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太阳能路灯控制器是太阳能路灯系统中最重要的部分，也是与各种路灯系统最大的区别所在。控制器设计的性能如何，决定了一个太阳能路灯系统运行情况的优劣。所以设计功能完备、结构简单的智能太阳能光伏路灯控制器是非常重要的。 控制器需要实现的功能有：天黑时自动开灯；天亮时自动关灯；在蓄电池电量不足时，自动断开负载，防止蓄电池过放电；并要具有短路保护、反接保护等。控制器不仅担负对整个太阳能路灯的状态控制，还得确保系统的安全运行。 4.2.1 LED路灯控制器的硬件结构 LED路灯控制器的硬件结构框图如图2所示，主要构成包括以下部分。 （1） 电流、电压采样模块。根据系统的功率，可以采用电阻组件或互感器，如国 产CT系列互感器、GMR电流互感器等，其一次测电流可按C/5（C为蓄电池容量）设计。 （2） 电源模块。由蓄电池提供电源，通过78××等电源芯片为MCU提供稳定的 工作电源（2.5~6V）。 （3） 键盘输入。可采用标准的行列键盘（或在光伏系统中预留接口，在需要设定 时接入），也可定制专用的薄膜按键。 （4） LCD显示。由于液晶显示器具有功耗极低，体积小，重量轻等特点，所以适 用于蓄电池供电的系统。 （5） 远程通信接口。系统采用异步串行通信，在MCU内部设有异步串行通信口。 可用软件来控制异步串行通信（RS﹣232标准的异步串行通信）。 （6） MOSFET控制模块。CMU的系统逻辑控制信号，通过MOSFET控制模块形 成MOSFET的门极控制电压，来完成对系统的状态保护及逻辑控制。 此外，考虑系统可适用于不同的功率，对于所使用的MOSFET和大功率开关管都留有充足的余量，来满足不同系统的要求。同时系统中还设置了LED指示器，以便于直接观察系统的状态和出现的问题。
光伏输入 电流采样模块 电压采样模块 蓄电池 电源模块 LED MOSFET控制模块 MCU 键盘输入 远程通信接口
图2 LED路灯控制器的硬件结构框图 2．LED路灯控制软件 对于具体的LED路灯控制软件基本的主程序在初始化时完成MCU的I/O设置和中断设置，再循环等待过程中，采集判断系统所处状态，并进入相应状态的处理子程序，同时等待键盘输入和串行通信起始位，流程图如图1所示 图1 流程图 异步串行通信是通过设置I/O口，以软件形式来异步串行通信。同时系统通过键盘的输入，来控制LED的显示内容，由LED在线显示系统所处的状态，表明系统充电或放电状态。也可选择显示蓄电池电压、容量及充放电电流的大小，所有这些数据可在需要时通过串行通信传送给上位机进行进一步的处理，可远程监控LED路灯控制系统的状态。这部分程序流程可参考通用的异步串行通信程序和液晶显示程序。 在软件编程时需注意的事项： （1） 用较少的按键来实现诸多功能，如负载工作模式的设置，伏在工作时间的 设定，还有自检功能等。 （2） 键盘在定时中断服务程序中读取，用中断间隔时间实现键盘的去抖动，不 必编写另外的演示程序，提高CPU的利用率。 （3） 环境光线（闪电、礼花燃放等）对太阳能电池组件的采用电压有明显影响， 在对白天、黄昏的识别时，要进行软件延时，一般控制在2~3min 。 （4） 外部中断为高级优先中断，编制子程序实现负载过流、短路保护时，要充 分考虑到伏在启动瞬间会产生数倍于额定电流的冲击电流，冲击电流维持时间在3~5ms左右，应在软件上采取措施，避免与负载开启的误判。 （5） 为保护负载（灯具），蓄电池过放保护恢复时，应用软件设置一个回差电压， 这样负载开关不会出现抖动现象，有利于延长灯具的使用寿命。 3．太阳能路灯控制器的主要功能 太阳能路灯控制器的主要功能包括两个功能：蓄电池充电及蓄电池给LED供电。
初始化（键盘、LED的I/O口配置，中断设置及相应寄 存器的初始化） 请看门狗 采集判断系统所出的状态并进入相应的处理子程序，同时等待键盘输入，串行输入的起始 位
（1） 蓄电池充电 当系统检测到环境太阳光线充足时，控制器就会进入充电模式。蓄电池充电主要有两个比较重要的电压值：深度放电电压和浮充电电压。前者代表蓄电池充电的最高电压，这些参数可从蓄电池产品手册上查到。在电路设计中针对12V蓄电池，分别设置深度放电电压为11V和浮充电电压为13.8V。具体充电模式见表1所示。 表1 蓄电池充电模式
蓄电池电压VBAT 控制器工作描述 欠压保护值