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用系統。這里的開關K1和K3為充電開關，K3為放電開關，它們均屬于太陽能控制中心的一部分。圖中開關的開合由控制電路根據系統的充放電狀態來決定。當蓄電池充滿電時斷開充電開關，需要充電時閉合充電開關；當蓄電池放電時閉合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，就是上表中的數值，當充電時蓄電池端電壓高于這些保護值時，應停止直充。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，當下落到“恢復電壓”值時，會進入均充狀態。為什么要設計均充？就是當直充完畢之后，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，時間設定太長反而有害。對配備一塊兩塊蓄電池的小型系統而言，均充意義不大。所以，路燈控制器一般不設均充，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，當下落至“維護電壓”點時，就進入浮充狀態，目前均采用PWM（既脈寬調制）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，以免電池溫度持續升高，這對蓄電池來說是很有好處的，因為電池內部溫度對充放電的影響很大。其實PWM方式主要是為了穩定蓄電池端電壓而設計的，通過調節脈沖寬度來減小蓄電池充電電流。這是非常科學的充電管理制度。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，這是國標的規定。蓄電池廠家雖然也有自己的保護參數（企標或行標），但最終還是要向國標靠攏的。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系統的過放保護點電壓就為22.20V 。目前很多生產充放電控制器的廠家都采用22.2V（24V系統）標準。