CN119789258A - 一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，包括电路板，电路板内设有省电模块，电路板包括光伏板、对接头、电阻R6、电阻R14、三极管Q3、电阻R15、电容C11、二极管D8、电阻R5、电阻R7、芯片U4、电容C2、电阻R4、电阻R3、芯片U3、二极管D9、芯片U1、电容C8、电池包正极、电阻R1、电阻R2、二极管D3、电感L1、电解电容器E1、电容C1、芯片U2、电容C3、LED灯板和电解电容器E2，光伏板的一端与对接头的一端连接，对接头的另一端与二极管D4的一端连接，本发明该低功率耗电且自动上电的电路结构无需人为干预断电与通电，该电路板自动上电，检测光伏信号，自动关机适合太阳能灯具电池供电的灯，实用性高。

Description

一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构

技术领域

本发明涉及太阳能灯具电路技术领域，具体为一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构。

背景技术

太阳能灯具利用太阳能发电，不需要使用传统的煤、油或其他化石燃料，因此不会产生二氧化碳和其他有害物质，符合环保要求，同时，它不消耗电网电能，能够大大减少电费支出，太阳能灯具不需要电源线路，只需在阳光可以照射到的地方安装，因此安装非常方便，用户不需要担心电线遮挡的问题，此外，太阳能灯具没有机械部件需要维护，只需定期清洁和检查电池状态即可，太阳能灯具一般可以使用五年以上，不需要经常更换电池和维护，因此更加经济实用，太阳能灯具的运行维护成本低廉，除了阴雨天需要转换为市电供电产生小部分电费外，运行成本几乎为零，整个系统均为自动控制，无需人为干预。

太阳能灯具以LiFePO4，磷酸铁锂电池为储能介质，白天以太阳能光伏板为能量对电池包进行充电储能，黑夜以电池里的电放电进行自动开启亮灯；充电或放电都是由太阳能控制器进行MPPT或PWM控制，控制器会搭载一个功能性模块，2.4G蓝牙通信或雷达微波感应，红外人体感应等一些功能模块，这些模块组合在一起时静态耗电存在0.2-0.5W，以一个25.6V30AH＝768WH的电池以0.2W静态耗电待机时间：768WH/0.2W＝3840H＝160天；

但是，传统的太阳能灯具电路存在以下缺点：

经过长期海上或陆地运输后到客户手上时电池包里的电基本上亏电，灯具已经不能亮灯测试了，客户到手的体验变差；行业通常的做法是太阳能控制板通过一个引线引到外面开关来进行断电与开电或通过磁性开关来进行断电与通电，二者是需要通过人为干预进行断电与通电操作，让太阳能控制器工作，引线方式的断电与通电具体的操作为人为剪掉红线让电路处于断开，工作时人为将短接；磁性开关的断电与通电具体操作为人为拆开磁铁，让电路上电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，以解决上述背景技术中提出的经过长期海上或陆地运输后到客户手上时电池包里的电基本上亏电，灯具已经不能亮灯测试了，客户到手的体验变差；行业通常的做法是太阳能控制板通过一个引线引到外面开关来进行断电与开电或通过磁性开关来进行断电与通电，二者是需要通过人为干预进行断电与通电操作，让太阳能控制器工作，引线方式的断电与通电具体的操作为人为剪掉红线让电路处于断开，工作时人为将短接；磁性开关的断电与通电具体操作为人为拆开磁铁，让电路上电的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，包括电路板，所述电路板内设有省电模块，所述电路板包括光伏板、对接头、电阻R6、电阻R14、三极管Q3、电阻R15、电容C11、二极管D8、电阻R5、电阻R7、芯片U4、电容C2、电阻R4、电阻R3、芯片U3、二极管D9、芯片U1、电容C8、电池包正极、电阻R1、电阻R2、二极管D3、电感L1、电解电容器E1、电容C1、芯片U2、电容C3、LED灯板和电解电容器E2，所述光伏板的一端与对接头的一端连接，所述对接头的另一端与二极管D4的一端连接，所述二极管D4的另一端与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端分别与电阻R15的一端和三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极分别与电容C11的一端和二极管D8的一端连接，所述二极管D8的另一端与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R7的一端和芯片U4的4端脚连接，所述电阻R5与芯片U4的4端脚连接处与电容C2的一端连接，所述电阻R7的另一端与芯片U4的5端脚连接，所述芯片U4的3端脚与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端和芯片U3的14端脚连接，所述芯片U3的12端脚与二极管D9的一端连接，所述二极管D9的另一端与芯片U1的4端脚连接，所述芯片U3的9端脚与电容C8的一端连接，所述芯片U1的1端脚与电池包正装的一端连接，所述芯片U1的3端脚分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述芯片U1的2端脚分别与二极管D3的一端和电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与电阻R2的另一端和电解电容器E1的一端连接，所述电感L1与电解电容器E1的连接处与电容C1的一端和芯片U2的2端脚连接，所述芯片U2的3端脚分别与电容C3的一端和电解电容器E2的一端连接，所述芯片U4的6端脚和芯片U4的7端脚均与LED灯板正对的一侧连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述省电模块包括三极管Q3、二极管D8、二极管D9和电阻R5，所述三极管Q3的集电极与二极管D8的一端连接，所述二极管D8的另一端分别与二极管D9的一端与电阻R5的一端连接，所述三极管Q3的发射极接地。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电阻R15的另一端、三极管Q3的发射极、电容C11的另一端、光伏板的另一端、电容C2的另一端、电阻R3的另一端、电容C8的另一端、芯片U3的7端脚、芯片U1的5端脚、芯片U1的6端脚、芯片U1的7端脚、芯片U1的8端脚、芯片U1的9端脚、芯片U1的10端脚、二极管D3的另一端、电解电容器E1的另一端、电容C1的另一端、芯片U2的1端脚、电容C3的另一端、芯片U4的0端脚和电解电容器E2的另一端均接地。

作为本发明的一种优选技术方案，所述二极管D8与电容C11的连接处开设有太阳能检测口和自动上电控制口。

作为本发明的一种优选技术方案，所述芯片U2的3端脚分别连接有外挂模块和蓝牙模块，所述蓝牙模块包括芯片U8、电阻R85、电阻R84、测试点T40、测试点T42、二极管D3、二极管D4、电容C31、电容C13、电容C14、电容C2、电阻R43、电阻R16、电容C18、电容C29、电容C28、电容C55和电容C25，所述芯片U8的30端脚与电阻R85的一端连接，所述芯片U8的29端脚与电阻R84的一端连接，所述芯片U8的25端脚与测试点T42的一端连接，所述芯片U8的24端脚与测试点T40的一端连接，所述测试点T42的另一端、测试点T40的另一端和芯片U8的20端脚均与电容C31的一端连接，所述芯片U8的19端脚分别与电阻R43的一端、电容C14的一端、电容C2的一端和电阻R16的一端连接，所述电阻R43的另一端与电容C13的一端连接，所述芯片U8的10端脚与电容C25的一端连接，所述芯片U8的8端脚分别与电容C28的一端和电容C29的一端连接，所述芯片U8的端脚与电容C18的一端连接，所述电容C31的另一端、芯片U8的22端脚、电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C2的另一端、电容C28的另一端、电容C29的另一端和电容C18的另一端均接地。

作为本发明的一种优选技术方案，所述芯片U3的18端脚连接有2.4G无线通信模块，所述2.4G无线通信模块包括继电器J1、电阻R1、电阻R2、压力开关PB1、电容C1、电阻R3、电容C3和电容C2，所述继电器J1的10端脚分别与电阻R2的一端和电容C1的一端连接，所述电阻R2与电容C1的连接与压力开关PB1的一端连接，所述继电器J1的6端脚与电阻R3的一端连接，所述继电器J1的1端脚分别与电容C3的一端和电容C2的一端连接，所述继电器J1的19端脚与电阻R1的一端连接，所述继电器J1的15端脚，继电器J1的13端脚、压力开关PB1的另一端、电容C1的另一端、电阻R3的另一端、继电器J1的2端脚、电容C3的另一端、电容C2的另一端均接地。

作为本发明的一种优选技术方案，所述芯片U3的17端脚连接有IR遥控制模块，所述IR遥控制模块包括红外发射器和电阻R10，所述红外发射器的1端脚与电阻R10的一端连接，所述红外发射器的端脚接地。

作为本发明的一种优选技术方案，所述芯片U3的16端脚连接有雷达模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该低功率耗电且自动上电的电路结构无需人为干预断电与通电，该电路板自动上电，检测光伏信号，自动关机适合太阳能灯具电池供电的灯，实用性高。

附图说明

图1为本发明电路板的电路图；

图2为本发明省电模块的电路图；

图3为本发明蓝牙模块的电路图；

图4为本发明2.4G无线通信模块的电路图；

图5为本发明IR遥控制模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供了一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，包括电路板，电路板内设有省电模块，电路板包括光伏板、对接头、电阻R6、电阻R14、三极管Q3、电阻R15、电容C11、二极管D8、电阻R5、电阻R7、芯片U4、电容C2、电阻R4、电阻R3、芯片U3、二极管D9、芯片U1、电容C8、电池包正极、电阻R1、电阻R2、二极管D3、电感L1、电解电容器E1、电容C1、芯片U2、电容C3、LED灯板和电解电容器E2，光伏板的一端与对接头的一端连接，对接头的另一端与二极管D4的一端连接，二极管D4的另一端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端分别与电阻R15的一端和三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极分别与电容C11的一端和二极管D8的一端连接，二极管D8的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端分别与电阻R7的一端和芯片U4的4端脚连接，电阻R5与芯片U4的4端脚连接处与电容C2的一端连接，电阻R7的另一端与芯片U4的5端脚连接，芯片U4的3端脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端和芯片U3的14端脚连接，芯片U3的12端脚与二极管D9的一端连接，二极管D9的另一端与芯片U1的4端脚连接，芯片U3的9端脚与电容C8的一端连接，芯片U1的1端脚与电池包正装的一端连接，芯片U1的3端脚分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，芯片U1的2端脚分别与二极管D3的一端和电感L1的一端连接，电感L1的另一端分别与电阻R2的另一端和电解电容器E1的一端连接，电感L1与电解电容器E1的连接处与电容C1的一端和芯片U2的2端脚连接，芯片U2的3端脚分别与电容C3的一端和电解电容器E2的一端连接，芯片U4的6端脚和芯片U4的7端脚均与LED灯板正对的一侧连接。

省电模块包括三极管Q3、二极管D8、二极管D9和电阻R5，三极管Q3的集电极与二极管D8的一端连接，二极管D8的另一端分别与二极管D9的一端与电阻R5的一端连接，三极管Q3的发射极接地。

电阻R15的另一端、三极管Q3的发射极、电容C11的另一端、光伏板的另一端、电容C2的另一端、电阻R3的另一端、电容C8的另一端、芯片U3的7端脚、芯片U1的5端脚、芯片U1的6端脚、芯片U1的7端脚、芯片U1的8端脚、芯片U1的9端脚、芯片U1的10端脚、二极管D3的另一端、电解电容器E1的另一端、电容C1的另一端、芯片U2的1端脚、电容C3的另一端、芯片U4的0端脚和电解电容器E2的另一端均接地。

二极管D8与电容C11的连接处开设有太阳能检测口和自动上电控制口。

芯片U2的3端脚分别连接有外挂模块和蓝牙模块，蓝牙模块包括芯片U8、电阻R85、电阻R84、测试点T40、测试点T42、二极管D3、二极管D4、电容C31、电容C13、电容C14、电容C2、电阻R43、电阻R16、电容C18、电容C29、电容C28、电容C55和电容C25，芯片U8的30端脚与电阻R85的一端连接，芯片U8的29端脚与电阻R84的一端连接，芯片U8的25端脚与测试点T42的一端连接，芯片U8的24端脚与测试点T40的一端连接，测试点T42的另一端、测试点T40的另一端和芯片U8的20端脚均与电容C31的一端连接，芯片U8的19端脚分别与电阻R43的一端、电容C14的一端、电容C2的一端和电阻R16的一端连接，电阻R43的另一端与电容C13的一端连接，芯片U8的10端脚与电容C25的一端连接，芯片U8的8端脚分别与电容C28的一端和电容C29的一端连接，芯片U8的端脚与电容C18的一端连接，电容C31的另一端、芯片U8的22端脚、电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C2的另一端、电容C28的另一端、电容C29的另一端和电容C18的另一端均接地。

芯片U3的18端脚连接有2.4G无线通信模块，2.4G无线通信模块包括继电器J1、电阻R1、电阻R2、压力开关PB1、电容C1、电阻R3、电容C3和电容C2，继电器J1的10端脚分别与电阻R2的一端和电容C1的一端连接，电阻R2与电容C1的连接与压力开关PB1的一端连接，继电器J1的6端脚与电阻R3的一端连接，继电器J1的1端脚分别与电容C3的一端和电容C2的一端连接，继电器J1的19端脚与电阻R1的一端连接，继电器J1的15端脚，继电器J1的13端脚、压力开关PB1的另一端、电容C1的另一端、电阻R3的另一端、继电器J1的2端脚、电容C3的另一端、电容C2的另一端均接地。

芯片U3的17端脚连接有IR遥控制模块，IR遥控制模块包括红外发射器和电阻R10，红外发射器的1端脚与电阻R10的一端连接，红外发射器的端脚接地。

芯片U3的16端脚连接有雷达模块。

本发明中，电路主要IC组成：芯片U1-XL7005ASOP8DC-DC转换IC将电池包25.6V转为5.0V经过芯片U2--ME6233SOT89-3LDO将5.0V转为3.3V供给芯片U3--N76E003TSSOP20MCU，2.4G无线通信模块、MW雷达感应模块；芯片U4为上海南麟LN4524SOP8大电流同步恒流驱动IC；由芯片U4的IC第1脚接入电池包25.6V正极经过内部LDO第4脚内部产生一个4.7V高电平A点(经过电阻R5电阻给芯片U1第4脚EN提供高电平关机信号D点)；当C点，E点与B点的电平为低电平时D点的电平为高电平；整个电路只有芯片U4，芯片U1处于待机工作中，电流大约为350uA左右；芯片U2、芯片U3或外挂功能模块都不工作，整个电路工作电流<900uA；当E点接入光伏板产生一个高电平时，B点的电压为低电平，D点的电压是低电平，芯片U1的EN也为低电平，芯片U1开机工作产生一个5V电压给芯片U2，芯片U2产生一个3.3V电压给芯片U3，2.4G无线通信，雷达感应功能模块工作；当芯片U3运行程序致C点的一个低电平后，不管E、B点任一电平时，D点的都是低电平，整个电路正常工作从而实现自动上电功能；如果当芯片U3收到关机信号，C点为高电平时，光伏板不接入时E点为低电平，B点为高电平，从而D点为高电平时芯片U1关机，致芯片U2-芯片U3或外挂模块断电状态，从而实现低功耗状态；此时整个电路工作电流<900uA0.02W状态；同样上例的以一个25.6V30AH＝768WH的电池以0.02W静态耗电待机时间：768WH/0.02W＝38400H＝1600天；待机天数增加了10倍待机天数；经过1年长期海上或陆地运输后到客户手上时电池包里的电还有592WH电量；A,B,C,D,E电平逻辑，功耗关系图：0---低电平1---高电平X---任电平：

A点	E点	B点	C点	D点	功能模块	电路工作状态
							1	0	1	1	1	0	低功耗0.02W
1	0	1	0	0	1	静功耗0.2W
							1	1	0	X	0	1	自上电0.2W

只要控制D点的电平就实现控制整个电路的工作状态；由二极管D4、电阻R6、电阻R14、三极管Q3、二极管D8控制D点的电压组成一个自动上电触发整个电路工作省去人为打开开关或磁力开关的动作从而实现自动上电的功能；由二极管D9、芯片U3、功能模块控制D点的电压，组成一个关机的功能，实现一个在静功耗0.2W变成一个低功耗0.02W的过程，适合长途运输；关键点：二极管D9、二极管D8、三极管Q3、电阻R5及辅助元件以极低成本实现一个(不限二极管D9一个，任加一个二极管实现一个开、关信号)。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，包括电路板，其特征在于：所述电路板内设有省电模块，所述电路板包括光伏板、对接头、电阻R6、电阻R14、三极管Q3、电阻R15、电容C11、二极管D8、电阻R5、电阻R7、芯片U4、电容C2、电阻R4、电阻R3、芯片U3、二极管D9、芯片U1、电容C8、电池包正极、电阻R1、电阻R2、二极管D3、电感L1、电解电容器E1、电容C1、芯片U2、电容C3、LED灯板和电解电容器E2，所述光伏板的一端与对接头的一端连接，所述对接头的另一端与二极管D4的一端连接，所述二极管D4的另一端与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端分别与电阻R15的一端和三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的集电极分别与电容C11的一端和二极管D8的一端连接，所述二极管D8的另一端与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端分别与电阻R7的一端和芯片U4的4端脚连接，所述电阻R5与芯片U4的4端脚连接处与电容C2的一端连接，所述电阻R7的另一端与芯片U4的5端脚连接，所述芯片U4的3端脚与电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端分别与电阻R3的一端和芯片U3的14端脚连接，所述芯片U3的12端脚与二极管D9的一端连接，所述二极管D9的另一端与芯片U1的4端脚连接，所述芯片U3的9端脚与电容C8的一端连接，所述芯片U1的1端脚与电池包正装的一端连接，所述芯片U1的3端脚分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，所述芯片U1的2端脚分别与二极管D3的一端和电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与电阻R2的另一端和电解电容器E1的一端连接，所述电感L1与电解电容器E1的连接处与电容C1的一端和芯片U2的2端脚连接，所述芯片U2的3端脚分别与电容C3的一端和电解电容器E2的一端连接，所述芯片U4的6端脚和芯片U4的7端脚均与LED灯板正对的一侧连接。

2.根据权利要求1所述的一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，其特征在于：所述省电模块包括三极管Q3、二极管D8、二极管D9和电阻R5，所述三极管Q3的集电极与二极管D8的一端连接，所述二极管D8的另一端分别与二极管D9的一端与电阻R5的一端连接，所述三极管Q3的发射极接地。

3.根据权利要求1所述的一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，其特征在于：所述电阻R15的另一端、三极管Q3的发射极、电容C11的另一端、光伏板的另一端、电容C2的另一端、电阻R3的另一端、电容C8的另一端、芯片U3的7端脚、芯片U1的5端脚、芯片U1的6端脚、芯片U1的7端脚、芯片U1的8端脚、芯片U1的9端脚、芯片U1的10端脚、二极管D3的另一端、电解电容器E1的另一端、电容C1的另一端、芯片U2的1端脚、电容C3的另一端、芯片U4的0端脚和电解电容器E2的另一端均接地。

4.根据权利要求1所述的一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，其特征在于：所述二极管D8与电容C11的连接处开设有太阳能检测口和自动上电控制口。

5.根据权利要求1所述的一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，其特征在于：所述芯片U2的3端脚分别连接有外挂模块和蓝牙模块，所述蓝牙模块包括芯片U8、电阻R85、电阻R84、测试点T40、测试点T42、二极管D3、二极管D4、电容C31、电容C13、电容C14、电容C2、电阻R43、电阻R16、电容C18、电容C29、电容C28、电容C55和电容C25，所述芯片U8的30端脚与电阻R85的一端连接，所述芯片U8的29端脚与电阻R84的一端连接，所述芯片U8的25端脚与测试点T42的一端连接，所述芯片U8的24端脚与测试点T40的一端连接，所述测试点T42的另一端、测试点T40的另一端和芯片U8的20端脚均与电容C31的一端连接，所述芯片U8的19端脚分别与电阻R43的一端、电容C14的一端、电容C2的一端和电阻R16的一端连接，所述电阻R43的另一端与电容C13的一端连接，所述芯片U8的10端脚与电容C25的一端连接，所述芯片U8的8端脚分别与电容C28的一端和电容C29的一端连接，所述芯片U8的端脚与电容C18的一端连接，所述电容C31的另一端、芯片U8的22端脚、电容C13的另一端、电容C14的另一端、电容C2的另一端、电容C28的另一端、电容C29的另一端和电容C18的另一端均接地。

6.根据权利要求1所述的一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，其特征在于：所述芯片U3的18端脚连接有2.4G无线通信模块，所述2.4G无线通信模块包括继电器J1、电阻R1、电阻R2、压力开关PB1、电容C1、电阻R3、电容C3和电容C2，所述继电器J1的10端脚分别与电阻R2的一端和电容C1的一端连接，所述电阻R2与电容C1的连接与压力开关PB1的一端连接，所述继电器J1的6端脚与电阻R3的一端连接，所述继电器J1的1端脚分别与电容C3的一端和电容C2的一端连接，所述继电器J1的19端脚与电阻R1的一端连接，所述继电器J1的15端脚，继电器J1的13端脚、压力开关PB1的另一端、电容C1的另一端、电阻R3的另一端、继电器J1的2端脚、电容C3的另一端、电容C2的另一端均接地。

7.根据权利要求1所述的一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，其特征在于：所述芯片U3的17端脚连接有IR遥控制模块，所述IR遥控制模块包括红外发射器和电阻R10，所述红外发射器的1端脚与电阻R10的一端连接，所述红外发射器的端脚接地。

8.根据权利要求1所述的一种增加太阳能灯具待机天数且能自动上电的电路结构，其特征在于：所述芯片U3的16端脚连接有雷达模块。