实现太阳能电池供电自动切换的计算器电路结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及供电技术领域，尤其涉及太阳能与电池切换供电领域，具体是指一种实现太阳能电池供电自动切换的计算器电路结构。
【背景技术】
[0002]现有技术的计算器电路中，采用太阳能供电或者电池进行双电池供电，是需要通过电路外接二极管来进行判断选择的。这样的缺点是，需要外围接二极管进行电池选择，夕卜围线路较复杂，整机装配时会增加人工工时成本及元器件费用。
[0003]以现有技术中已量产的某款计算器电路CS6027B产品具体外围应用线路图为例进行【背景技术】介绍，如图1?2所示:
[0004]图1中加粗框部分为该款产品双电池(1.5V干电池和太阳能电池SB)应用线路图，该款产品VSB引脚和V0P引脚内部线路结构图如图3所示。
[0005]图3?4中，VSB为芯片的太阳输入引脚，V0P为太阳能选项引脚，VGG为电源输入引脚。R1电阻和D2、D3、D4这3个二极管为芯片内部电路，对太阳能输入的电压进行限压，一般可以将太阳能输入电压限制在1.8V电压以内。D0和D1为电路外围锗管二极管，用于隔离1.5V干电池和SB电池(太阳能电池)，防止互充电现象的发生。
[0006]原计算器中采用双电池供电设计，需要3个引脚(VSB、VOP、VGG)以及外围2个锗管(D0 和 D1)。
[0007]上述设计中，当V0P电压高于干电池电压时，D1锗管导通，D0锗管截止，采用太阳能电池对电路供电；当V0P电压低于干电池电压时，D0锗管导通，D1锗管截止，采用干电池对电路供电。
[0008]现有技术的缺点:
[0009](1)现有技术外围线路需要至少2个锗二极管来进行电池供电选择和电池之间的隔离，将用于选择太阳能电池供电还是干电池供电的2个锗管集成在芯片内部，让电路可以自动进行太阳能电池供电切换。锗管的制造工艺和CMOS的制造工艺是不一样的，如果要在CMOS工艺上实现低开启二极管，工艺复杂且难度大。
[0010](2)整机装配时，外围锗二极管需要焊接工时，原应用得到的电路工作电压会随着电源电压而变化，且锗二极管具有一定的压降损失。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现简化外围线路、省去锗二极管及其焊接工时、供电电路结构稳定、防止太阳能电池在没有负载时电荷累积效应而产生电压虚高的情况、具有更广泛应用范围的实现太阳能电池供电自动切换的计算器电路结构。
[0012]为了实现上述目的，本发明的实现太阳能电池供电自动切换的计算器电路结构具有如下构成:
[0013]该实现太阳能电池供电自动切换的计算器电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括:
[0014]电压比较器，该电压比较器的第一输入端与所述的计算器的太阳能电池相连接，该电压比较器的第二输入端与所述的计算器的干电池相连接；
[0015]电源开关，用以根据所述的电压比较器输出的比较结果选择由所述的太阳能电池或所述的干电池为所述的计算器进行供电。
[0016]稳压器，该稳压器连接于所述的电源开关的供电输出端和所述的计算器的负载的电源输入端之间。
[0017]较佳地，所述的电源开关具有偏置电压输出端，所述的电源开关的偏置电压输出端与所述的电压比较器的偏置电压输入端相连接。
[0018]更佳地，所述的电源开关包括:
[0019]开关控制元件，用以根据所述的电压比较器的比较结果选择输出所述的干电池的电压或所述的太阳能电池的电压至所述的计算器的电源输入端；
[0020]自启动电路，该自启动电路的输入端与所述的开关控制元件的输出端相连接；
[0021]偏置电路，用以在所述的自启动电路生成的启动电压下生成两路偏置电压，所述的偏置电路输出的第一路偏置电压输入所述的电压比较器的偏置电压输入端，第二路偏置电压输入所述的计算器的负载的偏置电压输入端。
[0022]更进一步地，所述的开关控制元件包括:
[0023]第一 PM0S管，该第一 PM0S管的栅极与所述的电压比较器的输出端相连接，该第一PM0S管的漏极与所述的干电池相连接，该第一 PM0S管的源极分别与所述的自启动电路的输入端和所述的反相器的输入端相连接；
[0024]反相器，该反相器的输出端与所述的计算器的负载的第一电源输入端相连接；
[0025]第二 PM0S管，所述的电压比较器的输出端通过所述的反相器与该第二 PM0S管的栅极相连接，该第二 PM0S管的漏极分别与所述的太阳能电池和所述的计算器的负载的第二电源输入端相连接，该第二 PM0S管的源极分别与所述的自启动电路的输入端和所述的反相器的输入端相连接。
[0026]再进一步地，所述的开关控制元件还包括第一寄生二极管和第二寄生二极管，所述的第一寄生二极管连接于所述的第一 PM0S管的漏极与衬底之间，所述的第二寄生二极管连接于所述的第二 PM0S管的漏极和衬底之间。
[0027]采用了该发明中的实现太阳能电池供电自动切换的计算器电路结构，具有如下有益效果:
[0028](1)省去了外围2个用作电压源判断选择的锗管，节省了外围元器件，省去锗二极管及其焊接工时；
[0029](2)简化了外围线路，可以简化外围PCB板布线，减少外围元器件焊接工序，提高成品生产效率；
[0030](3)利用电压比较器、电源开关、以及稳压器这三个功能模块组合在一起，可以起到对双电源输入时(太阳能或电池供电)的电压比较、电压源选择以及稳压功能，通过稳压器可以给电路提供一个相对稳定的工作电压，可以更好的保证电路稳定工作，具有更广泛的应用范围。
【附图说明】
[0031]图1为现有技术中计算器的整体结构示意图。
[0032]图2为现有技术中计算器的整体结构框图。
[0033]图3为现有技术中计算器的供电切换部分的结构示意图。
[0034]图4为现有技术中计算器的供电切换部分与外围线路图共同构成的供电线路图。
[0035]图5为本发明的实现太阳能电池供电自动切换的计算器电路结构的结构示意图。
[0036]图6为本发明的计算器的整体结构示意图。
[0037]图7为本发明的计算器的整体结构框图。
[0038]图8为本发明的电源开关的内部电路结构示意图。
[0039]图9为本发明的电源开关的开关控制元件的内部电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0041]本发明将CMOS工艺上常见的电压比较器、LD0(稳压器)、P0WERSWITCH(电源开关)等功能模块组合在一起，实现太阳能电池或干电池供电自动切换功能。
[0042]如图5所示为本发明用于实现太阳能电池供电自动切换的结构框图。原理:
[0043]CMP (比较器)对VBAT (电池)电压和VSB (太阳能)电压进行比较，由此来判断太阳能电池和干电池电压哪个高；如判断出太阳能电池高于干电池，则CMP输出一个切换控制信号 SEL_VSB 给 P0WERSWITCH 单元。
[0044]P0WERSWITCH(电源开关)单元接收到有效的SEL_VSB信号后，将采用太阳能电池作为电路的供电输入。
[0045]P0WERSWITCH的输出再经过LD0 (稳压器)单元稳压后，产生VDD电压；VDD引脚外围接旁路电容，给电路进行供电。
[0046]采用本发明后的外围线路图如图6?7所示。
[0047]如上述CS6027B计算器电路采用本发明，实际外围电源供电部分的应用图修改为如图5所示。
[0048]上述线路图中，粗线框为采用本发明后的双电池(太阳能电池和干电池)应用线路图。相对于现有技术来说，简化了外围线路结构，省去了 2个用于判断和隔离双电池电压的锗二极管，仅需要一个旁路电容。
[0049]本发明具有如下两个技术难点:
[0050]1、电路初始上电时，P0WERSWITCH如何产生VDDSW电压供给比较器。即电路要考虑这三种情况:(1)同时有太阳能电池供电和第二电池供电；(2)只有太阳能电池供电；(3)只有第二电池供电。
[0051]2、如果太阳能电池没有负载