4 硬件电路原理
4．1 充电主回路工作原理
    图2为充电主回路原理图。J1为太阳能电池板接入端J10是12 V的蓄电池引出端。系统主控单片机工作于5．0 V电压下，控制电路工作无12．0V，由蓄电池提供(直接从J10引出)。J1接入太阳能电池板，整个主回路必须通过MOSFETV1→L1→VDI(2545)→F1(RF30)→J10→R14→接地形成充电回路，而该充电核心就是控制V1，由R11，VQ3(8050)，R7，R3以及电路IRF9540构成的电路是实现MOSFET V1控制的关键。

    在NPN三极管的基极通过R11与PWM相连接，而该PWM波则通过SPCE061A主控板输出控制信号。当PWM输出为低电平时，NPN三极管VQ3的主回路处于截止状态，由此判断，MOSFET处于截止状态，太阳能电池板与蓄电池的充电回路等价于开路状态；当PWM输出为高电平时，VQ3导通，太阳能电池板正极→R3→R7→VQ3→接地形成回路，由于R3的分压作用，使得MOSFET导通，充电主回路导通，蓄电池处于充电状态。
    整个电路控制的核心是PWM波对MOSFET导通截止的控制，该设计采用三段式充电方法，主控板SPCE061A具备PWM输出功能，保证本系统实现三段式充电算法，从而有效保护蓄电池。
4．2 硬件保护电路工作原理
    过载保护是通过采集充放电电路的状态值(主回路的电流)实现的，当充放电电路出现异常时，不妨设放电电流较大时，则电路通过主回路使I＿DET的电位减小。图2中，由B+→+F1→J10→I_DET→R14→接地的主回路看出，I_IDE实际接近地电位，在分析充电过程中，可近似等效为地电位。
    图3为过载保护电路，由VDD→R30→R35→地，可以算出IC1B(LM358A)的同向端为0．15 V；而由R24和R25构成的反馈闭环回路则使得等式(Vo－V＿)/R25=(V_-0)/R24成立，进而可得等式：Vo=(V_R25)/R24+V-，由于运放处于深度负反馈状态，则有V_=V+=0．15 V。I_DET的电位变化经IC1B后放大，即电位变正则在放大后电位更高，如果是负向变化(如放电)，则电位向负向变化更明显．最终输出的是电位变化较大的I_AD信号。

    I_AD信号通过IC1A开环电压比较器，与基准电压V_REF(1．4V)进行比较，在未过充时，I_AD信号的输出电位应为2．107 5 V，高于IC1A同向端的基准电压1．4 V，则电路输出为低，即地电位。此时，该状态不会对由VQ1、VQ2、VQ5、VQ6所组成的控制回路产生影响，即由R21和VD9所形成的支路等价于断开。
    如果是过放情况，主回路的电流增加，I_DET的电位减小→IC1B的输出I_AD电位更低(小于比较器的基准电压V_REF)→比较器输出的电位由低变为高(INT1为高电平)。此时，VQ2和VQ6(是控制回路另一路)在INT1高电平的作用下，经VD9(或VD5)→VQ6(或VQ2)→地，而VQ2和VQ6的集电极均通过电阻与电源正极相连，因此，VQ2和VQ6无条件强制导通，V1_Driver，V2_Driver被强制拉至低电平，照明输出负载将被强制关断，这样就避免过放电(即负载短路)。