专利名称：一种用于太阳能灯的控制电路及其太阳能灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能灯，特别是一种用于太阳能灯的控制电路。
背景技术：
目前所使用的电能主要来源于火电、水电、核电。火电需要煤、石油等化石燃料，对环境污染很大；水电需要修建水库，会占用大量土地并对生态环境造成影响；而核电一旦发生核泄漏，后果影响甚大。在目前能源紧张的情况下，需大力进行新能源及节能领域的开发。太阳能作为一种可再生、干净、环保、安全的能源，是一种理想的新能源，其可再生、无公害、不受资源分布地域的限制等特性，使得太阳能越来越多的得到社会的认可并在很多领域得到推广应用。太阳能灯通常使用于照明场合。但是在夜晚和阴雨天气等环境下，太阳能电池无法产生电能。因此，需要预先将电能储存于蓄电池中以供需要时使用。目前现有的太阳能灯存在太阳能电池给蓄电池充电容易出现过充、蓄电池放电容易出现过放、当在雨天或潮湿的情况下电极间短路容易造成电路元件或电池损坏等问题。
实用新型内容本实用新型的目的之一是提供一种可以对蓄电池的过冲进行保护的用于太阳能灯的控制电路及其太阳能灯。本实用新型的目的之一是提供一种可以对蓄电池的过放进行保护的用于太阳能灯的控制电路及其太阳能灯。本实用新型的目的之一是提供一种具有光敏和湿敏功能，当雨天时可以自动关闭负载，可应用于需要光控和雨天需要关闭负载的应用中的用于太阳能灯的控制电路及其太阳能灯。本实用新型的实施例公开的技术方案包括:一种用于太阳能灯的控制电路，其特征在于，包括:第一运算放大器(U2A)、第一基准源(Ul)、第一晶体管(Ql)和第一三极管(Q3)，其中:所述第一晶体管(Ql)的源极连接到太阳能电池负极(Sun-)，漏极连接到蓄电池负极(Ba-)，栅极连接到所述第一三极管(Q3)的集电极；所述第一基准源(Ul)的负极连接到所述第一运算放大器(U2A)的反相输入端、通过第一电阻(Rl)连接到所述第一基准源(Ul)的参考极以及通过第五电阻(R5)连接到蓄电池正极(Bat+);所述第一基准源(Ul)正极连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述第一基准源(Ul)的参考极通过第二电阻(R2)连接到所述第一基准源(Ul)的正极；所述第一运算放大器(U2A)的同相输入端通过第九电阻(R9)连接到所述蓄电池正极(Bat+)以及通过第八电阻(R8)连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述第一运算放大器(U2A)的正电源端连接到所述蓄电池正极(Bat+);所述第一运算放大器(U2A)的负电源端连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述第一运算放大器(U2A)的输出端通过第七电阻(R7)连接到所述第一三极管(Q3)的基极；所述第一三极管(Q3)的发射极连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述第一三极管(Q3)的集电极连接到第二二极管(D2)的负极，并且通过第十电阻(RlO)连接到所述蓄电池正极(Bat+);所述第二二极管(D2)的正极连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述蓄电池正极(Bat+)连接到第一二极管(Dl)的负极，所述第一二极管(Dl)的正极连接到太阳能电池正极(Sun+)。进一步地，还包括第二晶体管(Q2)，所述第二晶体管(Q2)的源极连接到所述蓄电池负极(Ba-);所述第二晶体管(Q2)的漏极连接到负载输出的负极(L-);所述第二晶体管(Q2)的栅极通过第十二电阻(R12)连接到所述蓄电池正极(Bat+);所述蓄电池正极(Bat+)连接到负载输出的正极(L+)。进一步地，所述第二晶体管(Q2)的漏极和所述负载输出的负极(L-)之间还连接有保险丝(Fl)。进一步地，还包括第二运算放大器(U2B)、第二基准源(U3)和第二三极管(Q4)，其中:所述第二基准源(U3)的正极连接到所述蓄电池负极(Bat-)，并且连接到第二雨水检测电极(rain2);所述第二基准源(U3)的负极连接到所述第二运算放大器(U2B)的同相输入端、通过第三电阻(R3)连接到所述第二基准源(U3)的参考极以及通过第六电阻(R6)连接到负载输出的正极(L+);所述第二基准源(U3)的参考极通过第四电阻(R4)连接到所述第二基准源(U3)的正极；所述第二运算放大器(U2B)的反相输入端连接到第一雨水检测电极(rainl)、通过第十三电阻(R13)连接到所述负载输出的正极(L+)以及通过第十四电阻(R14)连接到所述蓄电池负极(Bat-);所述第二运算放大器(U2B)的输出端通过第十一电阻(Rll)连接到所述第二三极管(Q4)的基极；所述第二三极管(Q4)的发射极连接到所述蓄电池负极(Bat-);所述第二三极管(Q4)的集电极连接到所述第二晶体管(Q2)的栅极。进一步地，所述第二三极管(Q4)的集电极还连接到第三二极管(D3)的负极，所述第二三极管(Q4)的发射极连接到所述第三二极管(D3)的正极。进一步地，所述第二三极管(Q4)的基极通过第十一电阻(Rll)还连接到第四二极管(D4)的负极；所述第四二极管(D4)的正极通过第十五电阻(R15)连接到所述太阳能电池正极(Sun+)。进一步地，所述蓄电池负极(Bat-)接地。本实用新型的实施例中还提供了一种太阳能灯，其特征在于:包括前述的任意一种用于太阳能灯的控制电路。本实用新型实施例的控制电路中，设有过冲保护电路和过放保护电路，还设有湿敏保护电路，能够对太阳能够灯的蓄电池进行过冲保护和过放保护。还具有光敏和湿敏功能，当雨天时可以自动关闭负载，可应用于需要光控和雨天需要关闭负载的应用中。
图1为本实用新型一个实施例的用于太阳能灯的控制电路的电路示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的太阳能灯及其控制电路作进一步说明。本实用新型的一个实施例中，太阳能灯可以包括太阳能电池、蓄电池、发光元件以及控制电路，该控制电路控制该太阳能电池或蓄电池给发光元件的供电过程，并控制太阳能电池对蓄电池的充电过程。该发光元件可以是常用的通电后发光的元件，比如白炽灯泡、卤素灯泡、LED灯等等。如图1所示，本实用新型的一个实施例中，一种用于太阳能灯的控制电路包括:第一运算放大器U2A、第一基准源U1、第一晶体管Ql和第一三极管Q3。第一基准源Ul可以是三端可调分流基准源。如图1所示，第一晶体管Ql的源极连接到太阳能电池负极Sun-，漏极连接到蓄电池负极Bat-，栅极连接到第一三极管Q3的集电极。第一基准源Ul的负极连接到第一运算放大器U2A的反相输入端、通过第一电阻Rl连接到第一基准源Ul的参考极以及通过第五电阻R5连接到蓄电池正极Bat+ ;第一基准源Ul的正极连接到第一晶体管Ql的漏极；第一基准源Ul的参考极通过第二电阻R2连接到第一基准源Ul的正极。第一运算放大器U2A的同相输入端通过第九电阻R9连接到蓄电池正极Bat+，并且通过第八电阻R8连接到第一晶体管Ql的漏极；第一运算放大器U2A的正电源端连接到蓄电池正极Bat+ ;第一运算放大器U2A的负电源端连接到第一晶体管Ql的漏极；第一运算放大器U2A的输出端通过第七电阻R7连接到第一三极管Q3的基极。第一三极管Q3的发射极连接到第一晶体管Ql的漏极；第一三极管Q3的集电极连接到第二二极管D2的负极，并且通过第十电阻RlO连接到蓄电池正极Bat+。第二二极管D2的正极连接到第一晶体管Ql的漏极。蓄电池正极Bat+连接到第一二极管Dl的负极。第一二极管Dl的正极连接到太阳能电池正极Sun+。这样，本实施例的控制电路可以检测蓄电池两端电压，并与第一基准源Ul提供的基准电压进行比较，进行判断，当电池两端电压升到预定电压时(例如，14伏特)，充电回路中的第一晶体管Ql关断，切断充电回路，从而实现蓄电池的过冲保护。本实用新型的实施例中，该控制电路还可以包括第二晶体管Q2，第二晶体管Q2的源极连接到蓄电池负极Bat-;第二晶体管Q2的漏极连接到负载输出的负极L-;第二晶体管Q2的栅极通过第十二电阻R12连接到蓄电池正极Bat+ ;蓄电池正极Bat+连接到负载输出的正极L+。这样，本实用新型的实施例中，可以检测蓄电池两端电压，当电池两端电压降低到预定电压(例如，11伏特)时，第二晶体管Q2关断，关闭负载，从而实现过放保护的功能。本实用新型的实施例中，第二晶体管Q2的漏极和负载输出的负极L-之间还可以连接有保险丝F1。当负载出现短路的情况时，保险丝可以熔断，从而进行电路保护，避免发生更大的损坏。本实用新型的实施例中，该控制电路还可以包括第二运算放大器U2B、第二基准源U3和第二三极管Q4。第二基准源U3可以是三端可调分流基准源。第二基准源U3的正极连接到蓄电池负极Bat-，并且连接到第二雨水检测电极rain2 ;第二基准源U3的负极连接到第二运算放大器U2B的同相输入端、通过第三电阻R3连接到第二基准源U3的参考极以及通过第六电阻R6连接到负载输出的正极L+ ;第二基准源U3的参考极通过第四电阻R4连接到第二基准源U3的正极。[0035]第二运算放大器U2B的反相输入端连接到第一雨水检测电极rainl、通过第十三电阻R13连接到负载输出的正极L+以及通过第十四电阻R14连接到蓄电池负极Bat-;第二运算放大器U2B的输出端通过第十一电阻Rll连接到第二三极管Q4的基极。第二三极管Q4的发射极连接到蓄电池负极Bat-;第二三极管Q4的集电极连接到第二晶体管Q2的栅极。此外，第二三极管Q4的集电极还连接到第三二极管D3的负极，第二三极管Q4的发射极连接到第三二极管D3的正极。此外，第二三极管(Q4)的基极通过第i^一电阻(Rll)还连接到第四二极管D4的负极；第四二极管D4的正极通过第十五电阻R15连接到太阳能电池正极Sun+。这样，本实用新型的太阳能灯中，当太阳能电池上有光照时，通过第十五电阻R15和第四二极管D4使第二三极管Q4导通，进而使得第二晶体管Q2关闭，关闭负载；当太阳能电池上无光照时，通过第十五电阻R15和第四二极管D4使第二三极管Q4关闭，进而使得第二晶体管Q2导通，开启负载。这样，即可实现光控功能，当光照强度降低，自动开启负载，当光强增大时，自动关闭负载。此外，蓄电池负极Bat-可以接地。这样，本实用新型的实施例中，该控制电路可以检测第一雨水检测电极和第二雨水检测电极之间的电阻，当雨水浸湿第一雨水检测电极和第二雨水检测电极时，第一雨水检测电极和第二雨水检测电极之间的电阻降低，使得第二运算放大器U2B的反相输入端的电压降低，使第二运算放大器U2B的输出端输出高电压，从而使得第二三极管Q4管导通，进而使得第二晶体管Q2关闭，关闭负载。这样，即实现了当雨天或者潮湿时自动关闭负载的湿敏保护功能。本实用新型的实施例中，`控制电路中的各个电子元件(比如电阻、二极管、三极管、晶体管、运算放大器、保险丝、基准源)的类型、特征参数等等可以根据实际情况的需要灵活选择。例如，一个实施例中，第一基准源Ul和第二基准源U3可以是三端可调分流基准源，第一运算放大器U2A和第二运算放大器U2B可以是LM358运算放大器，第一晶体管Ql和第二晶体管Q2可以是N沟道金属氧化物半导体场效应管，第一电阻Rl的电阻值可以为6千欧姆，第二电阻R2的电阻值可以为10千欧姆，第三电阻R3的电阻值可以为10千欧姆，第四电阻R4的电阻值可以为10千欧姆，第五电阻R5的电阻值可以为5.7千欧姆，第六电阻R6的电阻值可以为5.7千欧姆，第七电阻R7的电阻值可以为4.7千欧姆，第八电阻R8的电阻值可以为4千欧姆，第九电阻R9的电阻值可以为10千欧姆，第十电阻RlO的电阻值可以为10千欧姆，第i^一电阻Rll的电阻值可以为4.7千欧姆，第十二电阻R12的电阻值可以为10千欧姆，第十三电阻R13的电阻值可以为6千欧姆，第十四电阻R14的电阻值可以为5千欧姆，第十五电阻R15的电阻值可以为10千欧姆，等等。以上通过具体的实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于太阳能灯的控制电路，其特征在于，包括:第一运算放大器(U2A)、第一基准源(Ul)、第一晶体管(Ql)和第一三极管(Q3)，其中: 所述第一晶体管(Ql)的源极连接到太阳能电池负极(Sun-)，漏极连接到蓄电池负极(Bat-)，栅极连接到所述第一三极管(Q3)的集电极； 所述第一基准源(Ul)的负极连接到所述第一运算放大器(U2A)的反相输入端、通过第一电阻(Rl)连接到所述第一基准源(Ul)的参考极以及通过第五电阻(R5)连接到蓄电池正极(Bat+);所述第一基准源(Ul)正极连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述第一基准源(Ul)的参考极通过第二电阻(R2)连接到所述第一基准源(Ul)的正极； 所述第一运算放大器(U2A)的同相输入端通过第九电阻(R9)连接到所述蓄电池正极(Bat+)以及通过第八电阻(R8)连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述第一运算放大器(U2A)的正电源端连接到所述蓄电池正极(Bat+);所述第一运算放大器(U2A)的负电源端连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述第一运算放大器(U2A)的输出端通过第七电阻(R7)连接到所述第一三极管(Q3)的基极； 所述第一三极管(Q3)的发射极连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极；所述第一三极管(Q3)的集电极连接到第二二极管(D2)的负极，并且通过第十电阻(RlO)连接到所述蓄电池正极(Bat+)； 所述第二二极管(D2)的正极连接到所述第一晶体管(Ql)的漏极； 所述蓄电池正极(Bat+)连接到第一二极管(Dl)的负极，所述第一二极管(Dl)的正极连接到太阳能电池正极(Sun+)。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括第二晶体管(Q2)，所述第二晶体管(Q2)的源极连接到所述蓄电池负极(Bat-);所述第二晶体管(Q2)的漏极连接到负载输出的负极(L-);所述第二晶体 管(Q2)的栅极通过第十二电阻(R12)连接到所述蓄电池正极(Bat+);所述蓄电池正极(Bat+)连接到负载输出的正极(L+)。
3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于:所述第二晶体管(Q2)的漏极和所述负载输出的负极(L-)之间还连接有保险丝(Fl)。
4.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于:还包括第二运算放大器(U2B)、第二基准源(U3)和第二三极管(Q4)，其中: 所述第二基准源(U3)的正极连接到所述蓄电池负极(Bat-)，并且连接到第二雨水检测电极(rain2);所述第二基准源(U3)的负极连接到所述第二运算放大器(U2B)的同相输入端、通过第三电阻(R3)连接到所述第二基准源(U3)的参考极以及通过第六电阻(R6)连接到负载输出的正极(L+);所述第二基准源(U3)的参考极通过第四电阻(R4)连接到所述第二基准源(U3)的正极； 所述第二运算放大器(U2B)的反相输入端连接到第一雨水检测电极(rainl)、通过第十三电阻(R13)连接到所述负载输出的正极(L+)以及通过第十四电阻(R14)连接到所述蓄电池负极(Bat-);所述第二运算放大器(U2B)的输出端通过第十一电阻(Rll)连接到所述第二三极管(Q4)的基极； 所述第二三极管(Q4)的发射极连接到所述蓄电池负极(Bat-);所述第二三极管(Q4)的集电极连接到所述第二晶体管(Q2)的栅极。
5.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于:所述第二三极管(Q4)的集电极还连接到第三二极管(D3)的负极，所述第二三极管(Q4)的发射极连接到所述第三二极管(D3)的正极。
6.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于:所述第二三极管(Q4)的基极通过第十一电阻(Rll)还连接到第四二极管(D4)的负极；所述第四二极管(D4)的正极通过第十五电阻(R15)连接到所述太阳能电池正极(Sun+)。
7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于:所述蓄电池负极(Bat-)接地。
8.一种太阳能灯，其特征在 于:包括如权利要求1至7中任意一项所述的用于太阳能灯的控制电路。
专利摘要本实用新型的实施例公开了一种用于太阳能灯的控制电路及其太阳能灯，其中用于太阳能灯的控制电路包括第一运算放大器(U2A)、第一基准源(U1)、第一晶体管(Q1)和第一三极管(Q3)。本实用新型实施例的控制电路中，设有过冲保护电路和过放保护电路，还设有湿敏保护电路，能够对太阳能够灯的蓄电池进行过冲保护和过放保护。还具有光敏和湿敏功能，当雨天时可以自动关闭负载，可应用于需要光控和雨天需要关闭负载的应用中。
文档编号H05B37/02GK202979364SQ20122047318
公开日2013年6月5日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者苏红月 申请人:保定嘉盛光电科技有限公司