太阳能控制器是太阳能路灯系统中的核心部分，设计了一种基于Atmega48单片机的太阳能路灯控制器。该控制器采用PWM脉冲调制控制技术通过对蓄电池电压、充电电流等参数进行检测，控制开关管的关断，来实现充放电控制和保护功能。测试表明，该控制器运行稳定、可靠性高、性价比高，具有良好的市场前景。
作为一种新兴的绿色能源，太阳能具有取之不尽、用之不竭、清洁安全的特点，是理想的可再生能源。而太阳能光伏发电技术作为太阳能利用的一个重要组成部分，被认为是目前最具发展潜力的一种发电技术。太阳能光伏发电系统的研究对于缓解能源危机，减少环境污染和温室效应具有重要的意义。
太阳能路灯就是典型的太阳能光伏发电应用产品之一，它是以太阳能作为电能供给，用来提供夜间道路照明。因为不需要消耗电网电能、不需要架设输电线路或挖沟铺设电缆，不污染环境、安全可靠，因而在公共照明及亮化装饰领域有着广阔的前景。
1 太阳能路灯系统的结构
太阳能路灯系统由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池组、灯具等部分组成。若需输出电源为交流220 V或110 V，还需要配置逆变器。太阳能路灯系统结构如图1所示。
太阳能路灯系统是利用太阳能电池的光生伏特效应原理，白天太阳能电池吸收太阳能光子能量产生一定的电动势，通过控制器对蓄电池进行充电，将光能转换为电能贮存起来，蓄电池充电到一定程度时，控制器内的自动保护系统动作，切断充电电源。到夜晚或路灯周围光照度较低时，蓄电池通过控制器给照明灯供电。当蓄电池所储存的电能放完时，控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器控制着蓄电池的供电，到设定的时间后切断，保证蓄电池的正常使用。整个系统还具有限荷保护和防雷装置，以保护系统设备的过负载运行及免遭雷击，保证系统设备的安全。
在太阳能路灯系统中，太阳能控制器是整个路灯系统中的核心部件，它控制着整个系统使其合理稳定地运行，它的性能在一定程度上决定了整个路灯系统的性能好坏。控制器的主要功能对蓄电池的充放电进行控制，防止蓄电池过充电及深度充电。在温差较大的地方，控制器还应具备温度补偿功能。
2 太阳能路灯控制器整体设计方案
太阳能路灯控制器采用一键式轻触开关，来完成所有操作及设置。要求控制器具有短路、过载、独特的防反接保护，充满、过放自动关断、恢复等全功能保护措施，详细的充电指示、蓄电池状态、负载及各种故障指示。控制器需要通过单片机对蓄电池的电压、放电电流、环境温度等涉及蓄电池容量的参数进行采样，采用高效PWM蓄电池的充电模式，保证蓄电池工作在最佳的状态，从而延长蓄电池的使用寿命。
太阳能路灯控制器结构框图如图2所示，该控制器以单片机作为核心，外接晶振电路、太阳能电池电压采集电路、蓄电池电压采集电路、充放电控制电路、过压过流保护电路、温度检测电路、数码管显示电路、功能指示电路等组成。
太阳能电池电压采样模块完成太阳电池电压的采样；蓄电池电压采样模块完成蓄电池电压的采样；输出驱动模块提供POWER MOSFET的驱动电压以及保护技术；数码管显示模块完成数码管显示功能，确定系统输出的状态；晶振电路模块提供单片机的时钟频率；温度检测模块主要由电阻传感器来实现；功能指示电路用发光二极管指示当前的功能。
3 控制器硬件电路设计
3．1 单片机控制模块
Atmega48是基于AVR RISC、高性能、低功耗的8位AVR微处理器，片内含256B的可反复擦写的只读程序内存(PEROM)，512B的静态存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，但由于其采用了小引脚封装，所以其价格仅与低档单片机相当。而工作电压可以低至1．8 V，极低功耗，在正常模式、1 MHz、1．8 V的条件下电流仅为300 μA，而且内置10位ADC，其参考电压1．1 V。单片机控制电路如图3所示。
根据图3所示，PD6接J6键，该键用于设置状态的识别及参数设置，当PD6=1时，若按键按下则单片机进行参数设置，并根据程序流程，分别实现不同功能。若PD6=0或PD6=1且无按键按下时则不进行参设设置和功能调节。
按键的功能：按下开关设置按钮持续5s，模式(MODE)显示数字LED闪烁，松开按钮，每按一次转换一个数字，等到LED数字不闪烁即完成设置。每按一次按钮，LED数字点亮，可观察到设置的值。根据设定值，控制器的工作模式见表1，具体如下：
纯光控模式(0)：当没有阳光时，光强降到启动点，控制器延时10 min确认启动信号后，开通负载，负载开始工作；当有阳光时，光强升到启动点，控制器延时10 min确认关闭输出信号后关闭输出，负载停止工作。
光控+延时方式(1～5)：当负载工作到设定的时间就关闭负载，时间设定见下表。
通用控制器方式(6)：此方式仅取消光控、时控功能、输出延时以及相关的功能，保留其他所有功能，作为一般的通用控制器使用(即通过按键控制负载的输出或关闭)。
调试方式(7)：用于系统调试使用，与纯光控模式相同，只取消了判断光信号控制输出的10 min延时，保留其它所有功能。无光信号即接通负载，有光信号即关断负载，方便安装调试时检查系统安装的正确性。
