(1)太陽能路燈控制器的基本要求

　　太陽能路燈由多個LED燈串聯而成，路燈照明系統不但消耗大量的電能，而且還需要投入巨額的日常維護費用，給城市帶來電力供應和財政支出的雙重壓力。制定“按需照明”的供電策略可以緩解這一矛盾。通過編程可以實現對分布在城市繁華路段的路燈機動靈活的控制，可在任意時間段內通過PWM方式實現開關控制，以達到既節電又烘托城市燈光氣氛的目的。控制基本要求如下：

　　①對前半夜與后半夜的亮度進行控制，控制比例依情況而定;②開啟單邊路燈策略，即蓄電池現有電量只供一路路燈照明，另一路路燈關閉;③半夜燈策略，即前半夜開燈，后半夜關燈，蓄電池現有電量只供前半夜照明使用。

　　太陽能路燈都是以自然光線的強弱來控制照明燈具的開關，這些光控太陽能照明系統的優化設計是系統長期可靠運行的前提。系統容量可以根據當地的地理位置、氣象條件和負載狀況做出最優化設計。但是由于季節因素，冬天太陽輻射要比夏天少，太陽電池陣冬天產生的電量比夏天少，可是冬天需要照明的電量卻比夏天多，從而使照明系統的發電量與需電量形成反差，依然難以平衡月發電量盈余和耗電量虧損。為了提高照明系統發電量的利用率，克服系統缺電帶來的不足，在太陽能照明系統的發展中，人們不斷地對照明系統常用的控制模式進行分析，設計各種實際可行的工作模式，同時光源技術也在不斷的更新換代中，蓄電池的充電模式也在不斷的研究探索中有效利用率越來越高，因此在太陽能各個組成部分的發展和協調中，太陽能照明系統正在不斷地趨于完善。

　　根據太陽能路燈系統的特點，路燈運行要兼顧蓄電池剩余容量的影響。當路燈正常開啟時，根據蓄電池剩余容量檢測法得到當前蓄電池容量，通過查詢后得到蓄電池將要維持的供電時間，平均使用蓄電池現有電量，同時根據當晚可使用的蓄電池電量對路燈照明方式靈活控制，合理使用蓄電池現有電量。

　　(2)蓄電池充放電控制功能

　　蓄電池充放電控制是整個系統的重要功能，它影響整個太陽能路燈系統的運行效率，還能防止蓄電池組的過充電和過放電。蓄電池的過充電或過放電對其性能和壽命有嚴重影響。充放電控制功能，按控制方式可分為開關控制(含單路和多路開關控制)型和脈寬調制(PWM)控制(含最大功率跟蹤控制)型。本系統采用脈寬調制控制器方式，并選用MOS晶體管作為開關器件。當白天晴天的情況下，根據蓄電池的剩余容量，選擇相應的占空比方式向蓄電池充電，力求高效充電;夜間根據蓄電池的剩余容量及未來的天氣情況，通過調整占空比方式進而調節LED燈亮度，以保證均衡合理使用蓄電池。

　　此外系統還具有對蓄電池過充的保護功能，即充電電壓高于保護電壓(15V)時，自動調低蓄電池的充電電壓;此后當電壓掉至維護電壓(13.2V)時，蓄電池進入浮充狀態，當低于13.2V后浮充關閉，進入均充狀態。

　　當蓄電池電壓低于保護電壓(11V)時，控制器自動關閉負載開關以保護蓄電池不受損壞。通過PWM方式充電，既可使太陽能電池板發揮最大功效，又提高了系統的充電效率。本設計對蓄電池的反接、過充，過放具有相應保護措施。

　　(3)太陽能路燈運行方式控制功能

　　高亮度大電流LED燈，由于相同亮度的情況下，比白熾燈省電約90%，得到了廣泛的應用，現已有逐漸替代常規照明燈的趨勢。

　　太陽能路燈由多個LED燈串聯而成，亮度通過PWM方式可調，即通過EN端改變流經LED的電流，從而調節LED燈亮度，電流強度可以從幾毫安到1安培，最終使LED燈達到預期的亮度。

　　PWM信號可由微控制器產生，也可由其它脈沖信號產生，PWM信號可使通過LED燈的電流從0變到額定電流，即可使LED燈從暗變為正常亮度。PWM占空比越小(高電平時間長)，亮度越高。利用PWM控制LED的亮度，非常方便和靈活，是最常用的調光方法，PWM的頻率可從幾十Hz到幾千Hz。

　　PWM調光是通過控制MOSFET晶體管實現的。

　　由于本系統路燈單元采用的電壓是由幾個蓄電池串聯產生的，所以選用MOSFET晶體管時，首先要考慮MOSFET的耐壓，本系統要求MOSFET的耐壓要高于40V;其次，根據驅動LED燈電流的大小，選擇MOSFET的IDS的最大電流。在直流供電情況下，首先考慮的是IDS最大電流值和RDS值。一般情況下，應選用MOSFET的IDS最大電流是LED燈驅動電流的5倍以上;另外還要選擇MOSFET的內阻要小;LED驅動電流越大，RDS應越小，RDS越小，變換效率越高。

　　城市太陽能路燈是和人民生活密切相關的公共設施，它在一定程度上反映了城市的繁榮程度及發展水平。在過去很長一段時間內，路燈的更新多是局限于其照明部分，隨著城市及電子技術的發展，城市路燈系統經歷了手工控制、自動定時/光電控制、計算機程序控制的發展過程。用計算機來實現城市太陽能路燈系統的自動控制，對于提高城市的現代化管理水平，節省人力、物力，都具有良好的經濟和社會效益。通過有效的調節燈光開關時間，能夠極大地提高了路燈系統的工作質量和工作效率，為城市照明系統的運行、維護、擴展、提供全面的解決方案和強有力的技術支持，提高了城市照明運行管理水平。

　　(1)微機主控線路。

　　微機主控線路是整個系統的控制核心，控制整個太陽能路燈系統的正常運行。微機主控線路具有測量功能，通過對太陽能電池板電壓、蓄電池電壓等參數的檢測判斷，控制相應線路的開通或關斷，實現各種控制和保護功能。

　　(2)充電驅動線路

　　充電驅動線路由MOSFET驅動模塊及MOSFET組成。MOSFET驅動模塊采用高速光耦隔離，發射極輸出，有短路保護和快速關斷功能。選用的MOSFET為隔離式、節能型單片機開關電源專用IC，驅動LED的全電壓輸入范圍為150～200V，輸出電流為8～9A。輸入電壓范圍寬，具有良好的電壓調整率和負載調整率，抗干擾能力強，低功耗。

　　本系統通過充電驅動線路完成太陽能電池組向蓄電池的充電，電路中還提供了相應的保護措施。