12v太陽能充電電路圖（一）

這個太陽能充電控制裝置，其功能是調節(jié)從光電板流入可充電的電池電源。它易于安裝，浮動電壓由一個電位器調節(jié)，控制器具有均流充電、自動溫度補償和極性反接保護功能。

該電路的設計目標是高效，簡單，可靠和使用的現(xiàn)場可更換的部件。該電路的設計是無線電靜默，這使得它適合于業(yè)余無線電應用。一個標稱電壓12V，最 大輸出電流20安培的太陽能電池板，和一個額定容量為400VA的鉛酸蓄電池或其他可充電電池，再加上這個太陽能充電控制器，就組成了一個中等功率的太陽 能供電系統(tǒng)。

太陽能電池板的輸出電流和電池的容量相匹配是很重要的。蓄電池典型的最大充電電流為容量的1/20（原文如此，但通常會認為是1/10），所以 100VA的電池應配以輸出電流不大于5安培的太陽能電池板。最好是檢查電池制造商的數(shù)據(jù)表來找到最大允許充電電流，然后選擇一個太陽能電池板，不超過該 值。另一方面，如果太陽能電池板的輸出電流過低時，電池可能永遠不會完全充電。

12v太陽能充電電路圖（二）

本文設計中采用16個光伏電池串聯(lián)，組成電壓約為1218V 的太陽能組件，通過采集較高多的光能，保證日照能夠使鋰電池完全充滿電。供電網(wǎng)絡設計電路采用正激式拓撲結構 。具體電路如圖2所示。

圖2 ?智能型太陽能充電電路設計主電路

太陽能組件產(chǎn)生的電能，一路經(jīng)過開關變壓器T1 的122繞組加至開關管Q1 的集電極（c），另一路經(jīng)過R1為Q1 提供基極電壓。當基極（b）的電壓為高電平時，Q1 開始導通，變壓器T1 的122繞組中產(chǎn)生1正2 負的電動勢，經(jīng)T1 耦合，在T1 的324繞組中產(chǎn)生3正4負的感應電動勢，此電動勢經(jīng)R5，C2 疊加到Q1的基極（b），使Q1 迅速飽和導通。由于變壓器T1 的122間的電流不能突變，在此過程中會產(chǎn)生1負2正的電動勢。變壓器T1 的324繞組中感應出3負4正的電動勢，通過R5，C2，使Q1 迅速進入截止狀態(tài)。經(jīng)R1 對C2 的不斷充電，Q1 又開始導通，進入下一輪的開關振蕩狀態(tài)。在導通期間，T1 變壓器的副邊繞組526，經(jīng)整流二極管D4 向外輸送能量。

穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管D0、三極管Q2 等元件組成。 當負載減輕或太陽能組件輸出電壓升高時，A 點電壓上升。當該電壓大于511V 時，D0 擊穿，Q2 因b2e結正向偏置而迅速導通，使Q1 提前截止，從而使輸出電壓趨于下降；反之，則控制過程相反，從而使變壓器T1 副邊輸出電壓基本穩(wěn)定。 當負載過重時，Q1 的c2e電流增大，R4 上的壓降也隨之增大。當該電壓大于017V 時，Q2 導通，Q1 截止，達到過流保護的目的。 為避免截止期間變壓器T1 的122 繞組感應出的尖峰脈沖擊穿開關管Q1 ，并聯(lián)了尖峰脈沖吸收電路。

12v太陽能充電電路圖（三）

此設計是一種 20A 最大功率點跟蹤 （MPPT） 太陽能充電控制器，專為對應于 12V 和 24V 面板的太陽能面板輸入而設計。此設計面向中小型功率太陽能充電器解決方案，能夠通過 12V/24V 面板和 12V/24V 電池工作，輸出電流高達 20A。此設計注重擴展性，通過將 MOSFET 改為 100V 額定部件可以輕松適應 48V 系統(tǒng)。用戶還可以通過使用當前所用的 MOSFET 的 TO-220 封裝版本將電流增加到 40A。這種太陽能 MPPT 充電控制器在設計時即考慮了現(xiàn)實因素，其中包括電池反向保護以及硬件中提供但未作配置的軟件可編程警報和指示。此設計在 24V 系統(tǒng)中以全負載狀態(tài)工作的效率高于 97%。對于 12V 系統(tǒng)，效率高于 96%，其中包括電池反向保護 MOSFET 中的損耗。

12v太陽能充電電路圖（四）

12V太陽能電源控制器的制作

電路是由蓄電池、控制器、用電器及充電部分組成。其中：穩(wěn)壓二極管DWl、電阻R1、R2組成欠電壓檢測電路，三極管Q1、Q2及電阻R3和繼電器組成欠電壓自動斷電控制、執(zhí)行電路。K1、K2分別為手動“關”、“開”機按鈕開關，PV+是太陽能電池板充電輸入正極接線端。負載最好用直流1 2V電子節(jié)能燈。

工作原理：

當需要用電時。按動按鈕開關K2，此時繼電器線圈得電吸合；同時繼電器觸點（1）和觸點（3）閉合接通，蓄電池的正電壓從觸點（1）流過觸點（3）；電路得電工作。當蓄電池電壓高于10.8V時穩(wěn)壓二極管D1被擊穿導通，三極管Q1、Q2正偏導通，此時繼電器維持自保導通狀態(tài)，即使松開按鈕K2，電路依然處于正常工作狀態(tài)。當需要關閉電源時，用手按動關斷按鈕K1，此時Q1基極b接地，Q1、Q2同步截止，繼電器斷開，關機斷電。當蓄電池的放電電壓低于10.8V時。

應停止放電，以防過放電損壞蓄電池。這一功能由欠電壓檢測電路DW1、R1、R2和執(zhí)行電路Q1、Q2、R3和繼電器完成。當蓄電池電壓低于10.8V時、DWl反向截止，從而導致Q1、Q1截止、繼電器斷電，達到了自動斷電，保護蓄電池過放電的目的。

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12v太陽能充電電路圖（五）

分時、分壓控制太陽能燈，就是根據(jù)夜晚不同時間段人們對光照度的不同要求，以及太陽電池白天吸收能量的大小，控制太陽能燈的輸入功率，達到用最小成本設計出能夠滿足最惡劣氣象條件下人們對太陽能燈的最基本要求的目的。

該控制電路適合以12只LED為光源的草坪燈。U中包含驅動、光控檢測、脈寬調制、電池電壓檢測等電路。其1腳為使能端，2腳為電源電壓端，4腳為負載電流調整口，5腳為開關口，8腳為接地端，3、6、7均懸空。改變R4的阻值可以改變LED的工作電流，其最大允許電流為500mA，M接地時電流最小。

J1為太陽電池，J2為電源開關，J3為2節(jié)鎳氫電池。為了降低管壓降，VD1、VD2可采用肖特基二極管。改變R5、R6可調節(jié)蓄電池的分壓保護值，改變R1、R2可調節(jié)分時值。該電路能在盡可能降低太陽電池成本的基礎上，保證照明時間，具有很高的性價比。

12v太陽能充電電路圖（六）

用PIC12F675單片機制作的太陽能路燈控制器

PIC 12F675控制蓄電池的過充電、過放電，開、關路燈功能，定時點亮、天黑自動點亮、延時點亮、自動跟蹤點亮等功能，路燈點亮測試控制功能，LED指示功能等。

由蓄電池 BTl 、蓄電池過充電控制執(zhí)行場效應管 01 、三端穩(wěn)壓器 U1 組成電源供電系統(tǒng)； Q2 、 Q4．組成放電控制；K1 手動， R_GM1 光控自動開燈系統(tǒng)，蓄電池分壓電阻，發(fā)光指示二極管等部分組成。太陽能電池板電壓由接口J3輸入．經(jīng)防反充二極管 D1 后分成兩路，一路經(jīng) U1 LM 78L 05 穩(wěn)壓后，為 PIC 12F675單片機提供工作電源，另一路經(jīng) FB 保險絲給蓄電池充電。單片機上電后，首先由 Rf 、 Cf組成的硬件電路進行復位．然后由軟件控制U2 ③腳 GP4 輸出高電平，讓 Q4 導通、 Q2 截止，控制系統(tǒng)停止放電，再檢測 U2⑦腳 GP0 上的分壓值，通過內(nèi)部 A/ D 轉換及軟件運算間接檢測、判斷蓄電池是否欠壓、過壓．若蓄電池發(fā)生過充電，則通過軟件控制U2 ②腳 GP5 輸出高電平，使 Q1導通．短路太陽能電池板、停止向蓄電池充電，同時點亮“過充電”指示燈 LED2；若未發(fā)生過充電，則 U2 ②腳 GP5輸出低電平，允許蓄電池充電。通過檢測 U2 ⑥腳 GP1 所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否已經(jīng)“天黑，到了開路燈時間”，若到了預設的開燈點，則由軟件控制 u2 ③腳 GP4 輸出低電平，使 Q4截止、02 導通，點亮路燈。若不到開燈點，則程序返回，循環(huán)檢測上述諸參數(shù)。

K1 是手動開燈按鈕。按下 K1 ，路燈點亮。單片機通過檢測光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否“天黑”，若是天黑．則按設計要求點亮路燈，若否，單片機進入路燈控制器“測試”功能：2分鐘后路燈自動熄滅。
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12v太陽能充電電路圖（七）

1、太陽能路燈控制器設計

路燈控制系統(tǒng)工作原理：白天光伏電池向蓄電池充電，晚上蓄電池提供電力供路燈照明。所以蓄電池將構成一個充放電循環(huán)。太陽能路燈照明控制電路包括光伏電池、蓄電池、路燈和控制器四部分。設計中采用AT89S52單片機，并將其作為智能核心模塊。外圍電路主要包括太陽能電池電壓采樣模塊、蓄電池電壓采樣模塊、鍵盤電路模塊、LED顯示模塊、充放電控制模塊等。圖1是太陽能路燈控制器結構設計圖。

2、單片機智能控制模塊

太陽能路燈控制器選擇ATMEL公司的8位單片機AT89S52為核心的智能控制模塊，在整體上具有低功耗、性能高的特點。

2.1、單片機振蕩電路

單片機振蕩電路如圖2所示。

2.2、復位電路

復位電路如圖3所示，電路結構簡單，穩(wěn)定可靠。

3、電源電路模塊設計

系統(tǒng)正常工作電壓為5V，系統(tǒng)采用12V／24V的鉛酸蓄電池供電，蓄電池電壓不穩(wěn)定，所以需要對電源進行穩(wěn)壓。本系統(tǒng)采用LM7805三端穩(wěn)壓器，其輸入電壓在5～24V時均可以保證輸出為穩(wěn)定的+5V。LM7805組成穩(wěn)壓電源只需要很少的外圍元件，使用起來非常方便，工作穩(wěn)定可靠J。系統(tǒng)電源電路如圖4所示。

4、采樣模塊設計

太陽能電池采樣和蓄電池采樣對于系統(tǒng)正常運行起著非常重要的作用。太陽能路燈控制器要對蓄電池充放電進行合理控制，即需對蓄電池、太陽能電池板電壓進行采樣。為此，AT89S52單片機就要外接A／D轉換模塊，把電壓轉換為數(shù)字信號，系統(tǒng)選用v／F轉換芯片LM331組成數(shù)模轉換電路J。在系統(tǒng)采樣設計中，為了防止因為外部因素導致AT89S52程序跑飛或死機，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，在LM331與單片機之間還需增加單通道的高速光電隔離器6n137J。圖5為太陽能電池板采樣電路圖。系統(tǒng)蓄電池采樣和太陽能電池板采樣電路相同。