式中Ui為太陽能光伏電池輸出電壓；D為PWM脈沖占空比；f為開關頻率；k為k=△I／2Io；△I為紋波電流；Io為負載上的輸出電流。

　　允許的紋波電流△I越小，即k越小，電感L越大，電流紋波越小，可以選擇較小的濾波電容；反之，電感L較小，但電容較大。一般選取k=0.05～0.1。

　　將電感值確定以后，實際電感器的設計必須符合相關電氣標準、系統(tǒng)尺寸和安裝方式等限制。許多磁性元件供應商均提供各種型號的標準產品，可滿足絕大多數的設計標準要求。

　　Buck電路為實現最大功率技術的主電路，采用C8051F330單片機進行控制，采用有效的算法通過軟件編程由單片機輸出不同占空比的PWM信號，經由U4，U5處理，如圖3所示，驅動開關管Q1的導通與關斷。由于單片機C8051F330的驅動電流太小，且Buck電路中MOS管與主電路不共地，故采用隔離作用的B1215LS和輸出電流為0.5 A的高速光電耦合的MOS門驅動FOD3181，滿足MOS管工作的要求。

　　1.2 單片機控制電路

　　控制板采用C8051F330作為主控制器，該MCU具有高速、微型封裝、低功耗、工業(yè)級等特點；同時還具有多通道10位AD轉換器、PWM輸出等豐富的片上資源。

　　C8051F330(如圖4所示)的P0.2為太陽能光伏陣列的電壓采樣信號輸入，P0.3為蓄電池電壓采樣值的輸入，P0.5為主電路中電流信號采樣值的輸入，P1.6為溫度傳感器值的輸入，P0.6為8位PWM信號輸出，P0.4輸出控制負載的接入及過流時對電路的關斷，P1.0～P1.4接撥碼開關，為路燈設置定時，其定時長短由撥碼開關的狀態(tài)決定，四位撥碼開關共24=16個狀態(tài)，分別可定時1～16個小時。

　　2 電 源

　　目前太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要為了節(jié)能，采用綠色能源而不接入市電，或者用于網電未涉及的地域，所以整個系統(tǒng)的工作需要太陽能電池板所產生的電能量經轉換或處理后的電源的支持，在本課題中欲采用+3.3 V和12 V電源，以支持控制芯片和集成運算放大電路或晶體管的工作。12 V電源主要是給系統(tǒng)電路中的三極管等元件的正常工作提供能量，由于采用了凌陽C8051F330單片機進行控制，故系統(tǒng)需要提供+3.3 V的電源。

　　3 軟件設計

　　整個系統(tǒng)的控制流程如圖5所示。

　　路燈的接人以太陽能板的電壓為依據，當采樣電壓<3 V時，太陽光已暗，接入路燈，開始定時，定時時間值由撥碼開關設置。同時停止MPPT，以減小夜間的能量損耗。當定時時間到后，斷開路燈。在整個系統(tǒng)工作過程中，單片機始終采集蓄電池的端電壓，路燈是否接入以及接入后，一旦發(fā)生蓄電池過放現象，單片機P0.4引腳輸出高電平，斷開路燈，保護蓄電池。待蓄電池通過充電電壓升高后，如滿足接人條件，再接人路燈。在本設計中，加入了最大功率跟蹤技術，使輸入功率提高了20％。由于蓄電池的容量遠大于太陽能光伏陣列的充電能力，蓄電池充電時未采用防過充措施。

　　4 結 語

　　經實際運行表明，該控制系統(tǒng)具有電路結構簡單、工作穩(wěn)定可靠、實用性強等優(yōu)點，較好地將太陽能光伏技術與路燈控制技術結合起來，并實現了智能控制。