本规划的立异之处在于：
其一，选用简略有用的电路完成步进充电方法，即在足够的太阳光下，一个蓄电池充 电电流大于另一个蓄电池的充电电流，以完成先对一个蓄电池充电，充溢电荷后主动地再对下一个蓄电池进行充电，这相当于两个蓄电池轮番地被充电，这不只充沛 运用了单位面积的太阳能，也大大添加了蓄电池的运用寿数，这样在平等负荷的情况下，可下降对太阳能电池板功率的要求，然后下降了工程的造价；
其二，规划出一种太阳能与市电供电主动切换体系，以补偿数日连绵阴雨太阳能供不上电的缺点，做到不间断式的居家供电意图。
一、规划原理及电路剖析
电路由步进充电电路、太阳能供电与市电供电主动切换电路和路灯操控与照明电路三大部分组成，如下图所示。该电路结构简略、内在丰厚，电路作业安稳牢靠。
1．步进充电
电 路如下图所示，太阳能电池板的输出引线从CK插座接入，依据I=(U-E1.2)／R1.2，其间I为各支路充电电流，U为太阳能电池板带载输出的端电 压，E1，E2分别为蓄电池El、E2上的电压，在两个蓄电池原始电压相同的情况下，蓄电池El的充电电流I1是蓄电池E2的充电电流I2的10倍；显 然，El蓄电池的充电电压的初始速度比蓄电池E2充电电压的初始速度大得多，相当于太阳能电池板先对蓄电池El进行充电，跟着充电进程的不断发生，蓄电池 El上的电压也在不断地添加，使得蓄电池El上的电压逐步趋于饱满，一起蓄电池E1的充电电流I1在逐步地削减，当蓄电池El上的电压充到接近于额外值 时，蓄电池El的充电电流I1也就趋近于零，此刻可以为蓄电池El的充电进程根本完毕。
当 太阳能电池板对蓄电池El充电的一起也对蓄电池E2充电，只不过蓄电池E2电压上升的速度比蓄电池El电压上升的速度要慢得多，当蓄电池El充电进程根本 完毕后，相当于充电负载减轻，依据(U=E-I×r)，U为太阳能电池板带载输出的端电压，E为太阳能电池板所供应的电压源电压，I为回路充电的总电 流，r为太阳能电池板的内阻，此刻太阳能电池板带载输出的端电压U会上升，然后加快了太阳能电池板对E2的充电速度，即加快了蓄电池E2上的电荷的累积速 度，当历经r若干时刻后，蓄电池E2上的电压也充到接近于额外值时，蓄电池E2的充电电流I2也趋近于零；同理，此刻也可以为蓄电池E2的充电进程根本结 束。当两个蓄电池充电进程根本完毕后，此刻若仍有太阳光存在，尽管说充电电流都趋近于零，当仍有细小的充电电流在活动，充电进程仍在接连，只不过此刻蓄电 池上电荷累积的速度变得反常缓慢，其意图不只不浪费资源，并且有利于延伸蓄电池的运用寿数。
D1、D2是阻隔二极管，其作用是阻挠两个蓄电池相互充电，构成不用要的内讧、进步供电体系的功率。
太阳能充电电路的等效图如下图所示，依据基尔霍夫定律，得出下列充电回路的电压与电流方程如下式：
I=I1+I2 (1)
I1=(E-E1-VD1-Ir)/(R1+r1) (2)
I2=(E-E2-VD2-Ir)/(R2+r2) (2)
其 中I、I1、I2分别为太阳能电池板E充电回路的总电流、蓄电池El回路充电电流、蓄电池E2回路的充电电流，r、R1、r2分别为太阳能电池板、蓄电池 El、蓄电池E2的内阻，蓄电池的内阻跟着电压的升高而削减，R1、R2为充电回路的限流电阻，VD1、VD2为二极管D1、D2的正向压降，设为 0.7V，太阳能的峰值电压取15.1V，不管是El仍是E2，经理论核算与实践验证得悉，只需当蓄电池上的电压充到约13.8V时，该充电回路的电流急 剧削减，且趋近于零；若El=13.8V，r=6Ω，r2取2Ω，则从上述方程可知：
经 核算后得悉，当E1充溢电荷后，E2才充到8.6V，跟着E2电压的逐步升高，充电电流I2在削减，一起又有弱小的Il充电电流在活动，这有利于延伸蓄电 池的运用寿数。但不管El、E2充电电压怎么的升高，依据式(2)、(3)式知，El、E2的电压峰值都操控在14.4V内。其理由缘至二极管D1、D2 具有单向导电性。
则Il=(E-El-VD1-Ir)≥0,12=(E-E2-VD2-Ir)≥0因而，El,E2≤15.1-0.7-I.r=14.4-I.r=14.4(V)由于14.4V为12V蓄电池极限所接受的电压值，故有用地维护了蓄电池。
2．太阳能与市电供电主动切换电路
用CMOS反相器构成的施密特触发器如上图所示，其电路的同相电压传输特性如下图所示，电路规划时参数设定：正向阀值VT+=7V，负向阀值VT=-3V，确认可变电阻器RP1与电阻器R5的值。
从上式两式解出RP1/R5=2/5，V1H=SV，那么VDD取10V。
为确保G6输出高电平时的负载电流不超越最大答应值IOHmax应使(VOH-VTH)／R5(10-5)/1.3=3.85(kΩ)故取R5=20kΩ，RP1=2.R5/5=8(kΩ)。实践取RP1为15kΩ可调电位器。
当 有太阳光照的情况下，太阳能电池板对蓄电池进行充电，照明电路电源由蓄电池供应；当接连数天阴雨连绵时，无太阳光对蓄电池进行充电，蓄电池上的电荷逐步被 消耗掉，导致蓄电池的端电压逐步下降，引起非门电路c5的输入端电压下降，当低到与负向阀值（VT_=3V）电压持平时，施密特触发器翻转，G5输出高电 平，G6输出低电平（同相输出），经G7倒相输出高电平，单向可控硅VS1导通，220V市电电压经变压器T降压，二极管(D7～D10)整流、C5滤波 后，再经LM7809稳压，构成9V的直流电压对照明电路进行供电。一起，构成二极管D3、D4反偏而截止，蓄电池El、E2向负载供电回路被堵截。
同 理，当阳光来暂时，蓄电池立即被充电，蓄电池上的电压不断的上升，当升到11V时，即G1输入端的电压与正向阀值(VTF7V)相同，施密特触发器再次翻 转，单向可控硅VS1截止，市电被堵截，供电电路转而由蓄电池供应。如此，循环往复地进行着，构成了以太阳能为主，市电为辅的居家不间断式供电体系。
3．路灯操控与照明电路
白日，光敏电阻遭到光照而使电阻变小，与非门电路C1输入端为低电平，经两次（与非）倒相后，C2输出端为低电平，D6截止，C3输入端为低电平，再经两次（与非）倒相后，G4输出端亦为低电平，单向可控硅VS2截止，灯HL1平息。
夜 晚，光敏电阻RG未遭到光照而阻值变大，但由于三极管BG在本电路所设置的参数下，是处于导通状况，三极管BG集电极（G1输入端）仍处于低电平，单向可 控硅VS2仍处于截止状况，灯HL1平息；当有人接触TP触点或说话时，人体感应的信号或音频信号经三极管BG扩大后，在R10上构成信号电压，导致瞬间 三极管集电极为高电平，同理，经两次（与非）倒相后，G2输出端为高电平，D6导通，对C3充电，G3输入端为高电平，再经两次（与非）倒相后，G4输出 端亦为高电平，单向可控硅VS2导通，灯HL1被点亮。当人体接触TP触点动作或说话声响往后，三极管BG集电极（G1输入端）康复到低电平，C2输出端 亦为低电平，%&&&&&%C3对R1l放电，当C3的电压放电到低电平值时，G3、CA与非门状况翻转，单向可控硅VS2截止，灯HL1才平息（按图1中所示，电 路中所标元器件的参数值，灯点亮持续时刻约2.5min）。
室内照明电路，开关(SW1、SW2、SW3)，Xl’(HL2、HL3、KIA)构成室内照明电路，人们可经过操控开关的通与断，来完成电灯的亮与暗。
二、电路调整
本 电路结构简略，无需太多的调整就可完成。但有一点需提示的是，何时由蓄电池供电，何时由市电供电，这应由太阳能电池板、蓄电池的容量等归纳因数来决议。本 电路电源电压VDD是跟着蓄电池上电压等改变而改变。因而，还必须经过调整可变电阻器RP1及电阻R4的阻值，使得蓄电池上的电压当低于8.5V时，转为 市电供电；当高于11V时，又转为蓄电池供电。
三、%&&&&&%挑选
传统的燃料动力正在一天天削减， 对环境构成的损害日益突出。丰厚的太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类可以自在运用的动力。太阳能每秒钟抵达地上的能量高达 8×l05kW，假设把地球表面0.1%的太阳能转为电能，且转化率只要5%，那么，每年发电量可达5.6×1012kW．h，相当于现在世界上能耗的 40倍。因而，研讨和运用太阳能含义严重，但由于现在太阳能的运用还未遍及，要害部件还比较贵重，因而怎么依据性价比目标，合理的挑选零部件显得特别重 要。
太阳能电池板与蓄电池的选取：
选一块多晶硅电池的组件，最大的输出功率Pm（额外功率）为50W，峰值电压(额外电压)Ump为 15V．峰值电流（额外电流）为3A，若某地区有用光照时刻h为12h，太阳能电池的发电功率为：u=0.7，蓄电池的补偿值为n=1.4，核算太阳能电 池一天的发电量和所需蓄电池的容量。
那么，太阳能电池的日发电量：M=Pmx h×u=50×12×0.7=420(W.h)日电量等于输出电流与有用光照时刻的乘积，即：
C=I×H(Ah)o C=Ph/U=50×12/15=40(Ah)蓄电池电压的选取：现在出产太阳能电池产品品种和标准许多，关于蓄电池来讲一般有6V、12V、24V的。 那么怎么将太阳能电池和蓄电池配接起来？一般来说太阳能电池的额外输出电压是蓄电池电压的1.25～1.5倍，这是由于蓄电池的充电功率决议的，由于太阳 能电池的充电，不像运用市电给蓄电池充电相同有较大的挑选地步，何况它在给蓄电池充电的时分功率动摇比较大，这要先考虑太阳能电池的本钱问题。假设蓄电池 的充电补偿值定位1.4倍，那么一个额外12V电压的蓄电池应当选配的太阳能电池的电压为：12V×(1.25~1.5)=15~18V左右的太阳能电 池。
实践蓄电池的有用容量要在C=40/1.40≈28.6(Ah)以上，考虑到要确保夏天接连数日强日照，太阳能充电体系能安全运用，故选用太阳能专用蓄电池其型号为：
E1,12V/36Ah;E2，12V/24Ah铅封铅酸密封电池各一个。
本电路太阳能电池板选用：50W多晶硅，钢化玻璃封装，野外运用，25年寿数，其外形图如下图所示，参数如下表所示。
输出设备选用：低压电子节能灯，发动电压低至8V;发光功率高，发动快，无频闪现象；平均寿数长达5000h，标称值：9V/7W节能灯四个。
体系功用：正常充电情况下，每日充电量能确保两只9V/7W直流节能灯接连运用12h左右，可供居家接连阴雨3~4d正常运用。
%&&&&&%：G1~04选用四个2输入与非门74LS00，其外引线摆放图如上图(略)所示；C5、C6、C7选用CC4069CMOS六反向器，其外引线摆放图如下图(略)所示。
本 电路电源所供应的vcc电压是从8.5~14V，为r使集成块在低电压下能作业，在高电压。F作业又不至于损坏，经预算和经验值知74LS00VCC与电 源(D3、D4负端)之间要串接一个1kΩ的限流电阻，CC4069VCC与电源(D3、D4负端)之间要串接一个270n的限流电阻。
D1、D2为阻隔二极管，选用1N4001，若本地区光照不是很足，也可选用太阳能电池板专用肖特基阻隔二极管，其最大反向电压为40V时，正向压降仅为0.2V。
光敏电阻RC，选用2CUZB型。
单向可控硅VS1、VS2，选用1A/100V。
四、太阳能电池板的设备
太阳能电池板可设备在阳台、房顶和空阔的草坪L。在设备时，应严厉按产品说明书所规则 的技术标准进行设备、一切的紧固件都必须要装牢外，还得要做好防雷设备的设备，若太阳能电池板设备在房顶或空阔的草坪上，应设备一个避雷针（若太阳能电池 板已处在高层建筑物现有避雷针下述1点的维护网规模内，可不用另行设备），设备时要做到以下几点：
①避雷针的维护规模是个圆锥体，圆锥的极点是避雷针的最高点，圆锥的母线与避雷；针的夹角理论上是45度，但为了稳妥起见，维护规模其夹角经验值一般选取37。
②避雷针应设备在太阳能电池板的背光面；
③避雷针与太阳能电池板最近的构件之间的间隔应等于或大于3m；
④避雷针的接地可与现有建筑物牢靠的接地网焊牢在一起，也可从头按标准进行埋设；
⑤避雷针的规划与制造应契合GB50057-94建筑物防雷规划标准（2000年版）的要求。
