专利名称：一种可充电电池过放保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环保节能集成电路技术领域，尤其涉及一种可充电电池过放保护电路。
背景技术：
如图I所示，传统的太阳能LED照明灯具，例如太阳能LED路灯、太阳能LED草坪灯，通常包括太阳能电池板11、充电电路12、可充电电池13、光亮度检测电路14、LED驱动电路15以及LED灯16，其中，太阳能电池板11、光亮度检测电路14、LED驱动电路15、LED灯16、以及串联的充电电路12和可充电电池13分别并联。当光亮度检测电路14检测到白天信号时，通知LED驱动电路15将LED灯16关闭。同时，光亮度检测电路14向充电电路12输出一逻辑电平，例如高电平或者低电平，使得可充电电池不用通过充电电路12、光亮度检测电路14和LED驱动电路15给LED灯16供电，·此时，太阳能电池板11因为接收到太阳能使得自身电压不断升高，当高于可充电电池13的电源时,太阳能电池板11通过充电电路12给可充电电池13供电。当光亮度检测电路14检测到黑天信号时，通知LED驱动电路15将LED灯16打开。同时，光亮度检测电路14向充电电路12输出一与检测到白天信号时相反的逻辑电平，使得可充电电池13通过充电电路12、光亮度检测电路14和LED驱动电路15给LED灯16供电。由于图I所示电路没有可充电电池过放保护电路，因此，当光亮度检测电路14检测到黑天信号，可充电电池13给LED灯16供电时，只有到了可充电电池13的电量近乎耗尽时才会将LED灯16关掉，这势必造成可充电电池寿命的损害。同时，由于LED灯16的关掉，可充电电池自身又可慢慢恢复一部分电能，当这部分电能又足够使得LED灯16点亮时，可充电电池13又会因电能的消耗又将LED灯关掉，这就造成在可充电电池13电量近乎耗尽时，LED灯16会闪烁。
实用新型内容为此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可充电电池过放保护电路，以解决可充电电池过放的问题，同时也解决了可充电电池因电能的恢复而令LED灯闪烁的问题。于是，本实用新型提供了一种可充电电池过放保护电路，该电路包括用于检测太阳能电池板上的电压是否超过预置电压值的光亮度检测单元、用于转换或保持电路状态的记忆单元、用于控制LED驱动电路工作的逻辑控制单元、以及用于检测可充电电池是否进入欠压状态的欠压检测单元和用于防止欠压检测单元出现误判断的滤波单元，所述光亮度检测单元的输入端与太阳能电池板正极连接，输出端分别与记忆单元和逻辑控制单元连接，记忆单元的输出信号传递给逻辑控制单元，逻辑控制单元的输出信号传递给LED驱动电路，所述欠压检测单元的输入端与可充电电池正极连接，输出端与滤波单元的输入端连接，滤波单元的输出端与记忆单元连接。[0008]其中，所述滤波单元包括M0S管的栅极为滤波单元的输入端，MOS管的源极与地连接，MOS管的漏极与电流源连接，可充电电容CO连接在MOS管的漏极与源极之间，反相器
13的输入端连接在MOS管漏极上，反相器13的输出端为滤波单元的输出端。或者，所述滤波单元包括三极管的基极为滤波单元的输入端，三极管的发射极与地连接，三极管的集电极与电流源连接，可充电电容Cl连接在三极管的集电极和发射极之间，反相器14的输入端连接在三极管集电极上，反相器14的输出端为滤波单元的输出端。所述记忆单元为触发器。所述触发器为RS触发器或者D触发器。所述欠压检测单元为电压比较器。本实用新型所述可充电电池过放保护电路，通过光亮度检测单元与欠压检测单元、滤波单元、记忆单元和逻辑控制单元之间的相互作用关系，解决了可充电电池过放保护的问题，使得当欠压检测单元检测到可充电电池的电压低于预置电压值时，通过记忆单元和逻辑控制单元向LED驱动单元发出控制信号，关闭LED灯。同时，因为记忆单元和逻辑控制单元的设置，又解决了可充电电池在欠压临界点时出现的LED灯闪烁问题。因为滤波单元的设置，又有效解决了因假欠压而误将LED灯关闭的问题。
图I为现有技术中太阳能板LED灯电路原理图；图2为带本实用新型实施例所述可充电电池过放保护电路的太阳能板LED灯原理图；图3为图2所述滤波单元一电路图；图4为图2所述滤波单元又一电路图。
具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型进行详细描述。如图2所示，本实施例提供了一种带本实用新型实施例所述可充电电池过放保护电路的太阳能板LED灯，包括太阳能电池板21、充电电路22、可充电电池23、可充电电池过放保护电路30、LED驱动电路25以及LED灯26，其中，太阳能电池板21的正极与充电电路22连接，充电电路22和可充电电池23串联后，可充电电池23的负极接地。其中，所述可充电电池过放保护电路30包括用于检测太阳能电池板上的电压是否超过预置电压值的光亮度检测单元31、用于转换或保持电路状态的记忆单元32、用于控制LED驱动电路工作的逻辑控制单元33、以及用于检测可充电电池是否进入欠压状态的欠压检测单元34和用于防止欠压检测单元出现误判断的滤波单元35，所述光亮度检测单元31的输入端与太阳能电池板21的正极连接，光亮度检测单元31的输出端分别与记忆单元32和逻辑控制单元33连接，记忆单元32的输出信号传递给逻辑控制单元33，逻辑控制单元33的输出信号传递给LED驱动电路25，所述欠压检测单元34的输入端与可充电电池23正极连接，欠压检测单元34的输出端与滤波单元35的输入端连接，滤波单元35的输出端与记忆单元32连接。其中，所述光亮度检测单元31，用于检测太阳能电池板21上的电压是否超过预置电压值，若是，则光亮度检测单元31认为检测的信号是白天信号，也就是本实施例所述的白天；若不是，则光亮度检测单元31认为检测到的信号是黑天信号，也就是本实施例所述的黑天。所述预置电压值可以根据工程实际需要进行设置。如表I和表2所示，上述不同连接单元在如下不同信号状态下，其输出状态也各不相同。表I
瓦亮度检测单元I白天信号持续，逻辑信号O I白天刚转黑天时，逻辑信号ι
欠压检测单元高电平_高电平_
滤波单元高电平-高电平
己忆单元 _0+高电平，转换为低电平 —1+高电平，保持低电平
逻辑控制单元 0+低电平，输出低电平1+低电平，输出高电平_
LED驱动电路低电平_高电平_
_LED灯I关闭I点亮表2
I黒天刚转为白天时，逻辑信号。I
光亮度检测单_黒天信号持续’ wmimi___
^_不欠压欠压_欠压后R复欠压状态不欠压状态
欠压检测单元高电平■电平高电平低电平高电平
_波单元高电平低电平高电平低电平高电平
记忆单元1+高电平， 1+低电平> 1+高电平， 0+低电平， 0+高电平，
_保持m平输出高电平保持高电平保持高电平输出低电平
__单元 1+低电平， 1+高电平， 1+高电平， 0+高电平， 0+低电平，
输出高电平输出低电平输出低电平输出fM,平输出 Μ.平LED驱动电路高电平低电平低电平低电平低电平
LED 灯____翌__^jl____^jl_结合表I和表2所示，下面详细描述各部件单元的工作过程。具体的，在白天信号持续期间，太阳能电池板21的电压不断升高，太阳能电池板21通过充电电路22为可充电电池23充电，随着可充电电池23的电压升高，欠压检测单元34输出一高电平信号给到滤波单元35，若该高电平信号持续时间超过滤波单元35预置时间宽度，滤波单元35输出一高电平信号给到记忆单元32。此时的记忆单元32，既接到光亮度检测单元31发来的逻辑信号0，又收到滤波单元35输出的高电平信号，所以记忆单元32进行电路状态转换，输出低电平信号给到逻辑控制单元33。此时的逻辑控制单元33，既接到光亮度检测单元31发来的的逻辑信号0，又收到记忆单元32发来的低电平信号，所以逻辑控制单元33输出低电平信号给到LED驱动电路25，LED驱动电路25收到低电平信号后，将LED灯26关闭。这里，本实施例定义当光亮度检测单元31检测到白天信号时输出逻辑信号0，检测到黑天信号时输出逻辑信号I。当然，也可以定义当光亮度检测单元检测到白天信号时输出逻辑信号1，检测到黑天信号时输出逻辑信号0，只要定义好每个逻辑信号具体执行哪些动作即可。当光亮度检测单元31刚检测到黑天信号时，光亮度检测单元31输出逻辑信号I给到记忆单元32和逻辑控制单元33，此时，由于光亮度检测单元31是刚刚检测到黑天信号，刚刚进行黑天信号和白天信号的转换，因此，此时的欠压检测单元34依然输出高电平信号给到滤波单元35，滤波单元35依然输出高电平信号给到记忆单元32。此时的记忆单元32，既接收到光亮度检测单元31发来的逻辑信号1，又收到滤波单元35发来的高电平信号，所以记忆单元32不进行电路状态的转换，依然保持原有的电路状态，依然输出低电平信号给逻辑控制单元33。此时的逻辑控制单元33，既接收到光亮度检测单元31发来的逻辑信号1，又收到记忆单元32发来的低电平信号，逻辑控制单元33将原来的低电平转换为高电平，输出高电平信号给到LED驱动电路25，LED驱动电路25收到高电平信号后，将LED·灯26点売。上述过程中，当光亮度检测单元31检测到黑天信号后，太阳能电池板21不再通过充电电路22给可充电电池23充电，此时的可充电电池23开始放电，为整个电路提供电源，开始了电能的消耗。随着黑天信号的持续，可充电电池23的持续放电消耗，若可充电电池23的电压没有低于欠压检测单元34预置的电压，欠压检测单元34依然持续输出高电平信号给到滤波单元35，在此过程中，若欠压检测单元34输出一个时间很短的低电平脉冲，该低电平没有超过滤波单元35预置时间宽度，则滤波单元将不会有任何动作，滤波单元的输出端将继续保持原来的高电平状态，使得记忆单元也继续保持原来的低电平状态，逻辑控制单元33依然输出高电平信号给LED驱动电路25，LED灯依然点亮。可见，滤波单元35的用处在于可以排除由于瞬间大电流或外界干扰引起的瞬间假欠压造成的错误关闭LED灯26的弊端。本实施例中，滤波单元35的作用就在于此，为此，在进行本实施例各种情况描述时，不再对欠压检测单元34输出一个时间很短的低电平脉冲，该低电平没有超过滤波单元35预置时间宽度这种情况进行重复描述。若欠压检测单元34输出的低电平信号达到一定时间长度之后，即，欠压检测单元34输出的低电平信号超过滤波单元35预置的时间宽度，则滤波单元开始发生动作，滤波单元35输出一低电平信号给到记忆单元32，此时的记忆单元32，既接到光亮度检测单元31发来的逻辑信号1，又收到滤波单元35发来的低电平信号，记忆单元32开始进行电路状态转换，输出高电平信号给到逻辑控制单元33。此时的逻辑控制单元33，既接到光亮度检测单元31发来的的逻辑信号1，又收到记忆单元32发来的高电平信号，致使逻辑控制单元33的输出由原来的高电平信号转换为低电平信号，LED驱动电路25收到低电平信号后,将LED灯26关闭。在黑天信号持续期间，当LED灯26关闭后，可充电电池23的放电电流由有变为无，根据可充电电池自身的特性，此时的可充电电池23的电压开始回升，若回升到欠压检测单元34预置的电压值以上时，欠压检测单元34输出一高电平信号给到滤波单元35，该高电平信号持续时间超过滤波单元预置的时间宽度时，滤波单元35输出一高电平信号给到记忆单元32，此时的记忆单元32，既接收到光亮度检测单元31发来的逻辑信号1，又接收到滤波单元发来的高电平信号，记忆单元32保持原来的电路状态，即依然输出高电平信号给到逻辑控制单元33。此时的逻辑控制单元33，既接到光亮度检测单元31发来的的逻辑信号1，又收到记忆单元32发来的高电平信号，逻辑控制单元33依然输出低电平信号，LED驱动电路25依然收到低电平信号，LED灯26依然保持关闭。可见，克服了由于可充电电池电能恢复导致的LED灯又被重新点亮，随着可充电电池能量的消耗LED灯又被重新关闭，而出现的LED灯在欠压临界点出现的闪烁问题。当光亮度检测单元31刚刚检测到白天信号时，若在黑天信号持续期间出现了 LED灯被关闭，此时由于可充电电池还没有立即恢复电能，即此时的欠压检测单元34依然检测到低于预置电压数值时，欠压检测单元34依然输出低电平，该低电平依然持续超过滤波单元35预置的时间宽度，滤波单元35依然输出低电平给到记忆单元32。此时的记忆单元32，既接收到光亮度检测单元31发来的逻辑信号0，又收到滤波单元35发来的低电平，记忆单 元32保持电路状态，即保持原来的高电平。此时的逻辑控制单元33，既接收到光亮度检测单元31发来的逻辑0，又收到记忆单元32发来的高电平，逻辑控制单元33输出低电平给到LED驱动电路25。LED驱动电路25收到低电平信号后，将LED灯26关闭。当光亮度检测单元31刚刚检测到白天信号时，若在黑天信号持续期间LED灯一直保持点亮状态，即可充电电池没有出现欠压状态，欠压检测单元34依然输出高电平，该高电平依然持续超过滤波单元35预置的时间宽度，滤波单元35依然输出高电平给到记忆单元32。此时的记忆单元32，既接收到光亮度检测单元31发来的逻辑信号0，又收到滤波单元35发来的高电平，记忆单元32进行电路状态的转换，输出低电平给到逻辑控制单元33。此时的逻辑控制单元33，既接收到光亮度检测单元31发来的逻辑0，又收到记忆单元32发来的低电平，逻辑控制单元33输出低电平给到LED驱动电路25。LED驱动电路25收到低电平信号后，将LED灯26关闭。之后，进入白天信号持续期间，重复上述的一个周期的由白天到黑天再到白天的过程。上述我们说到滤波单元35的用处在于可以排除由于瞬间大电流或外界干扰引起的瞬间假欠压造成的错误关闭LED灯26的弊端。那么，滤波单元35的具体电路如图3所示，该滤波单元包括=MOS管的栅极为滤波单元的输入端，MOS管的源极与地连接，MOS管的漏极与电流源连接，可充电电容CO连接在MOS管的漏极与源极之间，反相器13的输入端连接在MOS管漏极上，反相器13的输出端为滤波单元的输出端。当滤波单元输入端IN的信号由高电平变为低电平时，可充电电容CO开始由电流源IO为其充电，当充到反相器13的翻转电压点时，滤波单元的输出端OUT的输出信号由高电平变为低电平。当瞬间大电流或外界干扰引起的瞬间假欠压出现时，滤波单元输入端IN的低电平信号只是一个瞬间的低电平，可充电电容CO开始由电流源IO为其充电，但是此时的可充电电容CO还没有充到反相器13的翻转电压点，滤波单元的输出端OUT的信号将得不到低电平信号，即，滤波单元的输出端OUT依然保持原先的高电平信号。据此，滤波单元可以过滤掉输入端的瞬间低电平信号，达到排除假欠压的效果。当然，上述MOS管，也可以用三极管替代。如图4所示，三极管的基极为滤波单元的输入端，三极管的发射极与地连接，三极管的集电极与电流源17连接，可充电电容Cl连接在三极管的集电极和发射极之间，反相器14的输入端连接在三极管集电极上，反相器14的输出端为滤波单元的输出端。本实施例中所述记忆单元32，可以是触发器。该触发器可以是RS触发器，也可以是D触发器。本实施例中所述欠压检测单元34，可以是电压比较器。综上所述，本实用新型实施例所述可充电电池过放保护电路，通过光亮度检测单元与欠压检测单元、滤波单元、记忆单元和逻辑控制单元之间的相互作用关系，解决了可充电电池过放保护的问题，使得当欠压检测单元检测到可充电电池的电压超过预置电压值时，通过记忆单元和逻辑控制单元向LED驱动电路发出控制信号，关闭LED灯。同时， 因为记忆单元和逻辑控制单元的设置，又解决了可充电电池在欠压临界点时出现的LED灯闪烁问题。因为滤波单元的设置，又有效解决了因假欠压而误将LED灯关闭的问题。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种可充电电池过放保护电路，其特征在于，包括用于检测太阳能电池板上的电压是否超过预置电压值的光亮度检测单元、用于转换或保持电路状态的记忆单元、用于控制LED驱动电路工作的逻辑控制单元、以及用于检测可充电电池是否进入欠压状态的欠压检测单元和用于防止欠压检测单元出现误判断的滤波单元，所述光亮度检测单元的输入端与太阳能电池板正极连接，输出端分别与记忆单元和逻辑控制单元连接，记忆单元的输出信号传递给逻辑控制单元，逻辑控制单元的输出信号传递给LED驱动电路，所述欠压检测单元的输入端与可充电电池正极连接，输出端与滤波单元的输入端连接，滤波单元的输出端与记忆单元连接。
2.根据权利要求I所述的可充电电池过放保护电路，其特征在于，所述滤波单元包括MOS管的栅极为滤波单元的输入端，MOS管的源极与地连接，MOS管的漏极与电流源连接，可充电电容CO连接在MOS管的漏极与源极之间，反相器13的输入端连接在MOS管漏极上，反相器13的输出端为滤波单元的输出端。
3.根据权利要求I所述的可充电电池过放保护电路，其特征在于，所述滤波单元包括三极管的基极为滤波单元的输入端，三极管的发射极与地连接，三极管的集电极与电流源连接，可充电电容Cl连接在三极管的集电极和发射极之间，反相器14的输入端连接在三极管集电极上，反相器14的输出端为滤波单元的输出端。
4.根据权利要求I至3任意一项所述的可充电电池过放保护电路，其特征在于，所述记忆单元为触发器。
5.根据权利要求4所述的可充电电池过放保护电路，其特征在于，所述触发器为RS触发器或者D触发器。
6.根据权利要求I至3任意一项所述的可充电电池过放保护电路，其特征在于，所述欠压检测单元为电压比较器。
专利摘要本实用新型提供了一种可充电电池过放保护电路，该电路包括用于检测太阳能电池板上的电压是否超过预置电压值的光亮度检测单元、用于转换或保持电路状态的记忆单元、用于控制LED驱动电路工作的逻辑控制单元、以及用于检测可充电电池是否进入欠压状态的欠压检测单元和用于防止欠压检测单元出现误判断的滤波单元。本实用新型所述可充电电池过放保护电路，通过光亮度检测单元与欠压检测单元、滤波单元、记忆单元和逻辑控制单元之间的相互作用关系，解决了可充电电池过放保护的问题。同时，因为记忆单元和逻辑控制单元的设置，又解决了可充电电池在欠压临界点时出现的LED灯闪烁问题。因为滤波单元的设置，又有效解决了因假欠压而误将LED灯关闭的问题。
文档编号H05B37/02GK202712824SQ201220340568
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者吴飞 申请人:深圳市富满电子有限公司