1 引言
隨著人們對生態平衡認識的深入，野生動物的保護日益受到越來越多的人的重視。但在進行野生動物的保護過程中，人和動物爭食日益成為最突出的矛盾，如何保護莊稼不受野生動物破壞而又不傷害野生動物呢？太陽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能電源，除了具有夜間照明作用外，還具有防盜、防野生動物破壞的作用，經現場試用，效果很好。
2 太陽能電圍欄電源的基本方案
太陽能電圍欄電源電路工作原理框圖如圖1所示，該電源主要由太陽電池組件、充放電控制器、蓄電池、高壓脈沖發生器和圍欄線組成。太陽電池在太陽光照下輸出電能，通過充放電控制器對蓄電池進行充電和放電控制，高壓脈沖發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上，當動物碰著圍欄線時，就會產生電擊使動物從心理上產生條件反射，看到圍欄線時就會害怕，并遠離圍欄線，從而達到保護農作物或者圈養牲畜的作用。
圖1 太陽能電圍欄電源電路工作原理框圖
3 太陽能電圍欄電源的設計要點
3．1 太陽能供電部分的設計
根據當地的月平均日輻射總量及負載大小，通過計算機程序設計，確定太陽電池的功率為65W,蓄電池的容量為12V，100Ah。
根據當地的氣象條件，太陽電池組件選用36片125mm×125mm多晶硅太陽電池封裝的組件[1]。
蓄電池選用12V，100Ah的適于太陽能發電用的免維護鉛酸蓄電池。
充放電控制器具有過充電保護、過放電保護、防反充電、防反接等功能，以確保系統長期可靠地工作，具體指標如下[2]：
低電壓斷開點 10.8V
恢復供電電壓 12.3V
過充電斷開點 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芯片為核心進行驅動部分的設計，UC3526的兩路輸出分別接到推挽部分的主開關器件上，通過變壓器升壓后，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、畜及動物無致命傷害。
2）脈沖寬度可調節，以盡量減小工作時的能耗，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關穩壓器控制電路，它采用18腳雙列直插封裝。雙端互補驅動級可輸出直流100mA電流。并可提供外同步、軟啟動，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
1誤差放大器同相端 2誤差放大器反相端
3誤差放大器補償 4軟起動電容
5復位 6電流限制感應正端
7電流限制感應負端 8輸出關斷端
9定時電阻 10定時電容
11死區調節 12外同步信號輸入端
13輸出驅動A 14輸出級電源正極
15公共地 16輸出驅動B
17電源正極 18基準輸出端
3．2．3 高壓脈沖發生器工作原理
圖3示出了高壓脈沖發生器的原理圖。輸出頻率設定為1Hz，占空比的大小根據實際使用效果可隨時通過R1來調節，來自充放電控制器的欠壓信號通過D1接到輸出關斷端8腳，來自充放電控制器的過壓信號通過D2也接到輸出關斷端8腳。圖中R5為限流保護電租，當高壓脈沖發生器過流時，R5上的采樣信號通過三極管送至UC3526的補償端3腳，達到限流保護的目的。
圖3 高壓脈沖發生器原理圖
4 結語
該裝置投入運行后，經過近半年的現場檢驗，證明運行穩定可靠，實際效果也非常好，不但達到了保護果品不受動物的破壞，而且也為果園提供了生活照明用電。