因此,蓄电池的容量Bc计算公式为:

式中:A为安全系数,取1.1~1.4之间;
QL为负载日平均耗电量,为工作电流乘以日工作小时数;
NL为最长连续阴雨天数;
To为温度修正系数,一般在0℃以上取l,-10%以上取1.1,-10℃以下取1.2;
Cc为蓄电池放电深度,一般铅酸蓄电池取0.75,碱性镍镉蓄电池取0.85。
根据本系统要求,通过计算,选用12V8Ah普通铅酸蓄电池。
2.1.3 充电保护电路
太阳能充电保护电路由过充和过放保护两部分组成。
过充保护:当太阳能板给蓄电池充电,使蓄电池输出电压超过14.5V时,过充电路控制继电器使太阳能电池板停止充电。蓄电池输出电压回落到14V时,太阳能电池板重新给蓄电池充电。
过放保护:当蓄电池输出电压低于10.5V时,蓄电池停止向外电路供电。蓄电池电压超过10.5V时,重新向外电路供电。
充电保护电路由两个运算放大器组成,电路如图2所示。图2中Vi1、Vi2分别为蓄电池的输出电压,Vref为运算放大器的比较参考电压,其具体值根据不同的要求由用户设定。在实际设计过程中,要注意图2中反馈电阻的选取,反馈电阻越大,控制输出所对应的输入Vi回差值越小。

2.2 闪光灯控制电路
控制电路需要根据不同的要求进行不同的设计。对于闪光功能变化复杂的控制电路可使用MCU单片机进行控制,这样控制方便、简单、稳定。由于本系统设计只要求闪光灯定时闪烁,功能单一,故采用简单的纯硬件电路实现。电路组成如图3所示。

2.2.1 脉冲发生电路
此电路采用4047脉冲发生器,4047外部结构简单,性能稳定,而且静态功耗极低(静态实测值为0.5mA)。4047的输出信号作为分频电路的触发脉冲,其输出信号的频率由外接电容和电阻控制。
2.2.2 分频电路
此电路采用14位2进制计算器4020实现。由4047输出的脉冲信号作为4020的脉冲输入信号,使4020进行2进制计数,达到分频目的。其特点为具有14位分频输出,可以根据不同的设计要求进行不同的输出选择,且静态功耗为1mA。
2.2.3 单稳态触发电路
单稳态触发电路可以由简单的触发器组合而成,但是这样的电路设计稳定度不高,而且功耗比较大。为了避免上述不足,本系统采用集成芯片4538。4538为边沿触发型电路,可以根据输入信号的不同,设定为上升沿触发和下降沿触发。在本系统中,4020输出信号作为4538的输入脉冲,进行单稳态触发,其输出脉冲宽度由外接电容和电阻控制,输出脉冲周期由4020提供的输入脉冲的频率决定。最后,从4538输出端输出的信号作为LED灯的开关控制信号。
本部分设计的主要特点为充分采用中规模集成器件,达到稳定度高和静态功耗小的目的。
2.3 白光LED保护电路
2.3.1 白光LED简介
白光LED是最被看好的LED新兴产品,其在照明市场的发展潜力值得期待。与白炽钨丝灯泡及荧光灯相比,LED具有体积小(多颗、多种组合)、发热量低(没有热幅射)、耗电量小(低电压、低电流启动)、寿命长(1万小时以上)、反应速度快(可在高频操作)、环保(耐震、耐冲击不易破、废弃物可回收、没有污染)、可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点,没有白炽灯泡高耗电、易碎及日光灯废弃物含汞污染的问题等缺点,是被业界看好在未来lO年内,替代传统照明器具的一大潜力商品。