自 20 世纪 30 年代来，人类使用的还是煤油灯，后来才渐渐被白炽灯，节能 灯取代。进入 21 世纪后，以 LED 为灯源的台灯则会成为台灯行业的领导者。在 如今的台灯行业中，太阳能台灯占有重要地位。而太阳能台灯通过太阳能电池板 充电，需要时打开开关就可用于照明。现在的太阳能台灯所使用的有光伏电池和 蓄电池，而光伏电池一般寿命都很长，所以只有提高蓄电池的质量才能提高整体 的质量。

1。3  本论文主要研究内容

目前的太阳能台灯都是直流输电，以 ATmega128 单片机作为主控器件，光 源使用 LED 光源，用单晶硅太阳能电池，选取合适的锂电池，并利用单片机控 制显示部分，组成一个完整的太阳能台灯照明系统。

主要研究的工作包括：

(1) 介绍太阳能台灯主要组成的工作原理和特点；

(2) 介绍各部分的硬件电路；

(3) 完成显示日历、时间、星期和温度，并可以通过按键调节；

(4) 完成闹钟报警电路；

(5) 能熟悉并掌握 Proteus 仿真软件的流程并进行系统测试；

2 太阳能台灯设计

2。1  太阳能台灯简介

太阳能台灯是以太阳光为能源，在阳光充足的白天进行充电，再在需要的时 候使用，不但绿色无污染，而且也不会有接头线占空间繁琐的问题，可随意摆放。 太阳能台灯是通过太阳能电池在阳光下充电，将光能转化成化学能贮存在蓄电池 中[8]，使用时化学能转化成电能给灯供电。当晚上或者有时光线较暗的地方时， 只要打开开关就能提供照明的台灯。

2。2  太阳能台灯设计方案

2。2。1 设计思路

1。电池板采用 10V 的太阳能电池板，作为充放电控制电路的输入端，为系统 提供大约 10V 的直流稳定电源电压，电压经过充电控制电路(DC/DC 转换电路)， 将电压降至 3。7V 为锂电池充电。

2。考虑到阴雨天时光线较暗无法用太阳能充电时，也可以用 220V 交流电对 电池的充电。

3。采用 12 个 2V，20mA 的 LED 灯混联，锂电池采用 3。7V 的锂电池，可对

LED 供应长达 3-5 小时的照明时间。

4。利用 DS18B20 温度检测芯片来检测环境温度，DS1302 产生日历， 在 LCD1602 的第一行显示出日历，时间，第二行显示温度，恒流驱动部分可以用 PWM 调光技术实现调光。

2。2。2 系统概述

所设计的太阳能台灯照明系统包括太阳能电池板，控制器，锂电池，LED 照明电路，显示屏，时钟电路，温度传感器，按键电路和报警提示电路。太阳能 电池板主要用于收集太阳能光并转化成电能；充电控制器主要是一些转换电路， 例如降压电路；充放电保护电路主要用于保护锂电池，防止过充或过放时锂电池 的非正常运行；锂电池则是台灯的主要电源，选用主要是它的绿色环保、寿命长；

LED 照明电路是用于驱动 LED 照明，提供光照；时钟电路用于产生日历，星期和 当前时间；温度传感器用于测量周围环境温度；按键电路主要是用于设置时钟、 闹钟和灯光调节；显示屏采用的是 LCD1602，用于显示时钟电路和温度的数值。

太阳能台灯系统设计方案如图 2-1 所示：

图 2-1 太阳能台灯系统

2。3 各主要电路组成说明

2。3。1  充放电保护电路

正常情况下，白天有太阳光照射时，电路正常工作，处于充电状态。太阳能 板吸收光能并向锂电池充电，但必须考虑到锂电池的容量问题，避免出现事故， 加入过充电保护电路，放电控制也类似，只要电压低于放电所需要的电压时，同 样需要过放电保护电路。单节锂离子电池保护电路如图 2-2 所示，它主要由两个 MOSFET 和专用保护 IC 构成[9]。专用保护 IC 即本文设计所需要的保护芯片，主 要功能是电池电压、放电电流的监控，并且两个 MOSFET 的栅极都由这个 IC 控 制，而一个 MOSFET 实现充电的控制功能，另一个实现放电的控制功能。在图