运用太阳能照明是人类开发运用太阳能的一个首要用途，但是，因为太阳能辐射的不接连性和间歇性，以及现在单纯太阳能照明体系的出资和本钱较高、部分 技能不行老练等原因，太阳能照明体系常常呈现在接连阴雨地利，因为蓄电池电压缺乏而导致负载不能点亮的状况。将太阳能与市电组成双电源互补供电照明体系， 不只能够有用处理太阳能运用不稳定的问题，还能够恰当减小太阳能电池和蓄电池的容量，下降开发运用太阳能技能的本钱，一起满意体系的可靠性和经济性要求。
1 操控器的首要功用及组成
本文所规划的操控器供大街和住宅小区夜间运用太阳能和市电互补照明体系运用，依据照明实践状况，规划操控器具有如下功用：
(1)支撑12 V直流体系作业电压;
(2)支撑最大至4 A的充放电电流;
(3)支撑直流、脉冲两种充电方法;
(4)具有深夜使半导体照明灯具亮度折半的功用;
(5)蓄电池电量缺乏时，主动切换到市电电源供电;
(6)能检测太阳能电池的电压，主动转化作业形式;
(7)能检测蓄电池的电压，对蓄电池的充、放电进程进行操控;
(8) 具有防反充电维护、过充电维护、过放电维护和负载短路维护功用;
(9)具有电子时钟和计时功用。
图1所示为以PIC16F877A为中心的操控器外围电路示意图[3]。首要由PIC单片机(内部含A/D)、时钟电路、电压采样电路、开关驱动电 路、时钟操控和数码管显现电路组成。单片机PIC16F877A是操控器的中心，外围电路包含开关操控电路(C1～C3)、数码管显现及驱动 (A～G/Dig_EN1~Dig_EN6)电路、作业状况显现等。
2 首要电路规划及器材选型
2.1 PIC16F877A
单片机是操控器的中心，体系作业时需求收集太阳能电池和蓄电池的电压。太阳能电池的输出电压受温度和太阳辐射强度等外界要素影响较大，这就要求体系 的实时性比较高，即要求体系的呼应速度快。故规划中选用了内部含有A/D模块、具有14位指令宽度的中档PIC单片机16F877A，属PIC中级产品， 在坚持低价格的前提下具有很高的功用。
本文规划的操控器首要用到PIC16F877A的如下一些资源：
(1)16 KB的体系内可编程Flash，1 KB片内SRAM，10 000次擦写寿数。程序存储空间足够大，不需求额定扩展存储器;10 000次的擦写寿数便利进行程序调试;
(2) 2个具有独立预分频器和比较器功用的8位定时器/计数器。用于按键去抖和计时;
(3) 1个具有预分频器、比较功用和捕捉功用的16位定时器/计数器。用作调理PWM操控信号的占空比，操控充电开关;
(4) 8路10位ADC。运用其间的2路ADC通道别离对太阳能电池作业电压、蓄电池作业电压采样;
(5) 运用2个中止源，外部中止和定时器中止，别离用于计时和按键;
(6) 可编程I/O口。部分I/O口运用其第二功用，其他用于操控器体系功用扩展。
2.2 电压采样电路
操控器需求收集2路电压信号，别离是太阳能电池输出电压和蓄电池端电压，这两路信号均为改变的直流模拟信号，采样信号应能如实地反映检丈量。规划中 运用精度为0.1%的精细电阻组成简略的分压电阻网络来完结，并在分压电阻网络的输出端并联漏电流很小的精细%&&&&&%和电感进行滤波，以减小电流走漏对丈量精 度的影响。采样电路如图2所示。
2.3 操控开关驱动电路
操控器的首要操控对象是3个操控开关C1～C3。别离是蓄电池的充电开关、蓄电池放电(供电)开关和市电供电开关。开关的状况由单片机依据体系的工 作状况进行操控：白日太阳能电池向蓄电池充电，开关C1闭合，太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在蓄电池中，当蓄电池电压呈现过充时，操控器断开充电开 关C1;晚上首要由蓄电池向负载供电，开关C2闭合，当蓄电池电压缺乏(欠压)时，蓄电池供电开关C2断开，操控器主动切换为市电给负载供电(C3闭 合)。图3、图4和图5别离为蓄电池充电、放电和市电供电时开关的驱动电路。
在充电操控电路中，用肖特基二极管来完结防蓄电池反充电维护，避免晚上蓄电池向太阳能电池反充电。一起规划了避免蓄电池过充的维护电路，为了操控蓄 电池的充电方法，充电操控信号为单片机输出的PWM信号。蓄电池放电（供电）开关的操控信号由单片机输出的凹凸电平直接操控，完结了深夜半功率供电功用。 市电供电开关电路中运用继电器。
3 操控器功用测验
本文对所规划的体系操控器的功用进行了开始测验，部分测验成果如下。
(1)指示灯测验体系作业状况
蓄电池脉冲充电状况测验。当TVcc>0.7 V时，天亮；此刻12 VVcc15 V，蓄电池脉冲充电，脉冲充电指示灯DS2点亮。
(2)示波器测验蓄电池充电波形
用示波器检测充电开关Q2的栅电压，检测蓄电池的充电状况。蓄电池脉冲充电状况下的输出波形为脉冲波形。
别的，还别离对操控器供电操控功用、充电和供电方法转化功用以及操控器作业时整个体系的功用进行了测验和剖析，测验成果表明体系操控器能够很好地完结各项功用，而且运转杰出。
本文所规划的根据P%&&&&&%16F877A的体系操控器，充分运用单片机的内部资源，具有结构简略、功耗低一级特色。经调试试验证明，操控器各项功用完结杰出，具有较高的实用价值和杰出的使用远景，对太阳能LED照明体系的推广使用具有参阅含义。
