自適應(yīng)單純太陽能路燈控制器的設(shè)計(jì)

在太陽能路燈工作開始之前檢測(cè)出剩余電量，采用交流壓降內(nèi)阻測(cè)量法測(cè)得內(nèi)阻值，通過查做好的數(shù)據(jù)表，并進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，得到對(duì)應(yīng)的電量值。

給電池施加一個(gè)固定頻率和固定電流（日前一般使用l kHz頻率、50 mA小電沆），然后對(duì)其電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)過整流、濾波等一系列處理后通過運(yùn)放電路計(jì)算出該電池的內(nèi)阻值。圖4為在線測(cè)量剩余電量硬件框圖。

圖4 在線測(cè)量剩余電量硬件框圖

2.2.2充電量計(jì)算

充電量是通過太陽能電池板接收輻射強(qiáng)度和電池板面積計(jì)算得到的。太陽能電池板接收輻射強(qiáng)度為單日輻射強(qiáng)度與sin a的乘積，其中a為正午太陽輻射與電池板的平均夾角。電池板面積可參考配置計(jì)算部分的內(nèi)容，并且經(jīng)過優(yōu)化得到的。

2.2.3剩余電量計(jì)算

通過計(jì)算電流在時(shí)域上的積分，可得出電量變化值，在路燈工作前檢測(cè)到的電池電量作為初始電量，則剩余電量為初始電量減去電量變化值。同時(shí)通過對(duì)MPPT電路的輸出電流做積分，作為電量變化的校正值，從而得到較準(zhǔn)確的剩余電量值。圖5為剩余電量計(jì)算流程圖。

圖5 剩余電量計(jì)算流程圖

1）Zighee無線通訊系統(tǒng)連網(wǎng)

保證整條路的路燈的開，關(guān)時(shí)間一致，馬路亮度均勻，保證駕駛安全，避免駕駛員視覺疲勞；實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制：在線軟件升級(jí)，降低維護(hù)及調(diào)試成本：待機(jī)睡眠，降低系統(tǒng)功耗。將Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于蓄電池牛產(chǎn)過程中的充放電參數(shù)檢測(cè)中，將極大地提高產(chǎn)品測(cè)試的靈活性和可靠性，對(duì)提高蓄電池牛產(chǎn)質(zhì)量和效率具有重要意義問。

2）模塊化可擴(kuò)展性

設(shè)計(jì)的控制器的供電系統(tǒng)可以是模塊化的，設(shè)計(jì)采用恒流充電方式，所以電池板可擴(kuò)展，LED模組可根據(jù)系統(tǒng)功率進(jìn)行并聯(lián)擴(kuò)展。

根據(jù)如上計(jì)算，具體設(shè)計(jì)框圖如圖6所示，為太陽能路燈控制系統(tǒng)硬件框架。圖7為太陽能路燈控制系統(tǒng)電路原理圖。

圖6 太陽能路燈控制系統(tǒng)硬件框架