霍尔开关的唤醒及休眠电路的制作方法

本实用新型涉及，特别涉及一种霍尔开关的唤醒及休眠电路。

背景技术：

现有的太阳能灯具在待机时，需要一直保持红外接收模块或者其他接收开启信号的模块工作，使得接收到特定信号后，太阳能灯具开始工作或者关闭。在此过程中，由于相应的接收模块一直处于工作状态，所以太阳能灯具的蓄电池需要一直供给相应的接收模块工作电源，因此，太阳能灯具的蓄电池的电源会一直放电。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种霍尔开关的唤醒及休眠电路，旨在解决现有的太阳能灯具在存放或者待机时耗电量较大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于霍尔开关的唤醒及休眠电路，所述霍尔开关的唤醒及休眠电路包括被控电路、霍尔开关、磁性件和单片机；

所述霍尔开关的电源输入端与供电电源连接，所述霍尔开关的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接；所述单片机的信号输出端与所述被控电路连接；

所述霍尔开关，用于感应所述磁性件，并在磁感应强度达到预设磁性强度值时，输出第一电平信号，在磁感应强度低于预设磁性强度值时，输出第二电平信号；

所述单片机，用于在接收到所述霍尔开关输出的第一电平信号时，控制所述被控电路休眠，在接收到所述霍尔开关输出的第二电平信号时，控制所述被控电路工作。

优选地，所述被控电路包括采样电路和充电电路，所述充电电路具有输入端、输出端和被控制端，所述充电电路的输入端用于与充电电源连接，所述充电电路的输出端用于与蓄电池连接，所述充放电电路的被控制端与所述单片机连接；所述采样电路的输入端与所述蓄电池连接，所述采样电路的输出端与所述单片机连接；

所述采样电路，用于在工作时，检测所述蓄电池的电压，并输出至所述单片机；

所述单片机，还用于根据所述采样电路检测的所述蓄电池的电压，输出第一控制信号或者第二控制信号，控制所述充电电路工作或者休眠；

所述充电电路，用于在接收到所述第一控制信号时，导通所述充电电源和所述蓄电池之间的通路；在接收到所述第二控制信号时，断开所述充电电源和所述蓄电池之间的通路。

优选地，所述被控电路还包括放电电路，所述放电电路具有输入端、输出端和被控制端，所述放电电路的输入端用于与所述蓄电池连接，所述放电电路的输出端用于与用电器连接，所述放电电路的被控制端与所述单片机连接；

所述单片机，用于根据所述采样电路检测的所述蓄电池的电压，输出第三控制信号或者第四控制信号，控制所述放电电路工作或者休眠；

所述放电电路，用于在接收到所述第四控制信号时，导通所述蓄电池和所述用电器之间的通路；在接收到所述第三控制信号时，断开所述蓄电池和所述用电器之间的通路。

优选地，所述霍尔开关的唤醒及休眠电路还包括上拉电路，所述上拉电路的输入端分别与所述供电电源及所述霍尔开关的电源输入端连接，所述上拉电路的输出端分别与所述单片机的信号输入端及所述霍尔开关的信号输出端连接；

所述上拉电路，用于在所述单片机工作时，稳定输入单片机的电压。

优选地，所述上拉电路为第一电阻，所述第一电阻的第一端分别与所述供电电源及所述霍尔开关的电源输入端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述单片机的信号输入端及所述霍尔开关的信号输出端连接。

优选地，所述充电电路包括第一MOS管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第一电容和第二电容；

所述第一MOS管的栅极分别与所述第二电阻的第一端及第三电阻的第一端连接，所述第一MOS管的源极分别与所述第二电阻的第二端及所述第一二极管的阳极连接，所述第一MOS管的漏极分别与所述第二二极管的阳极及所述第三二极管的阳极连接；所述第三电阻的第二端为所述充电电路的被控制端；所述第四二极管的阳极分别与所述第二二极管的阴极及所述第三二极管的阴极连接，所述第四二极管、第二二极管和第三二极管的连接节点为所述充电电路的输出端，所述第四二极管的阴极分别与所述第五二极管的阴极、所述第四电阻的第一端、所述第一电容的第一端及所述第二电容的第一端连接，所述第一电容和所述第四电阻的连接节点为所述充电电路的输入端；所述第一二极管的阴极与所述第四电阻的第二端连接；所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端及所述第五二极管的阳极均接地。

优选地，所述放电电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第二MOS管和第三MOS管；

所述第五电阻的第一端为所述放电电路的被控制端，所述第五电阻的第二端分别与所述第二MOS管的栅极、第三MOS管的栅极及所述第六电阻的第一端连接；所述第二MOS管的源极分别与所述第三MOS管的源极、所述第七电阻的第一端、所述第八电阻的第一端、所述第九电阻的第一端和所述第十电阻的第一端连接，所述第二MOS管的漏极、所述第三MOS管的漏极和所述第六电阻的第二端均接地；所述第七电阻的第二端分别与所述第八电阻的第二端、所述第九电阻的第二端、所述第十电阻的第二端及所述第十一电阻的第一端连接，所述第十电阻与所述第十一电阻的连接节点与所述用电器的输出端连接，所述第十一电阻的第二端分别与所述用电器的输入端及所述蓄电池连接。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种太阳能电池系统，包括如上所述的霍尔开关的唤醒及休眠电路。

优选地，所述太阳能电池系统还包括：蓄电池和充电电源，所述霍尔开关的唤醒及休眠电路的被控电路具有输入端和输出端，所述被控电路的输入端与所述充电电源连接，所述被控电路的输出端与所述蓄电池连接。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种太阳能灯具，包括如上所述的太阳能电池系统。

本实用新型提出的一种霍尔开关的唤醒及休眠电路，包括被控电路、霍尔开关、外部磁性件和单片机。通过将所述霍尔开关的电源输入端与供电电源连接，所述霍尔开关的接地端接地，所述霍尔开关的信号输出端与所述单片机的信号输入端连接。所述单片机的信号输出端与所述被控电路连接。霍尔开关在外界磁性器件输入霍尔元件的磁感应强度达到预设磁性强度值时，输出翻转电平至单片机。然后单片机接收霍尔开关输出电平，并控制所述被控电路的导通状态。最后被控电路根据单片机的控制信号，导通或者关闭。在被控电路处于关闭状态时，霍尔开关的唤醒及休眠电路中仅有霍尔开关耗电，从而解决了现有的太阳能灯具在存放或者待机时耗电量较大的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的霍尔开关的唤醒及休眠电路的模块示意图；

图2为本实用新型的霍尔开关的唤醒及休眠电路的电路示意图；

图3为本实用新型的充电电路的电路示意图；

图4为本实用新型的放电电路的电路示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为解决现有的太阳能灯具在存放或者待机时耗电量较大的技术问题，本实用新型提供一种霍尔开关的唤醒及休眠电路。

在一实施例中，如图1、2所示，霍尔开关的唤醒及休眠电路包括被控电路105、霍尔开关103、磁性件101和单片机104。所述霍尔开关103的电源输入端与供电电源连接，霍尔开关103的信号输出端与单片机104的信号输入端连接；单片机104的信号输出端与被控电路105连接。

其中，霍尔开关103感应磁性件101的磁感应强度，并在磁感应强度达到预设磁性强度值时，输出第一电平信号，在磁感应强度低于预设磁性强度值时，输出第二电平信号。此时，磁感应强度的预设磁性强度值是根据霍尔开关103的类型而决定的，在霍尔开关103低于或者高于预设磁性强度值时，霍尔开关103翻转。在本实施例中，若是霍尔开关103感应到磁性件101的磁感应强度等于预设磁性强度值时，输出第一电平信号，可选地，此时第一电平信号为低电平，单片机104在接收到霍尔开关103输出的第一电平信号时，控制被控电路105休眠，此时整个系统中仅有霍尔开关103工作，被控电路处于休眠状态，因此实现低功耗休眠。若是霍尔开关103感应到磁性件101的磁感应强度低于预设磁性强度值时，输出的第二电平信号，单片机104 在接收到霍尔开关103输出的第二电平信号时，控制被控电路105工作，此时电路导通。可选地，此时第二电平信号为低电平。值得注意的是，在各种用电器制造完成到安装会经历一段运输过程，因为出厂时用电器会做各种测试，而且各个用电器都会有蓄电池，或者是用于给休眠电路供电或者是给整个用电器供电，在出场测试时，会对这些蓄电池进行充电，然后测试性能。最后出厂然后运输至安装目的的，在这个运输过程中，蓄电池所在的电路会一直给休眠电路供电，从而一直小功率放电，从而使得蓄电池的电量逐渐减少，最后可能使得蓄电池剩余电量不足以支撑休眠电路的工作，从而影响后续安装的准确性和可靠性。特别是蓄电池电量输出完毕后或者是有外界电流作用时，可能会对蓄电池或者是整个用电器造成不可逆转的损伤。而在本实施例中的霍尔开关的唤醒及休眠电路解决了上述问题，本实施例中的技术方案可以使得霍尔开关的唤醒及休眠电路无需预置信号接收电路，即在休眠时无需额外设置休眠电源接受外界唤醒及休眠信号，另外，设置霍尔开关103 还可以在磁性件101的作用下断开电路，使得外界电流或者可能流经用电器的电流无法通过感生磁场或者感生电场，去影响霍尔开关的唤醒及休眠电路的休眠状态和唤醒状态，较好的隔绝了外界干扰，更加可靠的实现了低功耗休眠，另外，由于部件简单，实现功能效果好，可广泛应用于各种设备上，具有极大的经济价值。

可选地，如图3所示，被控电路105包括采样电路和充电电路，充电电路具有输入端、输出端和被控制端，充电电路的输入端用于与充电电源连接，充电电路的输出端用于与蓄电池连接，充电电路的被控制端与单片机104连接；采样电路的输入端与蓄电池连接，采样电路的输出端与单片机104连接。

其中，采样电路在工作时，检测蓄电池的电压，并输出至单片机104。单片机104根据采样电路检测的蓄电池的电压，输出第一控制信号或者第二控制信号，控制充电电路工作或者休眠，此时，将采集到的蓄电池的电压与实时充电电源电压比对，在此实施例中，可选地，充电电源为太阳能板，所以实时充电电源电压为此时太阳能板转化的电压，即光控电压，将光控电压与蓄电池的电压比较，当光控电压大于蓄电池的电压时，单片机104输出第一控制信号，充电电路在接收到第一控制信号后，导通充电电源和蓄电池之间的通路，即太阳能板开始给蓄电池充电。当光控电压低于蓄电池的电压时，单片机104输出第二控制信号，充电电路在接收到第二控制信号后，断开充电电源和蓄电池之间的通路，从而停止给蓄电池充电。在这一实施例中，通过检测蓄电池电压与充电电源比对，可以控制蓄电池的充电状态，以实现自我调节的功能，无需额外的控制电路或者人工控制。用于太阳能系统中，将太阳能板的光控电压与蓄电池电压比对，不光可以实现对蓄电池的智能充电，还可以从依据电压判断出此时外界环境处于白天(有光)还是黑夜(无光)，在白天时，太阳能板的光控电压会高于蓄电池电压，给蓄电池充电，从而实现蓄电池的智能充电，方便太阳能系统的循环使用，具备较强的自我调节功能。

可选地，如图4所示，被控电路105还包括放电电路，放电电路具有输入端、输出端和被控制端，放电电路的输入端用于与蓄电池连接，放电电路的输出端用于与用电器连接，放电电路的被控制端与单片机104连接。

其中，单片机104根据采样电路检测的蓄电池的电压，输出第三控制信号或者第四控制信号，控制放电电路工作或者休眠。此时，将采集到的蓄电池的电压与实时充电电源电压比对，在此实施例中，充电电源为太阳能板，所以实时充电电源电压为此时太阳能板转化的电压，即光控电压，将光控电压与蓄电池的电压比较，当光控电压大于蓄电池的电压时，单片机104输出第三控制信号，放电电路在接收到第三控制信号后，断开蓄电池和用电器之间的通路，即蓄电池停止放电。当光控电压低于蓄电池的电压时，单片机104 输出第四控制信号，放电电路在接收到第四控制信号后，导通蓄电池和用电器之间的通路，即蓄电池开始放电。在这一实施例中，通过检测蓄电池电压与充电电源比对，可以控制蓄电池的放电状态，以实现自我调节的功能，无需额外的控制电路或者人工控制。用于太阳能系统中，将太阳能板的光控电压与蓄电池电压比对，不光可以实现对蓄电池的智能充电和放电，还可以从依据电压判断出此时外界环境处于白天(有光)还是黑夜(无光)，在白天时，太阳能板的光控电压会高于蓄电池电压，给蓄电池充电，在晚上时，太阳能板的光控电压会低于蓄电池电压，给蓄电池放电。从而实现蓄电池的智能充放电，方便太阳能系统的循环使用。

可选地，霍尔开关的唤醒及休眠电路还包括上拉电路，上拉电路的输入端分别与供电电源及霍尔开关103的电源输入端连接，上拉电路的输出端分别与单片机104的信号输入端及霍尔开关103的信号输出端连接。

其中，上拉电路在单片机104工作时，稳定输入单片机104中的电压，即在霍尔开关103断开时，上拉电路为单片机104提供一个高电平，使得单片机104输出控制信号控制相应被控电路105工作。上拉电路稳定输入单片机104的电压，使得给单片机104的电压更为稳定，控制过程更为精确。

可选地，上拉电路为第一电阻，第一电阻的第一端分别与供电电源及霍尔开关103的电源输入端连接，第一电阻的第二端分别与单片机104的信号输入端及霍尔开关103的信号输出端连接。

可选地，充电电路包括第一MOS管Q1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管 D4、第五二极管D5、第一电容C1和第二电容C2。第一MOS管Q1的栅极分别与第二电阻R2的第一端及第三电阻R3的第一端连接，第一MOS管Q1 的源极分别与第二电阻R2的第二端及第一二极管D1的阳极连接，第一MOS 管Q1的漏极分别与第二二极管D2的阳极及第三二极管D3的阳极连接；第三电阻R3的第二端为充电电路的被控制端。第四二极管D4的阳极分别与第二二极管D2的阴极及第三二极管D3的阴极连接，第四二极管D4、第二二极管D2和第三二极管D3的连接节点为充电电路的输出端，第四二极管D4 的阴极分别与第五二极管D5的阴极、第四电阻R4的第一端、第一电容C1 的第一端及第二电容C2的第一端连接，第一电容C1和第四电阻R4的连接节点为充电电路的输入端。第一二极管D1的阴极与第四电阻R4的第二端连接。第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端及第五二极管D5的阳极均接地。

其中，当太阳能板的光控电压高于蓄电池电压，充电电路的被控制端输入的第一控制信号为高电平，此时，控制信号通过被控制端流经第二电阻R2 和第三电阻R3，并流经第一MOS管Q1使得第一MOS管Q1导通，然后流经第二二极管D2和第三二极管D3，并导通第四二极管D4，此时，充电电路的输入端即充电电源与蓄电池连接，并在第一电容C1和第二电容C2的作用下滤去交流信号。从而使得蓄电池获得的电压稳定。当太阳能板的光控电压低于蓄电池电压，充电电路的被控制端输入的第一控制信号为低电平，控制信号通过被控制端流经第二电阻R2和第三电阻R3，使得第一MOS管Q1断开，因此第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4均断开，充电电路的输入端即充电电源与蓄电池的通路断开。

优选地，放电电路包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第二MOS管Q2 和第三MOS管Q3。

第五电阻R5的第一端为放电电路的被控制端，第五电阻R5的第二端分别与第二MOS管Q2的栅极、第三MOS管Q3的栅极及第六电阻R6的第一端连接；第二MOS管Q2的源极分别与第三MOS管Q3的源极、第七电阻 R7的第一端、第八电阻R8的第一端、第九电阻R9的第一端和第十电阻R10 的第一端连接，第二MOS管Q2的漏极、第三MOS管Q3的漏极和第六电阻 R6的第二端均接地；第七电阻R7的第二端分别与第八电阻R8的第二端、第九电阻R9的第二端、第十电阻R10的第二端及第十一电阻R11的第一端连接，第十电阻R10与第十一电阻R11的连接节点与用电器的输出端连接，第十一电阻R11的第二端分别与用电器的输入端及蓄电池连接。

其中，当太阳能板的光控电压低于蓄电池电压，放电电路的被控制端输入的第四控制信号为高电平，第四控制信号经第五电阻R5分别流入第二MOS 管Q2和第三MOS管Q3，使得第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通，即蓄电池与负载第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第十三二极管、第十四二极管、第五二极管D5、第十六二极管、第十七二极管形成通路，蓄电池给负载供电。当当太阳能板的光控电压高于蓄电池电压，充电电路的被控制端输入的第三控制信号为低电平，第三控制信号经第五电阻R5分别流入第二MOS管Q2和第三MOS管Q3，使得第二MOS管Q2和第三MOS管Q3断开，即蓄电池与负载之间并未形成通路，从而断开放电电路。达到控制保护蓄电池的目的。

以下结合图1、2、3、4对本实用新型的电路原理进行说明：

霍尔开关103感应到磁性件101的磁感应强度等于预设磁性强度值时，输出第一电平信号，此时第一电平信号为低电平，单片机104在接收到霍尔开关103输出的第一电平信号时，控制被控电路105休眠，此时整个系统中仅有霍尔开关103运行，耗电量极低。若是霍尔开关103感应到磁性件101 的磁感应强度低于预设磁性强度值时，输出的第二电平信号，单片机104在接收到霍尔开关103输出的第二电平信号时，控制被控电路105工作，此时电路导通，单片机104开始工作。

当太阳能板的光控电压高于蓄电池电压，充电电路的被控制端输入的第一控制信号为高电平，此时，控制信号通过被控制端流经第二电阻R2和第三电阻R3，并流经第一MOS管Q1使得第一MOS管Q1导通，然后流经第二二极管D2和第三二极管D3，并导通第四二极管D4，此时，充电电路的输入端即充电电源与蓄电池连接，并在第一电容C1和第二电容C2的作用下滤去交流信号。从而使得蓄电池获得的电压稳定。当太阳能板的光控电压低于蓄电池电压，充电电路的被控制端输入的第一控制信号为低电平，控制信号通过被控制端流经第二电阻R2和第三电阻R3，使得第一MOS管Q1断开，因此第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4均断开，充电电路的输入端即充电电源与蓄电池的通路断开。

当太阳能板的光控电压低于蓄电池电压，放电电路的被控制端输入的第四控制信号为高电平，第四控制信号经第五电阻R5分别流入第二MOS管Q2 和第三MOS管Q3，使得第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通，即蓄电池与负载第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第十三四极管、第十四二极管、第五二极管 D5、第十六二极管、第十七二极管形成通路，蓄电池给负载供电。当太阳能板的光控电压高于蓄电池电压，充电电路的被控制端输入的第三控制信号为低电平，第三控制信号经第五电阻R5分别流入第二MOS管Q2和第三MOS 管Q3，使得第二MOS管Q2和第三MOS管Q3断开，即蓄电池与负载之间并未形成通路，从而断开放电电路。达到控制保护蓄电池的目的。

以上霍尔开关的唤醒及休眠电路与充电电路及放电电路一起作用，全面的保护了霍尔开关的唤醒及休眠电路运输和投入使用中可能遇到的多种高压低压以及外部电源干扰的情况，可以根据外接光线强弱灵活改变充放电状态，具有较高的自适性和较高的经济价值。解决了现有的太阳能灯具在存放或者待机时耗电量较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种太阳能电池系统，包括如上的霍尔开关的唤醒及休眠电路。

该太阳能电池系统包括霍尔开关的唤醒及休眠电路。该太阳能电池系统的工作原理可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的太阳能电池系统采用了上述霍尔开关的唤醒及休眠电路的技术方案，因此太阳能电池系统具有上述霍尔开关的唤醒及休眠电路所有的有益效果。

可选地，太阳能电池系统还包括：蓄电池和充电电源，霍尔开关的唤醒及休眠电路的被控电路105具有输入端和输出端，被控电路的输入端与充电电源连接，被控电路的输出端与蓄电池连接。

可选地，太阳能电池系统还包括：蓄电池和用电器，霍尔开关的唤醒及休眠电路的被控电路105具有输入端和输出端，被控电路的输入端与用电连接，被控电路的输出端与蓄电池连接。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种太阳能灯具，包括如上的太阳能电池系统。

该太阳能灯具包括太阳能电池系统。该太阳能灯具的工作原理可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的太阳能灯具采用了上述太阳能电池系统的技术方案，因此太阳能灯具具有上述太阳能电池系统所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。