太陽(yáng)能電圍欄電源的研制

摘要：介紹一種已投入使用的太陽(yáng)能電圍欄電源的設計思想，該電源保護電路完善、體積小、重量輕、效率高。

關(guān)鍵詞：電源；太陽(yáng)電池；電圍欄

1 引言

隨著(zhù)人們對生態(tài)平衡認識的深入，野生動(dòng)物的保護日益受到越來(lái)越多的人的重視。但在進(jìn)行野生動(dòng)物的保護過(guò)程中，人和動(dòng)物爭食日益成為最突出的矛盾，如何保護莊稼不受野生動(dòng)物破壞而又不傷害野生動(dòng)物呢？太陽(yáng)能電圍欄也許是最佳的選擇。最近，我們研制了一臺果園太陽(yáng)能電源，除了具有夜間照明作用外，還具有防盜、防野生動(dòng)物破壞的作用，經(jīng)現場(chǎng)試用，效果很好。

2 太陽(yáng)能電圍欄電源的基本方案

太陽(yáng)能電圍欄電源電路工作原理框圖如圖1所示，該電源主要由太陽(yáng)電池組件、充放電控制器、蓄電池、高壓脈沖發(fā)生器和圍欄線(xiàn)組成。太陽(yáng)電池在太陽(yáng)光照下輸出電能，通過(guò)充放電控制器對蓄電池進(jìn)行充電和放電控制，高壓脈沖發(fā)生器將低壓直流電逆變成5000V左右的高壓脈沖輸出到圍欄線(xiàn)上，當動(dòng)物碰著(zhù)圍欄線(xiàn)時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生電擊使動(dòng)物從心理上產(chǎn)生條件反射，看到圍欄線(xiàn)時(shí)就會(huì )害怕，并遠離圍欄線(xiàn)，從而達到保護農作物或者圈養牲畜的作用。

圖1 太陽(yáng)能電圍欄電源電路工作原理框圖

3 太陽(yáng)能電圍欄電源的設計要點(diǎn)

3．1 太陽(yáng)能供電部分的設計

根據當地的月平均日輻射總量及負載大小，通過(guò)計算機程序設計，確定太陽(yáng)電池的功率為65W,蓄電池的容量為12V，100Ah。

根據當地的氣象條件，太陽(yáng)電池組件選用36片125mm×125mm多晶硅太陽(yáng)電池封裝的組件^[1]。

蓄電池選用12V，100Ah的適于太陽(yáng)能發(fā)電用的免維護鉛酸蓄電池。

充放電控制器具有過(guò)充電保護、過(guò)放電保護、防反充電、防反接等功能，以確保系統長(cháng)期可靠地工作，具體指標如下^[2]：

低電壓斷開(kāi)點(diǎn) 10.8V

恢復供電電壓 12.3V

過(guò)充電斷開(kāi)點(diǎn) 14.3V

恢復充電電壓 13.6V

溫度補償系數 －3.5mV/℃

3．2 高壓脈沖部分的設計

以UC3526PWM芯片為核心進(jìn)行驅動(dòng)部分的設計，UC3526的兩路輸出分別接到推挽部分的主開(kāi)關(guān)器件上，通過(guò)變壓器升壓后，輸出5000V左右的高壓脈沖，高壓脈沖的寬度由裝在該電源外殼上的電位器調節。

3．2．1 高壓脈沖部分的主要要求

1）高壓脈沖電壓為5000V左右，但電流小，不連續，對人、畜及動(dòng)物無(wú)致命傷害。

2）脈沖寬度可調節，以盡量減小工作時(shí)的能耗，又能達到目的。

3．2．2 脈寬調制電路的選擇及原理

電圍欄的輸出脈沖并不需要高的頻率，在考慮達到要求的條件下，盡量選用低的頻率和較窄的脈寬，以減小電能的消耗。

UC3526是一款高性能的單片集成脈寬調制型開(kāi)關(guān)穩壓器控制電路，它采用18腳雙列直插封裝。雙端互補驅動(dòng)級可輸出直流100mA電流。并可提供外同步、軟啟動(dòng)，欠壓鎖定，死區調節^[3]。與其它集成脈寬調制器相比，它能穩定地輸出低至1Hz左右的脈沖。各引腳功能如下,其原理框圖如圖2所示。

圖2 UC3526原理框圖