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??? 近年來，基于太陽能的應(yīng)用越來越多，其基于太陽能應(yīng)用電路圖也就層出不窮。本文將為電子發(fā)燒友網(wǎng)讀者奉上太陽能應(yīng)用電路圖大餐，以饗讀者。
1、太陽能電池充電控制器電路圖（含原理說明）
采用專用蓄電池充電管理芯片UC3906設(shè)計太陽能充電控制器，經(jīng)過實驗室調(diào)試，其各項性能達到要求?？刂破饔汕袚Q電路、充電電路、放電電路三部分組成（見附圖）。下面分別介紹其各個組成部分。
切換電路：太陽能電池接在常閉觸點，繼電器線圈受三極管Q2控制，當(dāng)太陽能電池受光照時，Q1導(dǎo)通而02截止，使得繼電器線圈絕大部分時間不耗電。在太陽能電池不受光照時，Q1截止而Q2導(dǎo)通，交流電經(jīng)常開觸點送出。
充電電路：由UC33906和一些附屬元件共同組成了“雙電平浮充充電器”。太陽電池的輸入電壓加入后．利用電阻R，檢測出電流的大小，再利用R2、R3、R4、R5、R6檢測蓄電池的工作參數(shù)，經(jīng)過內(nèi)部電路分忻．進而通過 Q3對輸出電壓、電流進行控制。Rs取值為0.025Ω，充電電流最大為10A，根據(jù)蓄電池的容量大?。筛淖僐，以改變充電電流。
在恒流快速充電狀態(tài)下，充電器輸出恒定的充電電流Imax，同時充電器監(jiān)視電池兩端電壓，當(dāng)電池電壓達到轉(zhuǎn)換電壓V12時，電池的電量已恢復(fù)到容量的70％～90％，，充電器轉(zhuǎn)入過充電狀態(tài)，在此狀態(tài)下，充電器輸出電壓升高到 V。。由于充電器輸出電壓恒定不變．所以充電電流連續(xù)下降．當(dāng)充電電流下降到Ioct 時，電池容量已達到額定容量的100％，充電器輸出電壓下降到較低的浮充電壓Vf蓄電池進入浮充狀態(tài)。此時U C3906的⑩腳輸出高電平，LM2903的①腳輸出低電平，發(fā)光二極管發(fā)光，指示蓄電池已充足電。圖中的電路還具有涓流充電的功能，涓流充電的電流值為 It，R2為涓流充電的限流電阻。
放電電路：用LM2903接成雙遲滯電壓比較器，可使電路在比較電壓的臨界點附近不會產(chǎn)生振蕩。R10、RPl、RP2、LJ2B、Q4、Q5和K2組成過放電壓檢測比較控制電路。電位器RPl、RP2起設(shè)定過放電壓的作用?？烧{(diào)三端穩(wěn)壓器LM317給LM2903提供穩(wěn)定的8V工作電壓。
當(dāng)蓄電池端電壓大于預(yù)先設(shè)定的過放電壓值時，U2B的⑥腳電位高于⑤腳電位，⑦腳輸出低電位使04截止，Q5導(dǎo)通，K2動作，其常開觸點閉合，LED2發(fā)光指示負載工作正常；蓄電池對負載放電時端電壓會逐漸降低，當(dāng)端電壓降低到小于預(yù)先設(shè)定的過放電址值時。U2B的⑥腳電位低于⑤腳電位，⑦腳輸出高電位使Q4導(dǎo)通，Q5截止，K2釋放，LED2熄滅，指示過放電。該控制器能有效地防止蓄電池過充、過放、過流，可滿足了太陽能充電控制器的需要。
2、太陽能電池快速充電應(yīng)用電路圖
太陽能電池快速充電應(yīng)用電路圖
3、太陽能路燈原理圖
太陽能路燈工作原理及電路圖一
圖 2 是用：PIC12F675單片機制作的太陽能路燈控制器電路。 PIC 12F 675 是 8 引腳單片機，具有 6個I / 0 口，自帶內(nèi)部 RC 振蕩器 （ 振蕩頻率為 4MHz） 、 4 路 10 位 A /D轉(zhuǎn)換器、一路比較器，該控制器性能穩(wěn)定、可靠，耗電低。
1 ．工作原理
PIC 12F675控制蓄電池的過充電、過放電，開、關(guān)路燈功能，定時點亮、天黑自動點亮、延時點亮、自動跟蹤點亮等功能，路燈點亮測試控制功能，LED指示功能等。
由蓄電池 BTl 、蓄電池過充電控制執(zhí)行場效應(yīng)管 01 、三端穩(wěn)壓器 U1 組成電源供電系統(tǒng)； Q2 、 Q4．組成放電控制；K1 手動， R_GM1 光控自動開燈系統(tǒng)，蓄電池分壓電阻，發(fā)光指示二極管等部分組成。太陽能電池板電壓由接口J3輸入．經(jīng)防反充二極管 D1 后分成兩路，一路經(jīng) U1 LM 78L 05 穩(wěn)壓后，為 PIC 12F675單片機提供工作電源，另一路經(jīng) FB 保險絲給蓄電池充電。單片機上電后，首先由 Rf 、 Cf組成的硬件電路進行復(fù)位．然后由軟件控制U2 ③腳 GP4 輸出高電平，讓 Q4 導(dǎo)通、 Q2 截止，控制系統(tǒng)停止放電，再檢測 U2⑦腳 GP0 上的分壓值，通過內(nèi)部 A/ D 轉(zhuǎn)換及軟件運算間接檢測、判斷蓄電池是否欠壓、過壓．若蓄電池發(fā)生過充電，則通過軟件控制U2 ②腳 GP5 輸出高電平，使 Q1導(dǎo)通．短路太陽能電池板、停止向蓄電池充電，同時點亮“過充電”指示燈 LED2；若未發(fā)生過充電，則 U2 ②腳 GP5輸出低電平，允許蓄電池充電。通過檢測 U2 ⑥腳 GP1 所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否已經(jīng)“天黑，到了開路燈時間”，若到了預(yù)設(shè)的開燈點，則由軟件控制 u2 ③腳 GP4 輸出低電平，使 Q4截止、02 導(dǎo)通，點亮路燈。若不到開燈點，則程序返回，循環(huán)檢測上述諸參數(shù)。
K1 是手動開燈按鈕。按下 K1 ，路燈點亮。單片機通過檢測光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否“天黑”，若是天黑．則按設(shè)計要求點亮路燈，若否，單片機進入路燈控制器“測試”功能：2分鐘后路燈自動熄滅。
2 ．說明
由于單片機程序設(shè)計十分靈活，故這里用“開燈點”作為開燈標(biāo)記符，這個點可以是時間。也可以是天黑的“程度”。若定義的是時間，可以讓路燈從此時開始計時，點亮若干小時后熄滅；若是天黑的程度，可以讓路燈到了此天黑程度后開始點亮。此后既可計時熄滅，也可判別天亮后熄滅。一切由軟件設(shè)計人員抉擇。
太陽能路燈工作原理及電路圖二
電路原理見圖所示。該電路由以U5為核心組成的蓄電池過充電控制電路、以 U 4A ～U4D為核心組成的蓄電池電壓指示電路及顯示電壓按鈕開關(guān) KS1 電路、以 U1B 組成的蓄電池過放電控制電路、以 U1A組成的開燈檢測控制電路、以 U2 組成的開燈及延時熄燈及二次開燈定時控制電路，以及以控制三極管Q2驅(qū)動繼電器組成的輸出控制電路等組成?，F(xiàn)分別介紹如下。
?。?） 過充電、過放電檢測保護部分太陽能電池組件板或陣列由插口 CZ1 的①腳輸入，加至防反充電二極管 D2 的正極．D2的負極接 12V 蓄電池的正極，即 CZ1 的③腳。控制器在初始上電時，由于 C4 的作用使 U5②腳為低電平，③腳輸出高電平，Q7 導(dǎo)通； Q8 截止，允許太陽能電池給蓄電池充電。當(dāng)蓄電池所充的電壓小于 14 ． 4V 時，由R13 、 （R38 十R39） 組成的串聯(lián)分壓電路送至 U5 ②、⑥電壓低于 2 / 3 U5 的供電電壓時，即小于6V，電路維持充電狀態(tài)；隨著充電時間的延長，蓄電池電壓逐漸升高，當(dāng) U5 ②、⑥的電壓高于 2 / 3 U5 供電電壓時，U5③腳輸出低電平， Q7 截止、 Q8 導(dǎo)通，給太陽能電池板泄放電流，停止對蓄電池充電。在U5③腳輸出低電平的狀態(tài)下，其⑦腳導(dǎo)通，相當(dāng)于將 1140 并入電路中。此時電路的分壓比為： R38+ R39/R40/IRl3+（R38+R39）/R40 ，不難算出，當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值13V時．電路狀態(tài)再次翻轉(zhuǎn)，U5③腳輸出高電平，允許蓄電池充電。
?。?） 開燈檢測方法與控制
太陽能電池板是一個很好的光敏元件，其輸出電流、電壓能隨著接受光的強度和照度變化而變化，本控制器就是利用這一原理實現(xiàn)開、關(guān)燈控制的。太陽能電池板PVin 輸入電壓經(jīng) R5 、 R6 串聯(lián)分壓后；加至運放 U 1A ②腳，其③腳接于 R9 、R8+VR1的分壓點上。在白天，太陽能電池板在陽光的照射下輸出電壓很高，其經(jīng) R5 、 R6 分壓后使運放 U 1A②腳電壓高于③腳， U 1A①腳輸出低電平， Q1 截止， U2 無供電電壓不工作，Q2截止，繼電器不吸合，系統(tǒng)無輸出電壓，路燈不工作。隨著天色漸黑，太陽能電池板輸出電壓降低。 UlA ②腳的電壓也同步降低，當(dāng) U1A②腳電壓低于③腳時，比較器翻轉(zhuǎn)， U 1A ①腳輸出高電平， Q1 導(dǎo)通，定時電路 U2 得電工作， Q2 導(dǎo)通、JDQ1吸合點亮路燈。圖中 VR1 為路燈開燈時刻設(shè)置調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié) VRl 可設(shè)置不同時刻點亮路燈。DW1是鉗位二極管，作用是避免白天太陽能電池板接受的電壓過高導(dǎo)致 U 1A ②腳輸入電壓過高而損壞。 C1 為儲能電容，作用是防止 U1A②腳電壓瞬時突變誤點亮路燈。 R14 為反饋電阻．其作用是使 U 1A 成為一個遲滯比較器．防止和避免 U1A在開燈點附近振蕩而反復(fù)開、關(guān)路燈。
（3） 路燈延時電路點亮、熄滅控制電路
延時控制電路選用 CD4541BE 可編程定時控制芯片，它功耗低、內(nèi)置可編程分頻器電路，最大分頻級數(shù)為 65536 級。
本控制器設(shè)計定時開燈和定時關(guān)燈時間調(diào)節(jié)范圍是： 2 ． 093 小時 -11 ． 93 小時．分別由 V ： R2 和VR3控制調(diào)節(jié)。
?。?） 蓄電池停止放電優(yōu)先控制電路
若在路燈欲點亮或已點亮?xí)r，蓄電池電壓已經(jīng)低于其允許終止放電值時， Q4 導(dǎo)通．此時無論 U 1A 輸出高電平與否，均會使Q1截止，從而保護蓄電池避免過放電損壞。
?。?） 電池電壓指示電路
為了讓現(xiàn)場看管、維護人員及時了解、掌握蓄電池的狀態(tài)，本控制器設(shè)有 LED 電池電壓指示裝置，通過LLED點亮的數(shù)量指示蓄電池電壓的高低。
2 ．電路調(diào)試
制作中發(fā)現(xiàn)。 NE555 時基電路的實際狀態(tài)轉(zhuǎn)換點，即 1 / 3V（ ： C 與 2 /3VCC狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)跳變點并不是嚴(yán)格遵循理論值。通過調(diào)節(jié)電阻 R13 可實現(xiàn) 14 ． 4V 的過充電控制。將R13由設(shè)計的100kΩ換為 120k Ω即可達到實際要求。同理，通過調(diào)節(jié) VR4 可校準(zhǔn)蓄電池指示電壓。
4、太陽能熱水器自動上水電路
5、太陽能電池充電器電路圖
6、太陽能路燈控制器電路圖
太陽能路燈控制器電路圖
1 ．工作原理
電路原理見圖 1 所示。該電路由以 U5 為核心組成的蓄電池過充電控制電路、以 U 4A ～U4D為核心組成的蓄電池電壓指示電路及顯示電壓按鈕開關(guān) KS1 電路、以 U1B 組成的蓄電池過放電控制電路、以 U1A組成的開燈檢測控制電路、以 U2 組成的開燈及延時熄燈及二次開燈定時控制電路，以及以控制三極管Q2驅(qū)動繼電器組成的輸出控制電路等組成。現(xiàn)分別介紹如下。
?。?） 過充電、過放電檢測保護部分太陽能電池組件板或陣列由插口 CZ1 的①腳輸入，加至防反充電二極管 D2 的正極．D2的負極接 12V 蓄電池的正極，即 CZ1 的③腳。控制器在初始上電時，由于 C4 的作用使 U5②腳為低電平，③腳輸出高電平，Q7 導(dǎo)通； Q8 截止，允許太陽能電池給蓄電池充電。當(dāng)蓄電池所充的電壓小于 14 ． 4V 時，由R13 、 （R38 十R39） 組成的串聯(lián)分壓電路送至 U5 ②、⑥電壓低于 2 ／ 3 U5 的供電電壓時，即小于6V，電路維持充電狀態(tài)；隨著充電時間的延長，蓄電池電壓逐漸升高，當(dāng) U5 ②、⑥的電壓高于 2 ／ 3 U5 供電電壓時，U5③腳輸出低電平， Q7 截止、 Q8 導(dǎo)通，給太陽能電池板泄放電流，停止對蓄電池充電。在U5③腳輸出低電平的狀態(tài)下，其⑦腳導(dǎo)通，相當(dāng)于將 1140 并入電路中。此時電路的分壓比為： R38+ R39 ／／ R40／IRl3+（R38+R39） ／／ R40 ，不難算出，當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值 13V 時．電路狀態(tài)再次翻轉(zhuǎn)，U5③腳輸出高電平，允許蓄電池充電。
（2） 開燈檢測方法與控制
太陽能電池板是一個很好的光敏元件，其輸出電流、電壓能隨著接受光的強度和照度變化而變化，本控制器就是利用這一原理實現(xiàn)開、關(guān)燈控制的。太陽能電池板PVin 輸入電壓經(jīng) R5 、 R6 串聯(lián)分壓后；加至運放 U 1A ②腳，其③腳接于 R9 、R8+VR1的分壓點上。在白天，太陽能電池板在陽光的照射下輸出電壓很高，其經(jīng) R5 、 R6 分壓后使運放 U 1A②腳電壓高于③腳， U 1A①腳輸出低電平， Q1 截止， U2 無供電電壓不工作，Q2截止，繼電器不吸合，系統(tǒng)無輸出電壓，路燈不工作。隨著天色漸黑，太陽能電池板輸出電壓降低。 UlA ②腳的電壓也同步降低，當(dāng) U1A②腳電壓低于③腳時，比較器翻轉(zhuǎn)， U 1A ①腳輸出高電平， Q1 導(dǎo)通，定時電路 U2 得電工作， Q2 導(dǎo)通、JDQ1吸合點亮路燈。圖中 VR1 為路燈開燈時刻設(shè)置調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié) VRl 可設(shè)置不同時刻點亮路燈。DW1是鉗位二極管，作用是避免白天太陽能電池板接受的電壓過高導(dǎo)致 U 1A ②腳輸入電壓過高而損壞。 C1 為儲能電容，作用是防止 U1A②腳電壓瞬時突變誤點亮路燈。 R14 為反饋電阻．其作用是使 U 1A 成為一個遲滯比較器．防止和避免 U1A在開燈點附近振蕩而反復(fù)開、關(guān)路燈。
?。?） 路燈延時電路點亮、熄滅控制電路
延時控制電路選用 CD4541BE 可編程定時控制芯片，它功耗低、內(nèi)置可編程分頻器電路，最大分頻級數(shù)為 65536 級。
本控制器設(shè)計定時開燈和定時關(guān)燈時間調(diào)節(jié)范圍是： 2 ． 093 小時 -11 ． 93 小時．分別由 V ： R2 和VR3控制調(diào)節(jié)。
?。?） 蓄電池停止放電優(yōu)先控制電路
若在路燈欲點亮或已點亮?xí)r，蓄電池電壓已經(jīng)低于其允許終止放電值時， Q4 導(dǎo)通．此時無論 U 1A 輸出高電平與否，均會使Q1截止，從而保護蓄電池避免過放電損壞。
?。?） 電池電壓指示電路
為了讓現(xiàn)場看管、維護人員及時了解、掌握蓄電池的狀態(tài)，本控制器設(shè)有 LED 電池電壓指示裝置，通過LLED點亮的數(shù)量指示蓄電池電壓的高低。
2 ．電路調(diào)試
制作中發(fā)現(xiàn)。 NE555 時基電路的實際狀態(tài)轉(zhuǎn)換點，即 1 ／ 3V（ ： C 與 2 ／3VCC狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)跳變點并不是嚴(yán)格遵循理論值。通過調(diào)節(jié)電阻 R13 可實現(xiàn) 14 ． 4V 的過充電控制。將 R13 由設(shè)計的100kΩ換為 120k Ω即可達到實際要求。同理，通過調(diào)節(jié) VR4 可校準(zhǔn)蓄電池指示電壓。
二、用 PIC 12F 675 單片機制作的太陽能路燈控制器
圖 2 是用：PIC12F675單片機制作的太陽能路燈控制器電路。 PIC 12F 675 是 8 引腳單片機，具有 6個I ／ 0 口，自帶內(nèi)部 RC 振蕩器 （ 振蕩頻率為 4MHz） 、 4 路 10 位 A ／D轉(zhuǎn)換器、一路比較器，該控制器性能穩(wěn)定、可靠，耗電低。
1 ．工作原理
PIC 12F675控制蓄電池的過充電、過放電，開、關(guān)路燈功能，定時點亮、天黑自動點亮、延時點亮、自動跟蹤點亮等功能，路燈點亮測試控制功能，LED指示功能等。
由蓄電池 BTl 、蓄電池過充電控制執(zhí)行場效應(yīng)管 01 、三端穩(wěn)壓器 U1 組成電源供電系統(tǒng)； Q2 、 Q4．組成放電控制；K1 手動， R_GM1 光控自動開燈系統(tǒng)，蓄電池分壓電阻，發(fā)光指示二極管等部分組成。太陽能電池板電壓由接口J3輸入．經(jīng)防反充二極管 D1 后分成兩路，一路經(jīng) U1 LM 78L 05 穩(wěn)壓后，為 PIC 12F675單片機提供工作電源，另一路經(jīng) FB 保險絲給蓄電池充電。單片機上電后，首先由 Rf 、 Cf組成的硬件電路進行復(fù)位．然后由軟件控制U2 ③腳 GP4 輸出高電平，讓 Q4 導(dǎo)通、 Q2 截止，控制系統(tǒng)停止放電，再檢測 U2⑦腳 GP0 上的分壓值，通過內(nèi)部 A／ D 轉(zhuǎn)換及軟件運算間接檢測、判斷蓄電池是否欠壓、過壓．若蓄電池發(fā)生過充電，則通過軟件控制U2 ②腳 GP5 輸出高電平，使 Q1導(dǎo)通．短路太陽能電池板、停止向蓄電池充電，同時點亮“過充電”指示燈 LED2；若未發(fā)生過充電，則 U2 ②腳 GP5輸出低電平，允許蓄電池充電。通過檢測 U2 ⑥腳 GP1 所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否已經(jīng)“天黑，到了開路燈時間”，若到了預(yù)設(shè)的開燈點，則由軟件控制 u2 ③腳 GP4 輸出低電平，使 Q4截止、02 導(dǎo)通，點亮路燈。若不到開燈點，則程序返回，循環(huán)檢測上述諸參數(shù)。
K1 是手動開燈按鈕。按下 K1 ，路燈點亮。單片機通過檢測光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否“天黑”，若是天黑．則按設(shè)計要求點亮路燈，若否，單片機進入路燈控制器“測試”功能：2分鐘后路燈自動熄滅。
2 ．說明
由于單片機程序設(shè)計十分靈活，故這里用“開燈點”作為開燈標(biāo)記符，這個點可以是時間。也可以是天黑的“程度”。若定義的是時間，可以讓路燈從此時開始計時，點亮若干小時后熄滅；若是天黑的程度，可以讓路燈到了此天黑程度后開始點亮。此后既可計時熄滅，也可判別天亮后熄滅。一切由軟件設(shè)計人員抉擇。
7、太陽能綠色照明燈電路圖
該控制電路適合以12只LED為光源的草坪燈。U中包含驅(qū)動、光控檢測、脈寬調(diào)制、電池電壓檢測等電路。其1腳為使能端，2腳為電源電壓端，4腳為負載電流調(diào)整口，5腳為開關(guān)口，8腳為接地端，3、6、7均懸空。改變R4的阻值可以改變LED的工作電流，其最大允許電流為500mA，M接地時電流最小。太陽能綠色照明燈電路圖：
8、LED太陽能草坪燈照明電路
1 引言
太陽能作為一種新興的綠色能源，以其無可比擬的優(yōu)勢得到迅速的推廣應(yīng)用。作為第四代新光源，在城市亮化美化、道路照明、庭院照明、室內(nèi)照明以及其他各領(lǐng)域的照明和應(yīng)用中得到了有效的利用。尤其是在偏遠無電地區(qū)，太陽能照明燈具更具有廣泛的應(yīng)用前景。 一般人認為，節(jié)能燈可節(jié)能4/5是偉大的創(chuàng)舉，但LED比節(jié)能燈還要節(jié)能1/4，這是固體光源偉大的革新。除此之外，LED還具有光線質(zhì)量高，基本上無輻射，可靠耐用，維護費用極為低廉等優(yōu)勢，屬于典型的綠色照明光源。超高亮LED的研制成功，大大地降低了太陽能燈具使用成本，使之達到或接近工頻交流電照明系統(tǒng)初裝的成本報價，并且具有保護環(huán)境、安裝簡便、操作安全、經(jīng)濟節(jié)能等優(yōu)點。由于LED具有的光效率高，發(fā)熱量低等優(yōu)勢，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用在照明領(lǐng)域，并呈現(xiàn)出取代傳統(tǒng)照明光源的趨勢。 在我國西部，非主干道太陽能路燈、太陽能庭院燈漸成規(guī)模。隨著太陽能燈具的大力發(fā)展，“綠色照明”必將會成為一種趨勢。而LED太陽能草坪燈作為其中的一個代表，也將得到大力的推廣和應(yīng)用，本文主要介紹它的一些知識，希望能給大家一些啟發(fā)。
2 LED太陽能草坪燈的定義及結(jié)構(gòu)組成
太陽能草坪燈主要利用太陽能電池的能源來進行工作，當(dāng)白天太陽光照射在太陽能電池上，把光能轉(zhuǎn)變成電能存貯在蓄電池中，再由蓄電池在晚間為草坪燈的LED（發(fā)光二極體）提供電源。其優(yōu)點主要為安全、節(jié)能、方便、環(huán)保等。適用于住宅社區(qū)綠草地美化照明點綴，公園草坪美化點綴。LED太陽能草坪燈的結(jié)構(gòu)組成：由太陽能電池組件（光電板）、超高亮LED燈（光源）、免維護可充電蓄電池、自動控制電路、燈具等組成。
3 太陽能草坪燈的系統(tǒng)組成、控制原理和電路原理
3.1 太陽能草坪燈的系統(tǒng)組成
LED太陽能草坪燈是一個獨立的發(fā)電系統(tǒng)。它能夠獨立的完成把太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并能把電能轉(zhuǎn)換成熱能供照明和裝飾使用，而不需要電線的傳輸。一個獨立的光伏系統(tǒng)一般由以下三部分組成：太陽電池組件；充、放電控制器、逆變器、測試儀表和計算機監(jiān)控等電力電子設(shè)備和蓄電池或其它蓄能和輔助發(fā)電設(shè)備。光伏系統(tǒng)具有以下的特點：沒有轉(zhuǎn)動部件，不產(chǎn)生噪音； 沒有空氣污染、不排放廢水；沒有燃燒過程，不需要燃料； 維修保養(yǎng)簡單，維護費用低；運行可靠性、穩(wěn)定性好；作為關(guān)鍵部件的太陽電池使用壽命長，晶體硅太陽電池壽命可達到25年以上；根據(jù)需要很容易擴大發(fā)電規(guī)模。
圖4-1是一個典型的供應(yīng)直流負載的光伏系統(tǒng)示意圖。其中包含了光伏系統(tǒng)中的幾個主要部件：光伏組件方陣：由太陽電池組件（也稱光伏電池組件）按照系統(tǒng)需求串、并聯(lián)而成，在太陽光照射下將太陽能轉(zhuǎn)換成電能輸出，它是太陽能光伏系統(tǒng)的核心部件。
LED太陽能草坪燈是一個小型的太陽能供電系統(tǒng)（圖4-2是一個簡單的太陽能供電系統(tǒng)）。它的結(jié)構(gòu)非常簡單主要由太陽能電池板、充放電控制器、蓄電池、照明電路和燈桿等部分組成（如圖4-3）。
3.2 太陽能草坪燈的控制原理
太陽能草坪燈的控制器主要是用于蓄電池充放電的而控制。圖4-4就是一個最基本的充放電控制器。在該圖中，由光伏電池板、蓄電池、太陽能控制器和負載組成了一個基本的光伏應(yīng)用系統(tǒng)。這里的開關(guān)K1和K3為充電開關(guān)，K3為放電開關(guān)，它們均屬于太陽能控制中心的一部分。圖中開關(guān)的開合由控制電路根據(jù)系統(tǒng)的充放電狀態(tài)來決定。當(dāng)蓄電池充滿電時斷開充電開關(guān)，需要充電時閉合充電開關(guān)；當(dāng)蓄電池放電時閉合K2，否則斷開。而這些控制電路可以采用三極管、電阻、電容、電感構(gòu)成的電壓比較升壓充放電電路，也可以采用光控電路，或者采用集成運放構(gòu)成的電壓滯回比較器，還可以采用單片機。鑒于廉價的考慮一般采用前者。
一般來說，一個合格的太陽能充放電控制器具有以下幾種充放電保護模式：
a 直充保護點電壓：直充也叫急充，屬于快速充電，一般都是在蓄電池電壓較低的時候用大電流和相對高電壓對蓄電池充電，但是，有個控制點，也叫保護點，就是上表中的數(shù)值，當(dāng)充電時蓄電池端電壓高于這些保護值時，應(yīng)停止直充。直充保護點電壓一般也是“過充保護點”電壓，充電時蓄電池端電壓不能高于這個保護點，否則會造成過充電，對蓄電池是有損害的。
b 均充控制點電壓：直充結(jié)束后，蓄電池一般會被充放電控制器靜置一段時間，讓其電壓自然下落，當(dāng)下落到“恢復(fù)電壓”值時，會進入均充狀態(tài)。為什么要設(shè)計均充？就是當(dāng)直充完畢之后，可能會有個別電池“落后”（端電壓相對偏低），為了將這些個別分子拉回來，使所有的電池端電壓具有均勻一致性，所以就要以高電壓配以適中的電流再充那么一小會，可見所謂均充，也就是“均衡充電”。均充時間不宜過長，一般為幾分鐘~十幾分鐘，時間設(shè)定太長反而有害。對配備一塊兩塊蓄電池的小型系統(tǒng)而言，均充意義不大。所以，路燈控制器一般不設(shè)均充，只有兩個階段。
c 浮充控制點電壓：一般是均充完畢后，蓄電池也被靜置一段時間，使其端電壓自然下落，當(dāng)下落至“維護電壓”點時，就進入浮充狀態(tài)，目前均采用PWM（既脈寬調(diào)制）方式，類似于“涓流充電”（即小電流充電），電池電壓一低就充上一點，一低就充上一點，一股一股地來，以免電池溫度持續(xù)升高，這對蓄電池來說是很有好處的，因為電池內(nèi)部溫度對充放電的影響很大。其實PWM方式主要是為了穩(wěn)定蓄電池端電壓而設(shè)計的，通過調(diào)節(jié)脈沖寬度來減小蓄電池充電電流。這是非?？茖W(xué)的充電管理制度。具體來說就是在充電后期、蓄電池的剩余電容量（SOC）》80%時，就必須減小充電電流，以防止因過充電而過多釋氣（氧氣、氫氣和酸氣）。
d 過放保護終止電壓：這比較好理解。蓄電池放電不能低于這個值，這是國標(biāo)的規(guī)定。蓄電池廠家雖然也有自己的保護參數(shù)（企標(biāo)或行標(biāo)），但最終還是要向國標(biāo)靠攏的。需要注意的是，為了安全起見，一般將12V電池過放保護點電壓人為加上0.3V作為溫度補償或控制電路的零點漂移校正，這樣12V電池的過放保護點電壓即為11.10V，那么24V系統(tǒng)的過放保護點電壓就為22.20V 。目前很多生產(chǎn)充放電控制器的廠家都采用22.2V（24V系統(tǒng)）標(biāo)準(zhǔn)。
3.3 太陽能草坪燈充放電控制器的設(shè)計
充電控制器作為光伏電池和鉛酸蓄電池的接口電路，一般都希望讓其工作在最大功率點，實現(xiàn)更高的效率，但是在實現(xiàn)最大功率點跟蹤（MPPT）的同時，還需要考慮進行蓄電池充電控制。目前常用的主電路拓撲主要有降壓型電路（Buck）變換器、升壓型電路（Boost）變換器、丘克電路（Cuk）變換器等。一般光伏電池輸出電壓波動較大，而Buck變換器或Boost變換器只能進行降壓或升壓變換，受此影響，光伏電池不能在大范圍內(nèi)完全工作于最大功率點，從而造成系統(tǒng)效率下降。同時，Buck變換器輸入電流紋波較大，如果輸入端不加一個儲能電容就會使系統(tǒng)工作在斷續(xù)狀態(tài)下，從而導(dǎo)致光伏電池輸出電流時斷時續(xù)，不能處于最佳工作狀態(tài)；而Boost變換器輸出電流紋波較大，用此電流對蓄電池進行充電，不利于蓄電池的使用壽命；Cuk變換器同時具有升壓和降壓功能，將Cuk變換器應(yīng)用于光伏系統(tǒng)充電控制器中，可以在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)最大功率點跟蹤，有利于系統(tǒng)效率的提高。因此，常選用Cuk變換器作為充電控制器的主電路，其系統(tǒng)拓撲如圖3-2所示。
Cuk變換器在負載電流連續(xù)的情況下，其電路的穩(wěn)態(tài)過程有：
1、開關(guān)管Vr導(dǎo)通期間
此期間開關(guān)管Vr導(dǎo)通，電容C2上的電壓使二極管D2反偏而截止，這時輸入電流iL2使Ll儲能；C2的放電電流iL2使L2儲能，并供電給負載，如圖3-3（a）所示。
2、開關(guān)管Vr截止期間此期間開關(guān)管Vr截止，二極管D2正偏而導(dǎo)通，電源和Ll的釋能電流iLl向C2充電，同時L2的釋能電流iL2以維持負載，如圖3.3（b）所示。因此，Vr截止期間C2充電，Vr導(dǎo)通期間C2向負載放電，C2起能量傳遞的作用。
3.4 太陽能草坪燈的電路原理
太陽能草坪燈的電路原理比較簡單。下面我們具體介紹一種簡單的太陽能草坪燈的電路原理。它的控制器就是采用升壓電路來實現(xiàn)的。
元器件選擇：BT1選用3.8V/80mA太陽能電池板，單晶硅為好，多晶硅次之；BT2選用兩節(jié)1.2V/600mA Ni-Cd電池，如需要增大發(fā)光度或延長時間，可相應(yīng)提高太陽能板及電池功率。VQ2、VQ3、VQ5的β在200左右，VQ4需β值大的晶體管。VD1盡量選管壓低的，如鍺管或肖特基二極管。LED可選用白、藍、綠色超高亮度散光或聚光。當(dāng)選用紅黃橙等低壓降LED時，電路需重新設(shè)定。R3、R5建議選用1%精度電阻；R4用亮阻10kΩ～20kΩ，暗阻1MΩ以上的光敏電阻。其他電阻可選用普通碳膜（1/4）W、（1/8）W電阻。L1用（1/4）W色電感，直流阻抗要小。
該電路的工作原理：白天有太陽光時，由BT1把光能轉(zhuǎn)換為電能，由VD1對BT2充電，由于有光照，光敏電阻呈低阻，VQ4 b極為低電平而截止。當(dāng)晚上無光照時光敏電阻呈高阻，VQ4導(dǎo)通，VQ2 b極為低電平也導(dǎo)通，由VQ3、VQ5、C2、R6、L1組成的DC升壓電路工作，LED得電發(fā)光。
DC升壓電路其核心就是一個互補管振蕩電路，其工作過程為：VQ2導(dǎo)通時電源通過L1、R6、VQ4向C2充電，由于C2兩端電壓不能突變，VQ3 b極為高電平，VQ3不導(dǎo)通，隨著C2的充電其壓降越來越高，VQ3 b極電位越來越低，當(dāng)?shù)椭罺Q3導(dǎo)通電壓時VQ3導(dǎo)通，VQ5相繼導(dǎo)通，C2通過VQ5 ce結(jié)、電源、VQ3 eb結(jié)（由于VQ2導(dǎo)通，我們假設(shè)其ec結(jié)短路，VQ3 e極直接電源正極）放電。
當(dāng)放完電后VQ3截止，VQ5截止，電源再次向C2充電，之后VQ3導(dǎo)通，VQ5導(dǎo)通，C2放電，如此反復(fù)，電路形成振蕩，在振蕩過程中，VQ5導(dǎo)通時電源經(jīng)L1和VQ5 ce結(jié)到地，電流經(jīng)L1儲能，VQ5截止時L1產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，和電源疊加后驅(qū)動LED，LED發(fā)光。本可以提高電池電壓直接驅(qū)動LED，以提高效率，但電池電壓提高，相應(yīng)的太陽能電池價格也大幅提高，只要電路元件設(shè)置合適，其效率還是可以接受的。當(dāng)白天充電不夠時（如遇上陰雨天等），BT2可能發(fā)生過放電，這樣會損壞電池，為此特加R5構(gòu)成過放保護：當(dāng)電池電壓降至2V時，由于R5的分壓使VQ4基極電位不足以使VQ4導(dǎo)通，從而保護電池。增加R5會影響VQ4的導(dǎo)通深度。
4 光源優(yōu)勢及選擇
目前多數(shù)草坪燈選用LED作為光源，LED壽命長，可以達到100000小時以上，工作電壓低，非常適合應(yīng)用在太陽能草坪燈上。特別是LED技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了其關(guān)鍵的突破，并且其特性在過去5年中有很大提高，其性能價格比也有較大的提高。另外，LED由低壓直流供電，其光源控制成本低，使調(diào)節(jié)明暗，頻繁開關(guān)都成為可能，并且不會對LED的性能產(chǎn)生不良影響。還可以方便地控制顏色，改變光的分布，產(chǎn)生動態(tài)幻景，所以它特別適用在太陽能草坪燈上。
但是LED有它許多固有的特性，使用時如果不注意就會造成不良后果。LED目前市場上銷售的發(fā)光效率僅能達到15lmW，只能達到三色基色高效節(jié)能燈1/3，三色基色高效節(jié)能燈的發(fā)光效率可以達到50－60lmW，從價格上看，目前生產(chǎn)每1m的成本：三色基色高效節(jié)能燈（含電子鎮(zhèn)流器）0.022元，2002年φ5mm白光LED價格為1.9－3.0元，目前生產(chǎn)每1m的成本價格相差懸殊。從使用壽命上看，三色基色高效節(jié)能燈（含電子鎮(zhèn)流器）的壽命可以達到6000h，LED可以達到100000h以上，從表面上看LED壽命是三色基色高節(jié)能燈（含電子鎮(zhèn)流器）的幾十倍，但是事實并非如此。目前太陽能草坪燈大多數(shù)采用超高亮白光LED，它在20mA下超高亮白光LED光通維持率達到初始強度50%的時間（壽命）不到10000h，復(fù)旦大學(xué)電光源所曾經(jīng)證明上述論點。這就是說，目前在許多情況下LED并非最好的太陽能草坪燈光源，除非它是低檔的使用年限僅1－2年的太陽能草坪燈，或者是1W以下的太陽能草坪燈。對于1W以上的太陽能草坪燈，最好使用三色基色高效節(jié)能燈。目前有一些太陽能草坪燈用30－40只超高亮白光LED，輸入功率2W以上，在這種情況下如果用三色基色高效節(jié)能燈，價格只有LED的1/10，光通量是原來的4倍，可喜的是現(xiàn)在已經(jīng)研制成功2－10W的低壓直流三色基色高效節(jié)能燈，壽命可以達到6000h。
根據(jù)上面分析，我們認為1W以下的小功率太陽能草坪燈，有調(diào)節(jié)明暗，頻繁開關(guān)的功能，一般應(yīng)該使用LED作為光源。但是在使用超高亮白光LED時特別要注意光通維持率問題，否則容易引起質(zhì)量事故。對于功率較大的太陽能草坪燈，目前使用三色基色高效節(jié)能燈比較合理。這里要強調(diào)的是，以上結(jié)論僅僅是目前的分析，當(dāng)LED技術(shù)水平提高以后，價格下降，以上結(jié)論需要調(diào)整。
5 遇到的問題
5.1 光敏傳感器
太陽能草坪燈需要光控開關(guān)，設(shè)計者往往會用光敏電阻來自動開關(guān)燈，實際上太陽能電池本身就是一個極好的光敏傳感器，用它做光敏開關(guān)，特性比光敏電阻好。對于僅僅使用一只1.2VNi－Cd電池的太陽能草坪燈來說，太陽能電池組件由四片太陽能電池串聯(lián)組成，電壓低，弱光下電壓更低，以至天沒有黑電壓已經(jīng)低于0.7V，造成光控開關(guān)失靈。在這種情況下，只要加一只晶體管直接耦合放大，即可解決問題。
5.2 按蓄電池電壓高低控制負載大小
太陽能草坪燈往往對連續(xù)陰雨可維持時間要求很高，這就增加系統(tǒng)成本。我們在連續(xù)陰雨蓄電池電壓降低時減少LED接入個數(shù)，或者減少太陽能草坪燈每天的發(fā)光時間，這樣就能減少系統(tǒng)成本。
5.3 太陽能電池封裝形式
目前太陽能電池的封裝形式主要有兩種，層壓和滴膠。層壓工藝可以保證太陽能電池工作壽命25年以上，滴膠雖然當(dāng)時美觀，但是太陽能電池工作壽命僅僅1－2年。因此，1W以下的小功率太陽能草坪燈，在沒有過高壽命要求的情況下，可以使用滴膠封裝形式，對于使用年限有規(guī)定的太陽能草坪燈，建議使用層壓的封裝形式。
5.4 閃爍變光
漸亮漸暗是節(jié)能的好辦法，它一方面可以增加太陽能草坪照射效果，另一方面可以通過改變閃爍占空比控制蓄電池平均輸出電流，延長系統(tǒng)工作時間，或者在同等條件下，可減小太陽能電池的功率，成本將大幅度下降。
5.5 三色基色高效節(jié)能燈的開關(guān)速度
這個問題非常重要，它甚至決定著太陽能草坪燈的使用壽命，三色基色高效節(jié)能燈啟動時有高達10－20倍的啟動電流，系統(tǒng)在承受這樣大的電流情況下可能電壓有大幅度下降，太陽能草坪燈無法啟動或者反復(fù)啟動，直至損壞。
5.6 升壓電路效率的提高及對LED燈的影響
小功率太陽能草坪燈一般都有升壓電路，如果采用振蕩電路，電感升壓。電感采用標(biāo)準(zhǔn)色碼電感器，標(biāo)準(zhǔn)色碼電感器中使用開放磁路，磁通損失大，所以電路效率低。如果采用閉合磁路制造電感升壓，如磁環(huán)，升壓電路效率將有很大提高。LED的特性接近穩(wěn)壓二極管 《http://www.ledgb.com》，工作電壓變化0.1V，工作電流可能變化20mA左右。為了安全，普通情況下使用串聯(lián)限流電阻，極大的能量損失顯然不適合太陽能草坪燈，并且LED亮度隨工作電壓變化，而且一定要自動限流，否則將損壞LED。一般LED的峰值電流50－100mA，反高能電池反接或者蓄電池空載，升壓電路峰值電壓過高時很可能超過這個極限，損壞LED。
9、太陽能穩(wěn)壓電源電路圖
10、多功能太陽能充電器電路
電路中R1為限流電阻，VD1、VD2為限壓二極管，其正向壓降為0.7 V。開關(guān)SB2的作用是當(dāng)沒有陽光時就斷開9防止充電電池逆向放電。當(dāng)陽光充足時，測量得光伏電池的充電電流一般為150～200 mA。計算充滿電的時間可按照下面這個公式：充電時間=電池容量×2/充電電流， 女口600 mAh×2/200 mA=6 h。多功能太陽能充電器電路：
11、太陽能控制電路
太陽能控制電路
如圖所示，雙運放LM358與R1、R2構(gòu)成兩個電壓比較器，參考電壓為VDD（+12V）的1／2。光敏電阻RT1、RT2與電位器RP1和光敏電阻RT3、RT4與電位器RP2分別構(gòu)成光敏傳感電路，該電路的特殊之處在于能根據(jù)環(huán)境光線的強弱進行自動補償。如下圖所示，將RT1和RT3安裝在垂直遮陽板的一側(cè)，RT4和RT2安裝在另一側(cè)。當(dāng)RT1、RT2、RT3和RT4同時受環(huán)境自然光線作用時，RP1和RP2的中心點電壓不變。如果只有RT1、RT3受太陽光照射，RT1的內(nèi)阻減小，LM358的3腳電位升高，1腳輸出高電平，三極管VT1飽和導(dǎo)通，繼電器K1導(dǎo)通，其轉(zhuǎn)換觸點3與觸點1閉合，同時RT3內(nèi)阻減小，LM358的5腳電位下降，K2不動作，其轉(zhuǎn)換觸點3與靜觸點2閉合，電機M正轉(zhuǎn)；同理，如果只有RT2、RT4受太陽光照射，繼電器K2導(dǎo)通，K1斷開，電機M反轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)到垂直遮陽板兩側(cè)面的光照度相同時，繼電器K1、K2都導(dǎo)通，電機M才停轉(zhuǎn)。在太陽不停地偏移過程中，垂直遮陽板兩側(cè)光照度的強弱不斷地交替變化，電機M轉(zhuǎn)-停、轉(zhuǎn)-停，使太陽能接收裝置始終面朝太陽。4只光敏電阻這樣交叉安排的優(yōu)點是：LM358的3腳電位升高時，5腳電位則降低，LM358的5腳電位升高時，3腳電位則降低，可使電機的正反轉(zhuǎn)工作既干脆又可靠?？芍苯佑冒惭b電路板的外殼兼作垂直遮陽板，避免將光敏電阻RT2、RT3引至蔽陰處的麻煩。使用該裝置，不必擔(dān)心第二天早晨它能否自動返回。早晨太陽升起時，垂直遮陽板兩側(cè)的光照度不可能正好相等，這樣，上述控制電路就會控制電機，從而驅(qū)動接收裝置向東旋轉(zhuǎn)，直至太陽能接收裝置對準(zhǔn)太陽為止。
12、太陽能電池并聯(lián)充電器電路圖
13、智能型太陽能充電電路
本文設(shè)計中采用16個光伏電池串聯(lián)，組成電壓約為1218V 的太陽能組件，通過采集較高多的光能，保證日照能夠使鋰電池完全充滿電。 供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計電路采用正激式拓撲結(jié)構(gòu)［ 1 ］ 。 具體電路如圖2所示。
圖2 智能型太陽能充電電路設(shè)計主電路
太陽能組件產(chǎn)生的電能，一路經(jīng)過開關(guān)變壓器T1 的122繞組加至開關(guān)管Q1 的集電極（ c） ，另一路經(jīng)過R1 為Q1 提供基極電壓。 當(dāng)基極（ b）的電壓為高電平時， Q1 開始導(dǎo)通，變壓器T1 的122繞組中產(chǎn)生1正2 負的電動勢，經(jīng)T1 耦合，在T1 的324繞組中產(chǎn)生3正4負的感應(yīng)電動勢，此電動勢經(jīng)R5 ， C2 疊加到Q1的基極（ b） ，使Q1 迅速飽和導(dǎo)通。 由于變壓器T1 的122間的電流不能突變，在此過程中會產(chǎn)生1負2正的電動勢。 變壓器T1 的324繞組中感應(yīng)出3負4正的電動勢，通過R5 ， C2 ，使Q1 迅速進入截止?fàn)顟B(tài)。 經(jīng)R1 對C2 的不斷充電， Q1 又開始導(dǎo)通，進入下一輪的開關(guān)振蕩狀態(tài)。 在導(dǎo)通期間， T1 變壓器的副邊繞組526，經(jīng)整流二極管D4 向外輸送能量。
穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管D0、三極管Q2 等元件組成。 當(dāng)負載減輕或太陽能組件輸出電壓升高時， A 點電壓上升。 當(dāng)該電壓大于511V 時， D0 擊穿， Q2 因b2e結(jié)正向偏置而迅速導(dǎo)通，使Q1 提前截止，從而使輸出電壓趨于下降；反之，則控制過程相反，從而使變壓器T1 副邊輸出電壓基本穩(wěn)定。 當(dāng)負載過重時， Q1 的c2e電流增大， R4 上的壓降也隨之增大。 當(dāng)該電壓大于017V 時， Q2 導(dǎo)通， Q1 截止，達到過流保護的目的。 為避免截止期間變壓器T1 的122 繞組感應(yīng)出的尖峰脈沖擊穿開關(guān)管Q1 ，并聯(lián)了尖峰脈沖吸收電路。
14、太陽能電池快速充電器電路圖
15、太陽能升壓與電池充電控制電路
介紹了太陽能升壓電路和充電控制電路的組成及工作原理，并研究了電路的性能，
16、太陽能收音機電路
太陽能收音機電路
太陽能是取之不盡，用之不竭的能源。將太陽能（或其它光能）直接轉(zhuǎn)換為電能的器件，被稱為太陽能電池。隨著人們節(jié)能和環(huán)保意識的不斷增強，太陽能電池正以能源豐富、無污染、壽命長、使用維護簡便和性能可靠等優(yōu)點，而越來越受到人們的喜愛。 動手制作一臺用太陽能電池供電的小型中波調(diào)幅收音機，是多么有趣而有愜意的事：白天在陽光下，晚上在燈光下，你都可以用它來收聽新聞廣播、學(xué)習(xí)外語。通過制作，你還可以掌握和了解有關(guān)太陽能電池的知識，拓寬視野，為將來人類進一步開發(fā)和利用太陽能打下基礎(chǔ)。
一、太陽能收音機電路工作原理
小型太陽能收音機的電路如圖1所示。它采用一只微型收音機專用集成電路A做高頻放大和檢波，后面用兩只三極管VT1、VT2作低頻放大和射極輸出，最后推動8Ω低阻耳塞機放音。
A（型號為YS414）是一種直接放大檢波式收音機專用集成電路，它采用TO-92型塑封包裝，其包裝形式與普通9014型塑封小功率晶體三極管完全相 同，外形和引腳排列如圖2（a）所示。各引腳功能：G腳為公共接地端，I腳為輸入端，O腳為輸出端。YS414型集成電路內(nèi)部由9只三極管、16只電阻器 和4個電容器組成，功能包括一級高阻輸入緩沖、三級高頻放大和一級檢波，其內(nèi)部電路框圖如圖2（b）所示。YS414集成電路具有輸入阻抗高、增益大、耗 電省、外圍元件少、電路無需調(diào)試等特點，非常適合用于制作微型簡易收音機。
當(dāng)有太陽強光（或燈光）照射到太陽能電池板BP上時，BP表面即發(fā)生光伏效應(yīng)，其兩端輸出一定功率的電能，供收音機電路工作。磁性天線L和可變電容器 C1組成調(diào)諧回路，這是一個并聯(lián)諧振電路，調(diào)節(jié)C1可改變諧振頻率，起到選擇所要接收電臺信號的作用。磁性天線L采用了中波專用磁棒，具有較高的靈敏度， 可不用外接天線，并且在接受電臺時有一定的方向性。由于A具有極高的輸入阻抗，所以調(diào)諧回路可直接接在A的輸入端I和通過C2入地，而不必象大多數(shù)收音機 那樣經(jīng)次級線圈耦合輸入。被送入A的電臺信號，經(jīng)A內(nèi)部電路進行多級高頻放大和檢波后，從其O腳輸出音頻電信號。R1是A的輸入級偏流電阻器，它通過A的 輸出負載電阻器R2接BP正極，可同時使A具有自動增益（AGC）控制能力。如果收音機接收到的信號較強，A的工作電流就會增加，在R2上的電壓降也隨之 增加，使得A的工作電壓下降，內(nèi)部電路增益亦下降，導(dǎo)致A輸出信號減小，這樣就完成了自動增益控制作用。R2偏大時，AGC控制作用太強，會使電路增益明 顯降低；R2偏小時，AGC控制作用太弱，會使電路產(chǎn)生自激嘯叫聲。C3為高頻旁路電容器，它能濾除檢波信號中所包含的不需要的高頻成分；C3選取合適的 容量，不僅可獲得良好的音質(zhì)，而且還可獲得較佳的自動增益控制特性。
由A的O腳輸出的音頻信號，通過耦合電容器C4送到電位器RP進 行音量調(diào)節(jié)，然后再通過耦合電容器C5送到VT1、VT2構(gòu)成的低頻放大電路進行功率放大，最后推動8Ω耳塞機放音。VT1構(gòu)成前置放大器，它對音頻信號 進行電壓放大；VT2構(gòu)成射極跟隨器，將插孔XS內(nèi)所接8Ω耳塞機的阻抗變換為VT2電流放大系數(shù)的β倍（即β×8Ω），以解決VT1所輸出的高阻抗不能 夠與8Ω耳塞機直接相匹配的問題；射極跟隨器同時具有電流放大作用，可使耳塞機聲音更為響亮。R3是VT1的直流偏置電阻器，由于VT2的基極直接與 VT1的集電極相連，所以調(diào)節(jié)R3阻值可同時調(diào)整VT1和VT2的工作點；R4為VT1的發(fā)射極電流負反饋電阻器，其作用是進一步穩(wěn)定VT1和VT2的工 作點。
二、太陽能收音機電路元器件選擇
BP采用尺寸約為35mm×10mm、開路電壓≥2V、短路電流≥8mA的成品太陽能電池 板。這種太陽能電池板采用單晶硅片工藝制作而成，光電轉(zhuǎn)換效率穩(wěn)定，已被廣泛應(yīng)用于計算器等弱電流電器中。太陽能電池板的功率輸出能力與其面積大小密切相 關(guān)，面積越大，在相同光照條件下的輸出功率也越大。太陽能電池板的優(yōu)劣主要由開路電壓和短路電流這兩項指標(biāo)來衡量。業(yè)余測試方法是：將太陽能電池板放在太 陽光直射的環(huán)境下，用萬用表測出兩端輸出電壓，即可認為是開路電壓；再將萬用表直接跨接在太陽能電池板兩端測出輸出電流，即認為是短路電流。
如果一時購買不到太陽能電池板，可用三塊尺寸為10mm×5mm、開路電壓0.5～0.6V、短路電流≥9mA的2CR32型硅光電池串聯(lián)后代替。這種 硅光電池的外形如圖3所示，它的受光面呈藍黑色，上面有幾條銀白色的柵線，引出兩根導(dǎo)線作為電池正極；背光面呈銀白色（鍍錫），引出兩根導(dǎo)線作為電池負 極。
A采用YS414型微型收音機專用集成電路。其主要特點：工作電壓低，在1.3～1.5V就能滿意正常工作；耗電省，無信號時工作電流僅為0.4mA左 右；工作頻帶寬，可達150～3000kHz；放大能力強，功率增益可達72dB，自動增益控制范圍可達20dB。跟YS414內(nèi)部電路和功能完全相同、 但生產(chǎn)廠家不同的這類集成電路還有：D7642、TA7642、CTC7642、YS7642、BS414、MK-484、2N414型等，它們都可以直 接互換使用。
晶體管VT1、VT2均用9014或3DG8型硅NPN小功率低噪三極管，要求VT1的電流放大系數(shù)β值在40～150之間、VT2的β值在20～60之間。
磁性天線L需自己繞制，具體方法：用φ0.15mm單股高強度漆包線，在φ5mm×35mm的中波磁棒上單層密繞82圈即可。繞制時注意，為使線圈不散 脫，應(yīng)用快干膠（或白蠟）將起始處和結(jié)束處粘固住。為調(diào)試方便，在繞制前最好用卡紙做一個線圈骨架，使做成的線圈能在磁棒上左右移動。
C1選用5～200PF超小型密封可變電容器；C2、C3和C6均用CT1型瓷介電容器；C4、C5均用CD11-10型電解電容器。R1～R5全部采 用RTX-1/8W型碳膜電阻器。RP選用WH15-1A型不帶開關(guān)的小型合成碳膜電位器。XS選用CKX2-3.5型（φ3.5mm口徑）耳塞式耳機常 用的兩芯插孔。耳機采用帶有CSX2-3.5型（φ3.5mm）兩芯插頭的8Ω低阻耳塞機。
17、太陽能蓄電池充電控制電路圖
18、太陽能供電板的電路圖
太陽能供電板的電路如圖1所示。由D1、BT構(gòu)成系統(tǒng)的太陽能充電電路。平時，只要達到一定光強，太陽能電池板便通過二極管D1為充電電池BT充電，直至飽和。除了太陽能充電方式外，我還設(shè)計了備用的外部直流電源充電接口以防不時之需。外部充電電路由R1、DS1、D2、BT構(gòu)成，R1選用功率為1W的電阻，當(dāng)R1為10歐姆的時候，最佳外部充電電壓為3-4伏，DS1為外部充電指示燈，它是利用電阻R1上的壓降來點亮的。后面的升壓電路是運用間歇振蕩器的快速關(guān)斷（截止）的特性而實現(xiàn)升壓的。S1為供電開關(guān)，當(dāng)S1閉合后升壓電路開始工作，太陽能供電板便可驅(qū)動負載，J1為輸出接口，DS2是輸出指示燈。
19、太陽能充電過量保護電路
20、全天候太陽能自動跟蹤控制器電路圖
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工商網(wǎng)監(jiān)
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