太阳能LED路灯的研制
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2 系统硬件电路设计
2．1 控制器
采用美国Silicon Labs公司推出的Si1000芯片作为控制器，集成了超低功耗MCU及高穿透力的RF芯片。Si1000系列无线微控制器内部集成了25 MHz的8051内核，EZRadioPRO系列略低于1 GHz的RF收发器件，最大64 kB的Flash以及最高12 bit分辨率的ADC，所有这些均集成在一个5 mmx7 mm的紧凑的封装中。Si1000系列无线微控制器为用户提供领先的RF性能，包括最高的发射功率，最高的接收灵敏度和最高20dBm的发射功率和-121 dBm的灵敏度，使系统拥有了高达141 dB的链路预算。文中无线遥控RF频率为433MHz。单片机的P1．6与P1．7分别与LT3652的CHRG和FAULT引脚相连，用于检测蓄电池的充电状态。P1．5与LT3756的PWM引脚相连，可以产生不同占空比的PWM信号，驱动LED照明及调光。P2．0与P2．1分别与光照强度及声音检测模块输出端连接，实现对LED灯的自动控制。
2．2 充电电路
采用LT3652充电芯片，其输入电压调节环路电路提供几乎与最大峰值功率跟踪(MPPT)充电方法同样的充电效率，如图2所示。太阳能板输出电压随太阳光的强度变化，LT3652可接受4．95～32 V的宽输入范围，可以满足太阳能板的输出范围。在输入电源调节欠佳时，输入电压调节环路还允许优化充电。该器件可为各种配置的电池组充电。LT3652的充电电流可编程高达2 A。可以通过对R1的选取来设置充电电流，文中R1取值0．1Ω，对应充电电流为1 A。这个独立的电池充电器不需要外部微控制器，具有用户可选的终止，包括C(蓄电池额定容量)／10或内置定时器。本文采用定时器中止方法，通过对电容C1的取值的完成对中止时间的设置。例如选择1个0．68μF的电容可以设置为3小时定时中止。该器件的1 MHz固定开关频率可实现小的解决方案尺寸。浮置电压反馈准确度规定为0．5％，充电电流准确度为5％，C／10检测准确度为±2．5％。一旦充电终止，LT3652就自动进入低电流备用模式，这种模式将输入电源电流降至85μA。在停机模式，输入偏置电流降至15μA。就自主充电控制而言，如果电池电压降至比设定的浮置电压低2．5％，那么自动再充电功能就启动一个新的电周期。本文对12 V 50 AH的密封铅酸进行3阶段充电。第1阶段以1 A恒流快速充电到蓄电池电压达到14．4 V；第2阶段以14．4V恒压充电，当电流下降到0．1 A时进入第3阶段，13．5V浮充阶段；当蓄电池电压低于13．2V时，自动进入新一轮充电。电路中的R9为一个热敏电阻，当检测到蓄电池温度超出0～45℃范围时，芯片将停止充电，可有效保护蓄电池并延长其使用寿命。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/167943.htm
2．3LED驱动电路
LED驱动电路采用具有高端电流检测DC／DC转换器LT3756，该器件为驱动大电流LED而设计，如图3所示。其6～100 V的宽输入电压范围使该器件非常适合于种类繁多的应用，包括汽车、工业和建筑照明。文中R1、R2、Vin和SHDN组成的分压电路可以将输入电压范围限制在8～80 V，可以满足12 V蓄电池作为电源。LT3756使用一个外部N沟道MOSFET，可以用标称值为12 V的输入驱动多达20个1 A的白光LED。文中驱动12x1 W串联的大功率白光LED，测得LED两端电压34～38 V之间，所以要求C2的耐压值要高于38V，这里选用耐压值为50V 10μF的电容。它含有高端电流检测，从而使它能够用于升压、降压、降压-升压、SEPIC(单端初级绕组电感变换器)中。文中采用SEPIC模式，这种电路最大的好处是输入输出同极性，尤其适合于电池供电的场合，另外通过主回路上的电容C1实现输入输出的隔离，具备完全关断功能，当开关管关闭时，输出电压为0 V。LT3756在升压模式时可以提供超过90％的效率，从而无需任何外部散热措施。频率调节引脚允许用户在100 kHz～1 MHz范围内对频率编程，本文对R2取值28．7 kΩ将频率设置为400 kHz，在优化效率的同时也最大限度地减小了外部组件的尺寸和成本。结合3mmx3mm QFN或耐热增强型MSOP-16封装，LT3756提供了一个非常紧凑的驱动器解决方案。
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