电源是电子设备的重要组成部分,是其工作的动力源。太阳能因其储量大、可再生、无污染等优点,受到了广泛关注,当前各个行业都将太阳能的开发利用作为新热点。将太阳能与电源结合开发,对一些边远地区和未通市电地区,无论是科学研究、数据监测、应急通信,还是生产生活,都具有重要作用。随着科学技术的发展,光伏电池板、蓄电池及元器件的成本越来越低,这为太阳能的高效、低成本和普遍利用提供了多种解决方案。同时,电子设备对电源的要求越来越高,模拟电源因其外部元件多、体积大、转换效率低等特性,已不能满足其要求,所以当前的电源主要都是利用微控制器控制的数字开关电源,其具有外部元件少、体积小、可编程、升级改造灵活等特点,受到广泛应用。本文研究设计一个基于太阳能供电的数控恒流源,可用于太阳能路灯、交通警示灯或未通市电地区在数据监测、科学研究等方面的应用。论文第一章主要介绍了开发利用太阳能的优点、模拟电源和数字电源的优缺点、电源并联均流技术的应用;第二章主要介绍论文涉及开关电源技术和光伏电池充电控制技术;第三章介绍了整个系统架构,完成硬件设计;第四章完成软件设计;第五章完成软件测试、硬件测试和结果分析。硬件设计分三部分:第一部分核心是设计一个太阳能充电控制器,其作用是将太阳能电池组件转换的电能存储在蓄电池中(充电过程),充电控制器具备最大功率跟踪(MPPT)及过压、过流和过放(欠压)保护等功能,充电控制主要通过微处理器输出一定占空比的PWM波控制场效应管的开关状态,为蓄电池充电;过压、过流、过放(欠压)等保护措施主要通过模数转换器、电流传感器、运算放大器等元器件采集光伏电池阵列输出电压、输出电流及蓄电池端电压、充电电流来实现,通过将采集值与设定值相比,如果采集值超过安全工作设定值,则通过软件采取相关保护措施。第二部分核心是设计一个数控恒流源,可通过键盘设置输出电流,恒流源利用运算放大器的闭环控制方式实现,DAC将预置电流值转换为模拟电压,该模拟电压作用于后端电路,实现恒流输出;电流传感器、ADC和运算放大器构成电压采集电路,采集恒流源的实际电流值,并显示在LCD上。第三部分核心是设计一个电源并联均流控制器,实现两路恒流电源平均分摊负载功率,达到扩流目的,满足大功率负载用电需求,且当负载或输入电压发生变化时,能自动调节,该部分主要通过ADC模块、运算放大器和电流传感器组成电流采集短路,采集负载总电流,将单路恒流源设定的电流值与负载总电流的1/2相比,若小于,则将恒流源输出值逐渐增大至负载总电流的1/2,若大于,则将恒流源输出值逐渐减小至负载总电流的1/2,如此往复,最终实现两路恒流源均摊负载功率。最后,利用EDA软件Candence 16.6进行仿真,采用6.5位分辨率数字万用表泰克DMM4050进行实际测试,通过对仿真测试和硬件测试结果分析可知,本系统较好地实现了预期功能。