P87LPC767 使用P1.7（Fzs）和P1.6（PWM）作為兩個MOSFET 的柵極控制信號。以S1 的控制為例，當P1.6 輸出高電平時，MOS 管S1 導通，S1 柵極驅動信號vgs1被拉低，S1截止。如圖6 所示。由于MOSFET的柵極驅動電壓不能超過20 V，因此當P1.6 輸出為低電平時，V5 截止，蓄電池電壓經R9和R13分壓后產生S1的驅動信號。S1 和S2 在主回路中的連接方法可解決其驅動共地問題。

圖6 MOSFET的驅動電路

　　圖6 MOSFET的驅動電路，控制器還配置了蓄電池放電容量指示燈，如圖7所示。4 個發光二極管分別對應蓄電池容量的100%、75%、50%和25%。P87LPC767 測量蓄電池端電壓后，根據其數值決定4 個發光二極管的亮滅情況。需要指出的是，當蓄電池充電時，其端電壓與容量沒有直接關系，發光二極管的指示沒有實際意義，只有當蓄電池放電時，其端電壓可以在一定程度上反映電池容量。

圖7 蓄電池容量指示驅動電路

　　4 結語

　　提供了一套24 V/5 A 太陽能控制器電路，其成本低廉且性能穩定，具備廣泛推廣的價值。

　摘要：介紹了太陽能電池的基本原理和伏安特性，提供了一套24V/5 A太陽能控制器的電路。該電路將太陽能電池陣列與蓄電池直接耦合，采用低功耗的單片機P87LPC767 作為控制電路的核心，實時測量蓄電池的端電壓，通過脈寬調制控制太陽能電池陣列的充電電壓，并通過功率管控制蓄電池與負載的通斷，實現對蓄電池的放電保護。

　　0 引言

　　能源是人類社會存在和發展的重要物質基礎。目前的世界能源以煤炭、石油和天然氣等化石能源為主體。而化石能源是不可再生的資源，并且在生產和消費過程中產生大量污染物，破壞生態環境。

　　通過太陽能電池將資源無限、清潔干凈的太陽輻射能轉化為電能的太陽能光伏發電，是新能源和可再生能源家族中的重要成員之一。

　　1 太陽能電池的基本原理及伏安特性

　　當物體受到光照時，物體內的電荷分布狀態發生變化而產生電動勢和電流，這種現象稱為光生伏打效應。該效應在液態和固態物質中都會發生。但只有在固體中，尤其是在半導體中，才會有較高的轉換效率。

　　太陽能電池是一種利用光生伏打效應把光能轉換為電能的器件，當太陽光照射到半導體P-N結時，就會在P-N 結兩邊產生電壓，使P-N 結短路，從而產生電流。這個電流隨著光強度的加大而增大，當接受的光強度達到一定數量時，就可以將太陽能電池看成恒流電源。

　　對于太陽能電池方陣而言，應按照用戶的要求、負載的用電量及技術條件確定太陽能電池組件的串并聯數。串聯數由太陽能電池方陣的工作電壓決定，應考慮蓄電池的均浮充電壓、線路損耗以及溫度變化對太陽能電池的影響。蓄電池的容量決定其最大充電電流，該數值再結合負載電流，可決定太陽能電池并聯數。

　　太陽能電池的輸出特性圖如圖1所示，太陽能電池的輸出伏安特性曲線是進行系統分析的最重要的技術數據之一。從圖1 中可以看出，太陽能電池的伏安特性具有強烈的非線性。

圖1 太陽能電池輸出特性

　　在光伏系統中，負載的匹配特性決定了系統的工作特性和太陽電池的有效利用率。要想在太陽電池供電系統中得到最大功率，必須跟蹤日照強度和環境溫度條件，不斷改變其負載阻抗的大小，從而達到陣列與負載的最佳匹配，該方法被稱為最大功率點跟蹤淵MPPT冤法。

　　2 小功率太陽能控制器

　　圖2 為小功率太陽能控制器電路結構圖，蓄電池和太陽能電池陣列直接耦合， 當白天有陽光時，太陽能電池陣列向蓄電池充電，當夜晚或陰天陽光不足時，蓄電池放電，保證負載不停電。

圖2 小功率太陽能控制器電路結構

　　對于小功率太陽能控制器而言，為節約成本，常用的控制方式為恒定電壓跟蹤淵CVT冤法，即通過合理選擇太陽電池的串并聯數，使陣列在最大功率點附近的運行電壓近似于蓄電池的端電壓，即可獲得蓄電池和太陽電池方陣之間的電壓最佳匹配。