在国际动力缺少、环境污染日益严重的今日，怎么有效地运用清洁的太阳能正在成为各国可持续发展的动力战略。现在，大部分照明设备仍以传统动力来照明，所以充沛运用太阳能作为照明设备的动力供应，在节约动力、维护环境等方面具有重要意义。
为此，规划了具有太阳能供电功用的金卤灯操控器。该操控器既具有金卤灯电子镇流器功用，又具有太阳能充电器功用。该操控器作为电子镇流器，与传统镇流器比较，具有功率要素高，运转安稳，体积小等长处。作为具有太阳能供电功用的操控器，依据设定，操控器白日操控太阳能充电体系对12 V／100 Ah蓄电池充电，晚上使金卤灯作业。由于太阳能光伏板在自然环境下简单遭到雷击损坏，所以该操控器在规划时还统筹了防雷击的维护功用。
1 操控器全体结构
该操控器选用微型封装的C8051F920单片IC作为CPU，C8051F920作为一款高集成度(SoC)，高速度(100 MIPS)的IC，其具有如下特色：
(1)高功用集成模仿外设。数据收集时一般可以免除外部模仿部件和体系校准、多通道高速采样，有利于节电规划。一同也可以省去外部时钟器材。模仿信号布线已在片内完结，所以可简化PCB规划，改进体系的噪音功用。具有10位分辨率ADC，以及高精度的内部振荡器(1．5％)。
(2)外部通讯接口。可通过软件挑选UART，SM-Bus／12c，SPI之一作为串行通讯接口，具有特别串行接口USB 2．0，CAN 2．OB，16位和8位的复用和非复用并行数据总线。
(3)高功用数字I／O。具有计数器／定时器PCA模块，I／O可实时动态装备。
该操控器的硬件结构框图如图1所示。
太阳能光伏板接入光伏信号处理电路，光伏电压经PWM充电操控电路送到12 V蓄电池内。正常作业时，12 V蓄电池输出电压经高频平面变压器次级感应升压、整流后到全桥电路。一同12 V输出电压与电压改换电路相衔接，向操控器其他电路供电。
全桥驱动电路与焚烧电路、金卤灯相连。全桥驱动电路选用UBA2032芯片。当金卤灯产生短路时，全桥驱动短路可封闭全桥。键盘和显现人机接口可对焚烧时刻、方法、充电过压维护规模等进行设定。升压整流电路与开关操控电路相连，将输入12 V升压到60～120 V，供金卤灯作业。
MCU监控电路与PWM充电电路、电压改换电路、全桥驱动电路、键盘和显现人机接口相连，对12 V蓄电池的充放电、焚烧线圈、金卤灯的发动和安稳运转及电路维护进行操控。焚烧电路对升压后的负电压进行整流并与点灯线圈一同构成10～20 kV的点灯电压。信号检测和转化电路具有对12 V蓄电池的当时电压、电流、蓄电池充电电流、光伏信号处理电路的电压进行检测的功用。
2．1 太阳能充电体系
该充电体系包含光伏信号处理电路、PWM充电操控电路。图2为充电体系的结构示意图。
光伏信号处理电路包含防信号反接电路、光伏电压取样电路和雷击维护电路。其间，防信号反接电路可以阻挠光伏信号反接输入对操控器电路形成损坏。电压取样电路供给应C8051F920采样后的光伏电压信号。雷击维护电路可以防止将天空中闪电、雷击引进操控器而形成损坏。PWM充电操控电路将对蓄电池充电， MCU输出的PWM信号用于驱动大功率MOS管，操控充电电压的巨细，防止形成对蓄电池的损坏。
2．2 电子镇流器电路规划
升压整流电路包含反激式升压高频平面变压器和快康复整流二极管及维护电路。高频平面变压器初级衔接到电源的输入端和功率MOS管，次级衔接到整流二极管和维护电路。金卤灯发动时，次级供给400 V左右的直流电压，该电压经三倍压整流电路改换为1 200 V的直流电压。正常作业时，变压器的次级供给60～120 V直流电压。升压后的电压信号通过LM2902传送至C8051F920，以完成电压取样检测。
全桥驱动电路选用飞利浦公司推出的UBA2032高压单片%&&&&&%，UBA2032片内集成有电压稳压器、振荡器、输入信号推迟和桥路禁止电路、操控逻辑、高／低压电平移位器、高端左／右驱动器和低端左／右驱动器等单元电路。当金卤灯产生短路时，全桥驱动短路可封闭全桥，完成对金卤灯的维护。
键盘显现电路衔接到C8051F920的SPI接口上，可完成点灯时刻、方法、充电过压维护规模等的设定。ZLG7290是一种全新的、具有I2C总线的键盘和显现接口芯片，运用该芯片规划的键盘和显现电路，在设置完参数后，可以拔掉不必，简化了操控器硬件和软件规划。信号检测和转化电路将充电电流和点灯电流在取样电阻上转化成相应的电压，并扩大到适宜的规模给MCU的A／D输入端；另一方面，点灯电流信号的点灯电压信号经扩大比较电路衔接到开关操控电路，直接操控灯的开路和短路维护。
2．3 焚烧电路的规划
金卤灯的作业可分为三个阶段：电极开释自由电子，电子在外加电场中加快；自由电子的动能转化为气体原子的激起能；激起能转化为光能。
图3为金卤灯的伏安特性曲线。
由于金卤灯内充溢惰性气体，其击穿电压很高，一般要求到达20 kV左右，故要求焚烧电路可以供给足够高的电压。基于此，通过将变压器次级与图4所示的三倍压焚烧电路相连，可获得1 200 V的电压，再通过点灯线圈衔接至金卤灯后，可在金卤灯的南北极得到20 kV左右的点灯电压。
3 充电体系软件规划
软件选用模块化规划，其作业流程如图5所示。通过程序实时检测太阳能光伏板和蓄电池的电压巨细。白日向蓄电池充电时通过操控PWM充电电压的巨细，以防止由于充电电压太大而损坏蓄电池；晚上封闭充电电路，并检测蓄电池电压和点灯符号，只有当满意设定的点灯要求时才发动点灯程序。
4 结 语
介绍一种具有太阳能供电功用的金卤灯操控器的规划。通过选用C8051F920单片机完成了电子镇流器和太阳能充电的两层功用。在充沛了解金卤灯的作业特色后规划了操控器的各部分子电路。通过实验丈量，整机作业电流小于20 mA，大大地减小了操控器自身电能的耗费。该操控器在实时检测蓄电池的电量后操控太阳能充电体系的作业状况和灯的各个作业状况，可以使金卤灯牢靠安稳地运转，到达了规划要求。
