锂聚合物电池的太阳能路灯控制器设计方案与实现

功能及性能

(1)全自动智能化控制及保护，并带自恢复的保护功能；全电子开关保护，不需要外接保险管等保护器件。

(2)针对工程安装时的人为误操作，具有如下防止误操作的功能：对安装接线顺序不做要求，支持太阳能反接保护操作，支持太阳能端短路保护及负载保护等。

(3)充足的设计余量，保证控制器可以在15A充电及放电条件下长期工作。

(4)直观的数码显示，方便的按键设置，不需做任何的跳线或者拨码设置。

(5)充电回路及负载回路压降小，充电效率高。

(6)具有丰富的路灯控制功能，先进的智能延时模式，夜长时间智能识别。

(7)软件采用抗干扰算法，防止瞬间突变的信号对控制器状态的误判，避免误动作的发生。

(8)静态功耗小。

(9)多种保护功能：太阳能电池板极性反接保护、太阳能端短路保护、充电回路反向电流保护、蓄电池过充保护、蓄电池过放保护、负载短路保护、负载过流保护、感性负载续流保护、过温保护。

电气规格参数

系统 参数 电压规格

节串联的锂聚合物电池(三元材料)

允许光伏电压范围:0-25V

最大光伏持续充电电流:15A

最大持续输出电流:15A

负载通道:1路

锂电池状态参数

标称电压:3.7V×3=11.1V

充电截止电压:4.20V×3=12.6V

充饱电压:4.05V×3=12.15V

欠压保护点:3.0V×3=9.0V

欠压恢复点:3.3V×3=9.9V

负载管理

8种管理模式，光控开关+延时

保护功能

(1)太阳能电池板极性反接保护

(2)太阳能端短路保护

(3)充电回路反向电流保护

(4)锂电池过充、过放保护

(5)负载短路保护

(6)负载过流保护

(7)感性负载续流保护

(8)过温保护

静态功耗

数码管关闭<5mA

数码管打开<9mA

温度特性

正常工作温度范围:-35℃ - 55℃

过温保护点:75℃

过温保护恢复点:65℃

阻抗特性

充电压降

140mV @ 8A, 11V

180mV @ 10A, 11V

300mV @ 15A, 11V

负载压降

140mV @ 8A, 11V

180mV @ 10A，11V

300mV @ 15A, 11V

备注：

[1] 本控制器只支持三元材料的锂聚合物电池，如果要其他类型的电池，请选择其他的型号；

[2] 本参数与三元材料的锂聚合物电池保护板相对应但不相同，目的是提供二级保护及充放电管理，提高电池的寿命；

[3] 具体模式请参考路灯模式部分的说明；

[4] 对于负载的短路保护，请保证负载的接线在2米以上；

[5] 在不同的测试条件下静态功耗表现不同，此参数仅供参考，其测试条件：蓄电池电压11V，太阳能端和负载端悬空；

[6] 控制器在超过55℃环境下工作，不保证其特性符合上述参数要求；

[7] 在不同的测试条件下阻抗特性表现不同，此参数仅供参考，其测试条件：蓄电池电压11V，环境温度：20℃。

路灯管理模式

温馨提示：在安装过程中，请将开灯模式设置成L8模式，以免安装过程中的误操作损坏控制器或者负载。

显示及设置部分

(1)数码管显示的内容

控制器的状态由数码管循环串行的显示如下内容，并接受按键对当前模式的操作：

① 电量显示(P模式)：

P0：蓄电池欠压，欠压保护打开;

P1：蓄电池电量弱，系统正常工作;

P2：蓄电池电量充足，系统正常工作;

P3：蓄电池充电截止，过充保护打开。

该模式下不接受按键的设置。

② 路灯功能模式(L模式)：一共有9种功能模式，从L0到L8，具体定义请参考第二部分的详细介绍。可以通过按键来设定该模式的值。

③ 傍晚时刻和黎明时刻的光照度等级(U模式)：控制器用来识别傍晚和黎明时刻的光照度，用来决定开灯及关灯时刻的，其分为10个等级，U0到U9。可以通过按键来设定该模式的值。

④ 错误代码(E模式)：

E1：太阳能电池板端发生故障;

E3：负载回路出现短路

E4：过载

E5：过温保护

该模式下不接受按键的设置。

⑤ 充电状态：用数码管的小数点来表示

小数点常灭：无充电

小数点常亮：正在充电

(2)按键功能

当数码管处于关闭状态时，按一下按键，数码管会点亮；

当数码管正在显示L模式或者U模式时，按下按键，可以设置其数值;正在进行按键设置时，数字会持续显示，而对应的字母(L或者U)则隐藏;设置完成后，按键持续3秒没有动作，系统会确认新的设置值，并保存起来。设定后的参数掉电不丢失，不需要重新设定。

连续60秒没有按键动作，并且不发生系统错误，则数码管显示被关闭。

接线及安装说明

控制器的接线顺序如下图所示，需要注意的是，所使用的能通过10A-15A电流的电缆线。

推荐的安装顺序如下：

(1)接上蓄电池，注意正负极不要接反；

(2)将路灯模式设置成L8(负载关闭)。