基于C8051F920的太阳能金卤灯控制器设计

光伏信号处理电路包括防信号反接电路、光伏电压取样电路和雷击保护电路。其中，防信号反接电路可以阻止光伏信号反接输入对控制器电路造成损坏。电压取样电路提供给C8051F920采样后的光伏电压信号。雷击保护电路可以防止将天空中闪电、雷击引入控制器而造成损坏。PWM充电控制电路将对蓄电池充电， MCU输出的PWM信号用于驱动大功率MOS管，控制充电电压的大小，以免造成对蓄电池的损坏。
2．2 电子镇流器电路设计
升压整流电路包括反激式升压高频平面变压器和快恢复整流二极管及保护电路。高频平面变压器初级连接到电源的输入端和功率MOS管，次级连接到整流二极管和保护电路。金卤灯启动时，次级提供400 V左右的直流电压，该电压经三倍压整流电路变换为1 200 V的直流电压。正常工作时，变压器的次级提供60～120 V直流电压。升压后的电压信号经过LM2902传送至C8051F920，以实现电压取样检测。
全桥驱动电路采用飞利浦公司推出的UBA2032高压单片IC，UBA2032片内集成有电压稳压器、振荡器、输入信号延迟和桥路禁止电路、控制逻辑、高／低压电平移位器、高端左／右驱动器和低端左／右驱动器等单元电路。当金卤灯发生短路时，全桥驱动短路可关闭全桥，实现对金卤灯的保护。
键盘显示电路连接到C8051F920的SPI接口上，可实现点灯时间、方式、充电过压保护范围等的设定。ZLG7290是一种全新的、具有I2C总线的键盘和显示接口芯片，使用该芯片设计的键盘和显示电路，在设置完参数后，可以拔掉不用，简化了控制器硬件和软件设计。信号检测和转换电路将充电电流和点灯电流在取样电阻上转换成相应的电压，并放大到合适的范围给MCU的A／D输入端；另一方面，点灯电流信号的点灯电压信号经放大比较电路连接到开关控制电路，直接控制灯的开路和短路保护。
2．3 点火电路的设计
金卤灯的工作可分为三个阶段：电极释放自由电子，电子在外加电场中加速；自由电子的动能转化为气体原子的激发能；激发能转换为光能。
图3为金卤灯的伏安特性曲线。

由于金卤灯内充满惰性气体，其击穿电压很高，通常要求达到20 kV左右，故要求点火电路能够提供足够高的电压。基于此，通过将变压器次级与图4所示的三倍压点火电路相连，可获得1 200 V的电压，再经过点灯线圈连接至金卤灯后，可在金卤灯的两极得到20 kV左右的点灯电压。