CN207802467U - 一种集成智能开关功能的太阳能应用芯片及其应用电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种集成智能开关功能的太阳能应用芯片及其应用电路。太阳能应用芯片内部包括P型晶体管、N型晶体管、第一比较器、第二比较器、第一计时器、第二计时器、定时器、计数器、逻辑电路、第一锁存器、第二锁存器以及驱动器。芯片外围电路包括太阳能板、电感、输出LED灯及负载电阻。本实用新型有效地解决了在太阳能应用时LED灯开启与关断的问题，仅需要通过信号检测方式便解决了应用时LED灯开启与关断的问题，从而有效解决了生产与应用时LED开启与关断的问题。

Description

一种集成智能开关功能的太阳能应用芯片及其应用电路

技术领域

本实用新型属于照明电路技术领域，涉及一种具有智能开关功能的太阳能应用芯片及其应用电路。

背景技术

随着经济的发展，资源丰富、免费使用又无需运输的，且对环境无任何污染的可再生资源太阳能越来越受到人们的青睐，尤其是公园、广场、户外广告灯等户外照明，其使用太阳能补充能源及控制方式越来越多，这样能充分利用当前的可持续能源，同时也大大节省了传统能源的消耗，降低污染的排放。

在太阳能LED照明应用时，白天时太阳能板借助太阳能进行充电，夜晚供电电源放电，维持LED的照明。在实际使用过程中，当对太阳能板进行光照后，当转化后的电压大于内部电压后，太阳能功能模块将输出关断，仅进行充电应用；当太阳能板不再接收到光照后，随着转化的电压逐渐降低，当小于内部设定电压后，供电电源开始供电，输出开启。

在实际使用太阳能LED照明应用时，由于考虑到成本与防水特性，客户普遍节省了供电电源与应用电路间的开关，这样便提供了上电即工作的特性，但当人为的想关断输出LED时常常需要加入一个开关，这就在实际应用中带来了极大的不变。尤其在一些应用中，为了美观及防止人为的干扰，常常把开关放置在灯具内，这就使得关断输出LED复杂化。此时，智能化关断开启LED灯变得越来越重要。

如图1与图2所示是太阳能应用芯片开关接法的工作原理示意图，其提供了两种外部开关控制输出LED开启与关断的方案，图1为控制电源供电，图2为控制与地连接，均可以实现LED开关的作用。但在使用过程中一方面要在PCB板中添加开关器件，增加了外围应用的复杂度，另一方面则在于太阳能应用过程中的情景，其开关常常做在灯内，需要将灯卸下进行关断，无形中增加了难度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种能够有效地解决在太阳能应用时LED灯关断问题的具有智能开关功能的太阳能应用芯片及其应用电路，解决了生产与应用时LED开启与关断的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的解决方案是：

其一，本实用新型提出一种集成智能开关功能的太阳能应用芯片，芯片内部包括P型晶体管、N型晶体管、第一比较器、第二比较器、第一计时器、第二计时器、定时器、计数器、逻辑电路、第一锁存器、第二锁存器以及驱动器；芯片外部至少包括SOL、BAT、LX以及GND引脚；所述P型晶体管的源/漏极接所述SOL引脚、所述第一比较器的一个输入端及所述第二比较器的一个输入端，所述P型晶体管的漏/源极接所述BAT引脚及所述第一比较器的另一个输入端，所述P型晶体管的栅极接所述第一比较器的输出端、所述计数器的输入端及所述第二计时器的输入端，所述第二计时器的输出端接所述计数器的重置端，所述计数器的输出端接所述第二锁存器的输入端，所述第二锁存器的输出端接所述驱动器的一个输入端；所述第二比较器的另一个输入端接供电电压，所述第二比较器的输出端接第一计时器的输入端，所述第一计时器的输出端接所述逻辑电路的一个输入端，所述定时器接所述逻辑电路的另一个输入端，所述逻辑电路的输出端接第一锁存器的输入端，所述第一锁存器的输出端接所述驱动器的另一个输入端；所述驱动器的输出端接所述N型晶体管的栅极，所述N型晶体管的源/漏极接所述GND引脚，所述N型晶体管的漏/源极接所述LX引脚。

其二，本实用新型提出一种基于上述集成智能开关功能的太阳能应用芯片的应用电路，包括芯片及其外围电路，所述外围电路包括太阳能板、电感、输出LED灯及负载电阻；所述太阳能板的阴极接地，所述太阳能板的阳极接芯片的SOL引脚，芯片的BAT引脚接所述电感的一端及所述负载电阻的一端，所述电感的另一端、所述输出LED灯的阳极接芯片的LX引脚，所述输出LED灯的阴极、所述负载电阻的另一端及芯片的GND引脚接地；所述输出LED灯为单色LED灯串或是由多种颜色LED组成的LED灯串。

由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型具有智能开关功能的太阳能应用芯片及其应用电路提供了一种能够有效解决在使用太阳能应用时输出LED智能开启与关断的方案。一方面检测脉冲的次数，通过外部给太阳能应用模块脉冲信号，检测其次数从而达到关断与开启输出LED的功能。当太阳能板接收光照时默认其信号为逻辑电平“1”，当太阳能板被遮住即没有光照时其信号为逻辑电平“0”，当连续检测到N次(三次、四次或五次)逻辑电平“1”、“0”后，通过内部逻辑控制关断输出LED。只需要通过对太阳能板进行连续遮光便可智能的关断输出LED。同时当需要对该输出LED开启时，同样连续N次对太阳能板进行连续遮光便可智能的解锁输出LED。同时还可以将逻辑电平置反来实现即当太阳能板接收光照时默认其信号为逻辑电平为“0”，当太阳能板被遮住即没有光照时其信号为逻辑电平为“1”。另一方面检测脉冲的时间，由于在太阳能正常应用时常常为长时间接收光信号或长时间没有光信号，为了达到不受外接条件干扰而实现输出LED的开关，电路内部设定检测连续信号，当太阳能板接收光照时默认其信号为逻辑电平“0”，当太阳能板被遮住即没有光照时其信号为逻辑电平“1”，在具体实施时电路内部先录入逻辑电平“0”，当人为的遮住太阳能板时电路内部录入逻辑电平“1”，同时电路内部开始记录时间，当再次检测到逻辑电平“0”时，此时与固定时间T进行比较，若两者时间相同，此时输出LED关断，若录入时间不足或者录入时间超过时间T时，输出LED不发生变化，且电路内部重新开始检测逻辑电平“0”，这就防止了外界干扰及正常太阳能应用所造成的影响。本实用新型仅需要通过信号检测方式便解决了应用时LED灯开启与关断的问题，从而很好地解决了生产与应用时LED开启与关断的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是太阳能应用芯片开关接法之一的工作原理示意图。

图2是太阳能应用芯片开关接法之二的工作原理示意图。

图3是本实用新型的芯片及其应用电路的具体工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图3所示是本实用新型的集成智能开关功能的太阳能应用芯片一种电路实现方法。芯片内部包括晶体管MP、晶体管MN、比较器CMPA、比较器CMPB、计时器Time1、计时器Time2、定时器T、计数器COUNT、逻辑电路Logic、锁存器Latch1、锁存器Latch2以及驱动器Driver；芯片外部至少包括SOL、BAT、LX以及GND引脚。

其具体连接方式为：晶体管MP的源/漏极接SOL引脚、比较器CMPA的一个输入端及比较器CMPB的一个输入端，晶体管MP的漏/源极接BAT引脚及比较器CMPA的另一个输入端，晶体管MP的栅极接比较器CMPA的输出端、计数器COUNT的输入端及计时器Time2的输入端，计时器Time2的输出端接计数器COUNT的重置端，计数器COUNT的输出端接锁存器Latch2的输入端，所述锁存器Latch2的输出端接驱动器Driver的一个输入端；比较器CMPB的另一个输入端接供电电压BAT，比较器CMPB的输出端接计时器Time1的输入端，计时器Time1的输出端接逻辑电路Logic的一个输入端，定时器T接逻辑电路Logic的另一个输入端，逻辑电路Logic的输出端接锁存器Latch1的输入端，锁存器Latch1的输出端接驱动器Driver的另一个输入端；驱动器Driver的输出端接晶体管MN的栅极，晶体管MN的源/漏极接GND引脚，晶体管MN的漏/源极接LX引脚。此电路实现时计数和计时时间按实际需求设计，本电路只是提出一种解决方案，且不止限于该方案。

图3同时示出了基于上述集成智能开关功能的太阳能应用芯片的一种具体应用电路的工作原理示意图，外围电路包括太阳能板Solar、电感L、输出LED灯及负载电阻。

其具体连接方式为：太阳能板Solar的阴极接地，太阳能板Solar的阳极接芯片的SOL引脚，芯片的BAT引脚接电感L的一端及负载电阻的一端，电感L的另一端、输出LED灯的阳极接芯片的LX引脚，输出LED灯的阴极、负载电阻的另一端及芯片的GND引脚接地。输出LED灯为单色LED灯串或是由多种颜色LED组成的LED灯串。

其工作原理为：当太阳能板Solar接触到阳光后，SOL端电压V_SOL与BAT端电压V_BAT关系为：V_SOL>V_BAT，当在时间Time2内人为不断的来回遮挡太阳能板时，此时SOL检测到连续的高低电平，此时比较器CMPA通过检测SOL与供电电压BAT的值通过计数器COUNT模块进行计数，当连续检测内部设定的次数后信号传输到锁存器Latch2并通过其提供的逻辑信号，从而控制驱动器Driver，进而使得晶体管MN开启，此时输出LED灯关断。若超过时间Time2时计数器COUNT计数不满足设定的次数时，此时计数器COUNT重新置位清零，重新计数。当计数器COUNT再次满足次数的高低电平时，此时锁存器Latch2解锁，并通过驱动器Driver将晶体管MN关断，此时输出LED灯重新开启。

在比较器CMPA工作时，比较器CMPB也在检测V_SOL，V_BAT的电压值，当V_SOL>V_BAT时计时器Time1开始计时，直到V_SOL<V_BAT时计时结束，并通过逻辑电路Logic模块对Time1时间与固定时间T进行比较，当两者时间相等时信号为高，并通过锁存器Latch1进行锁存，同时输出信号使得驱动器Driver模块控制晶体管MN导通，此时输出LED灯关断。当两者时间不等时信号为低，此时电路无任何操作。当锁存器Latch1再次检测逻辑电路Logic模块的高信号时，锁存器Latch1解锁，从而使得驱动器Driver模块控制晶体管MN关断，此时输出LED灯开启，进而实现LED开启与关断功能。

本实用新型中的晶体管、比较器、锁存器、计时器、计数器、逻辑电路、驱动器等均为现有技术中的常规模块，可采用市售商品或根据现有技术搭建。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本专利。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种集成智能开关功能的太阳能应用芯片，其特征在于，芯片内部包括P型晶体管、N型晶体管、第一比较器、第二比较器、第一计时器、第二计时器、定时器、计数器、逻辑电路、第一锁存器、第二锁存器以及驱动器；芯片外部至少包括SOL、BAT、LX以及GND引脚；所述P型晶体管的源/漏极接所述SOL引脚、所述第一比较器的一个输入端及所述第二比较器的一个输入端，所述P型晶体管的漏/源极接所述BAT引脚及所述第一比较器的另一个输入端，所述P型晶体管的栅极接所述第一比较器的输出端、所述计数器的输入端及所述第二计时器的输入端，所述第二计时器的输出端接所述计数器的重置端，所述计数器的输出端接所述第二锁存器的输入端，所述第二锁存器的输出端接所述驱动器的一个输入端；所述第二比较器的另一个输入端接供电电压，所述第二比较器的输出端接第一计时器的输入端，所述第一计时器的输出端接所述逻辑电路的一个输入端，所述定时器接所述逻辑电路的另一个输入端，所述逻辑电路的输出端接第一锁存器的输入端，所述第一锁存器的输出端接所述驱动器的另一个输入端；所述驱动器的输出端接所述N型晶体管的栅极，所述N型晶体管的源/漏极接所述GND引脚，所述N型晶体管的漏/源极接所述LX引脚。

2.一种基于权利要求1所述集成智能开关功能的太阳能应用芯片的应用电路，其特征在于，包括芯片及其外围电路，所述外围电路包括太阳能板、电感、输出LED灯及负载电阻；所述太阳能板的阴极接地，所述太阳能板的阳极接芯片的SOL引脚，芯片的BAT引脚接所述电感的一端及所述负载电阻的一端，所述电感的另一端、所述输出LED灯的阳极接芯片的LX引脚，所述输出LED灯的阴极、所述负载电阻的另一端及芯片的GND引脚接地；所述输出LED灯为单色LED灯串或是由多种颜色LED组成的LED灯串。