式中0.8为蓄电池放电深度，1.1为蓄电池安全系数，选取2节12V180Ah的电池串成电池组。

（4）连续阴雨天过后需要恢复蓄电池容量的太阳能电池组件充电电流I2I2=C*0.8/h/D=330*0.8/4.46/20=2.96A式中0.8为蓄电池放电深度，D为两次连续阴雨天间隔天数。

（5）太阳电池组件的功率为（I1+I2）*30=（12.3+2.96）*30=457Wp式中30为太阳电池组件工作电压，选取2块峰值功率为230W的太阳能电池组件。

控制器选型

控制器是整个路灯系统中充当管理者的关键部件，它的最大功能是对蓄电池进行全面的管理，好的控制器应当根据蓄电池的特性，设定各个关键参数点，比如蓄电池的过充点、过放点，恢复连接点等。

光伏控制器的配置选型要根据整个系统的各项技术指标并参考厂家提供的产品样本手册来确定。一般要考虑下列几项技术指标：

1、系统工作电压

指太阳能发电系统中蓄电池组的工作电压，这个电压要根据直流负载的工作电压或交流逆变器的配置造型确定，一般有12V、24V、48V、110V和220V等。

2、光伏控制器的额定输入电流和输入路数

光伏控制器的额定输入电流取决于太阳能电池组件或方阵的输入电流，选型时光伏控制器的额定输入电流应等于或大于太阳能电池的输入电流。光伏控制器的输入路数要多于或等于太阳能电池方阵的设计输入路数。小功率控制器一般只有一路太阳能电池方阵输入，大功率光伏控制器通常采用多路输入，每路输入的最大电流=额定输入电流/输入路数，因此，各路电池方阵的输出电流应小于或等于光伏控制器每路允许输入的最大电流值。

3、光伏控制器的额定负载电流

也就是光伏控制器输出到直流负载或逆变器的直流输出电流，该数据要满足负载或逆变器的输入要求。

除上述主要技术数据要满足设计要求以外，使用环境温度、海拔高度、防护等级和外形尺寸等参数以及生产厂家和品牌也是控制器配置造型时要考虑的因素。

本系统选用额定电压24V，额定电流20A的控制器。

30w太阳能路灯设计方案（二）

分时、分压控制太阳能灯，就是根据夜晚不同时间段人们对光照度的不同要求，以及太阳电池白天吸收能量的大小，控制太阳能灯的输入功率，达到用最小成本设计出能够满足最恶劣气象条件下人们对太阳能灯的最基本要求的目的。

该控制电路适合以12只LED为光源的草坪灯。U中包含驱动、光控检测、脉宽调制、电池电压检测等电路。其1脚为使能端，2脚为电源电压端，4脚为负载电流调整口，5脚为开关口，8脚为接地端，3、6、7均悬空。改变R4的阻值可以改变LED的工作电流，其最大允许电流为500mA，M接地时电流最小。

J1为太阳电池，J2为电源开关，J3为2节镍氢电池。为了降低管压降，VD1、VD2可采用肖特基二极管。改变R5、R6可调节蓄电池的分压保护值，改变R1、R2可调节分时值。该电路能在尽可能降低太阳电池成本的基础上，保证照明时间，具有很高的性价比。

30w太阳能路灯设计方案（三）

用PIC12F675单片机制作的太阳能路灯控制器

PIC 12F675控制蓄电池的过充电、过放电，开、关路灯功能，定时点亮、天黑自动点亮、延时点亮、自动跟踪点亮等功能，路灯点亮测试控制功能，LED指示功能等。

由蓄电池 BTl 、蓄电池过充电控制执行场效应管 01 、三端稳压器 U1 组成电源供电系统； Q2 、 Q4．组成放电控制；K1 手动， R_GM1 光控自动开灯系统，蓄电池分压电阻，发光指示二极管等部分组成。太阳能电池板电压由接口J3输入．经防反充二极管 D1 后分成两路，一路经 U1 LM 78L 05 稳压后，为 PIC 12F675单片机提供工作电源，另一路经 FB 保险丝给蓄电池充电。单片机上电后，首先由 Rf 、 Cf组成的硬件电路进行复位．然后由软件控制U2 ③脚 GP4 输出高电平，让 Q4 导通、 Q2 截止，控制系统停止放电，再检测 U2⑦脚 GP0 上的分压值，通过内部 A/ D 转换及软件运算间接检测、判断蓄电池是否欠压、过压．若蓄电池发生过充电，则通过软件控制U2 ②脚 GP5 输出高电平，使 Q1导通．短路太阳能电池板、停止向蓄电池充电，同时点亮“过充电”指示灯 LED2；若未发生过充电，则 U2 ②脚 GP5输出低电平，允许蓄电池充电。通过检测 U2 ⑥脚 GP1 所接的光敏电阻R_GM1上的分压值，判断是否已经“天黑，到了开路灯时间”，若到了预设的开灯点，则由软件控制 u2 ③脚 GP4 输出低电平，使 Q4截止、02 导通，点亮路灯。若不到开灯点，则程序返回，循环检测上述诸参数。

K1 是手动开灯按钮。按下 K1 ，路灯点亮。单片机通过检测光敏电阻R_GM1上的分压值，判断是否“天黑”，若是天黑．则按设计要求点亮路灯，若否，单片机进入路灯控制器“测试”功能：2分钟后路灯自动熄灭。

30w太阳能路灯设计方案（四）

电路原理见图所示。该电路由以U5为核心组成的蓄电池过充电控制电路、以 U 4A ～U4D为核心组成的蓄电池电压指示电路及显示电压按钮开关 KS1 电路、以 U1B 组成的蓄电池过放电控制电路、以 U1A组成的开灯检测控制电路、以 U2 组成的开灯及延时熄灯及二次开灯定时控制电路，以及以控制三极管Q2驱动继电器组成的输出控制电路等组成。现分别介绍如下。

（1） 过充电、过放电检测保护部分

太阳能电池组件板或阵列由插口 CZ1 的①脚输入，加至防反充电二极管 D2 的正极．D2的负极接 12V 蓄电池的正极，即 CZ1 的③脚。控制器在初始上电时，由于 C4 的作用使 U5②脚为低电平，③脚输出高电平，Q7 导通； Q8 截止，允许太阳能电池给蓄电池充电。当蓄电池所充的电压小于 14 ． 4V 时，由R13 、 （R38 十R39） 组成的串联分压电路送至 U5 ②、⑥电压低于 2 / 3 U5 的供电电压时，即小于6V，电路维持充电状态；随着充电时间的延长，蓄电池电压逐渐升高，当 U5 ②、⑥的电压高于 2 / 3 U5 供电电压时，U5③脚输出低电平， Q7 截止、 Q8 导通，给太阳能电池板泄放电流，停止对蓄电池充电。在U5③脚输出低电平的状态下，其⑦脚导通，相当于将 1140 并入电路中。此时电路的分压比为： R38+ R39/R40/IRl3+（R38+R39）/R40 ，不难算出，当蓄电池电压低于设定值13V时．电路状态再次翻转，U5③脚输出高电平，允许蓄电池充电。

（2） 开灯检测方法与控制

太阳能电池板是一个很好的光敏元件，其输出电流、电压能随着接受光的强度和照度变化而变化，本控制器就是利用这一原理实现开、关灯控制的。太阳能电池板PVin 输入电压经 R5 、 R6 串联分压后；加至运放 U 1A ②脚，其③脚接于 R9 、R8+VR1的分压点上。在白天，太阳能电池板在阳光的照射下输出电压很高，其经 R5 、 R6 分压后使运放 U 1A②脚电压高于③脚， U 1A①脚输出低电平， Q1 截止， U2 无供电电压不工作，Q2截止，继电器不吸合，系统无输出电压，路灯不工作。随着天色渐黑，太阳能电池板输出电压降低。 UlA ②脚的电压也同步降低，当 U1A②脚电压低于③脚时，比较器翻转， U 1A ①脚输出高电平， Q1 导通，定时电路 U2 得电工作， Q2 导通、JDQ1吸合点亮路灯。图中 VR1 为路灯开灯时刻设置调节电位器，调节 VRl 可设置不同时刻点亮路灯。DW1是钳位二极管，作用是避免白天太阳能电池板接受的电压过高导致 U 1A ②脚输入电压过高而损坏。 C1 为储能电容，作用是防止 U1A②脚电压瞬时突变误点亮路灯。 R14 为反馈电阻．其作用是使 U 1A 成为一个迟滞比较器．防止和避免 U1A在开灯点附近振荡而反复开、关路灯。

（3） 路灯延时电路点亮、熄灭控制电路

延时控制电路选用 CD4541BE 可编程定时控制芯片，它功耗低、内置可编程分频器电路，最大分频级数为 65536 级。

本控制器设计定时开灯和定时关灯时间调节范围是： 2 ． 093 小时 -11 ． 93 小时．分别由 V ： R2 和VR3控制调节。

（4） 蓄电池停止放电优先控制电路

若在路灯欲点亮或已点亮时，蓄电池电压已经低于其允许终止放电值时， Q4 导通．此时无论 U 1A 输出高电平与否，均会使Q1截止，从而保护蓄电池避免过放电损坏。

（5） 电池电压指示电路

为了让现场看管、维护人员及时了解、掌握蓄电池的状态，本控制器设有 LED 电池电压指示装置，通过LLED点亮的数量指示蓄电池电压的高低。

30w太阳能路灯设计方案（五）

描述TPS61165的工作输入电源电压介于3V～18V之间，可提供高达38V的输出电压。该器件具有额定40V集成型开关FET，可驱动多达10个串联LED。其可在1.2MHz固定开关频率下工作，不仅能够显著降低输出纹波、提升转换效率，而且还允许使用小型外部组件。在默认情况下，白光LED（WLED）的电流由外部感测电阻RSET设定，反馈电压稳定在200mV。

无论采用数字还是PWM调光方法，TPS61165在输出电容上的输出纹波均非常小，而且不会产生普通开启/关闭控制调光所产生的音频噪声。为了在开路LED条件下提供保护，TPS61165可禁用开关，以防止输出超过最大绝对额定值。PMP3598将TPS61165用于非同步升压设计。在运算放大器周围构建的额外电路不仅能实现电池欠压/充电指示功能，而且还能在太阳能板和电池输入之间提供ORing功能。此外，该电路还集成了必备的过热与过流保护功能，并具备负载断连特性。

该设计的重要优势在于拥有极高的效率和良好的LED稳流性能。TPS61165可在能够稳定LED电流的恒流模式下工作。CTRL引脚可同时用于数字与PWM调光的控制输入。每次启用器件时即可选择TPS61165的调光模式。通过改变反馈参考电压也可实施模拟调光。可使用20k欧的可变电阻来改变LED电流，以达到调光的目的。转换器可在350mA条件下将电压从6V提升至10.5V，转换效率不低于85%。该电路可用于驱动三个1W的LED或输入总功率不超过3W的多个50mA的LED。

30w太阳能路灯设计方案（六）

图1所示太阳能灯电路是一种低损耗电路，使用一只7W四引脚CFL（小型荧光灯）和一块12V、7-Ahr密封免维护电池。逆变器的效率大于85%，静态电流小于2mA。它有一个带电池过放电保护功能和过充电保护功能的并联充电控制器。低静态电流、过放电保护功能和过充电保护功能三者确保电池使用寿命很长。逆变器的预热功能可以避免CFL两端变黑，从而延长其使用寿命。这一电路可在农村地区用作一种可靠小巧的便携式光源，在城市用作应急灯系统。并联充电控制器电路包括IC1（低电流2.5V电压基准源LM385）和IC2（LM324比较器）。配有电阻R1 ~ R8和三极管Q1的IC2A可防止电池过放电。

图1

这种太阳能供电的电灯驱动器可用作应急灯系统。

当电池电压低于10.8V时，该电路切断负载（逆变器和灯管），从而防止电池过放电。在无负载状况下，电池放电后的电压约为12.2V，因此，为防止出现振荡现象，电路提供的过放电复位电压为12.3V。红发光二极管LED1指示低电压状态。配有电阻R9 ~ R14和三极管Q2的IC2B可防止电池过充电。当电池电压超过14.8V时，Q2导通，并使太阳能电池阵列旁流，从而防止电池过充电。当电池电压低于12.5V时，Q2截止，太阳能板电池阵列对电池进行充电。D2为一支反向阻隔二极管。它能防电池在太阳能电池不产生电能时对太阳能电池放电。黄发光二极管LED2指示电池充满电。绿发光二极管LED3与IC2c和电阻R15 ~ R20一起，提供充电指示。

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