一种控制电路板、控制芯片及控制系统的制作方法

本申请涉及能源控制技术领域，具体而言，涉及一种控制电路板、控制芯片及控制系统。

背景技术：

太阳能户外led(lightemittingdiode，发光二极管)灯以其高光效，无需电费，无需室外防水布线、低成本等优势开始在国内外流行起来。这类灯具采用太阳能电池作为能量输入，通过控制电路板来实现通过太能照射将能量存储于锂电池内，以及将锂电池内的能量发出用于点亮led灯。但是现有控制电路板有线路复杂，元器件过多，电路设计成本偏高的缺点。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种控制电路板、控制芯片及控制系统，用以解决相关技术中，控制电路板线路复杂，元器件过多，电路设计成本成本偏高的问题。

本申请实施例提供了一种控制电路板，包括：印刷电路板；控制芯片，设置在所述印刷电路板上，所述控制芯片包括第一输入引脚、第二输入引脚、第一输出引脚，第二输出引脚；第一正极接口和第一负极接口，设置在所述印刷电路板上，所述第一正极接口用于与太阳能电池板的正极连接，且所述第一正极接口与所述第一输入引脚连接；所述第一负极接口用于与所述太阳能电池板的负极连接；第二正极接口和第二负极接口，设置在所述印刷电路板上，所述第二正极接口用于与可充电电池的正极连接，所述第二负极接口用于与所述可充电电池的负极连接，且所述第二正极接口与所述第一输出引脚连接，所述第二负极接口分别与所述第二输出引脚和所述第一负极接口连接；第三正极接口和第三负极接口，设置在所述印刷电路板上，所述第三正极接口用于与发光元件的输入端连接，且所述第三正极接口分别与所述第一输出引脚、所述第二正极接口连接；所述第三负极接口用于与所述发光元件的输出端连接，且所述第三负极接口还与所述第二输入引脚连接；所述控制芯片用于将经由所述第一输入引脚输入的电流通过所述第一输出引脚输出，以对所述可充电电池进行充电；将所述第二输入引脚和所述第二输出引脚导通，以使所述发光元件发光。

在上述实现结构中，控制电路板通过第一正极接口和第一负极接口与太阳能电池板连接，通过第二正极接口和第二负极接口与可充电电池连接，通过第三正极接口和第三负极接口与发光元件连接，并通过控制芯片来自动控制引脚的导通，从而实现对太阳能电池板、可充电电池和发光元件之间的通断控制。这样，由于将控制功能集成到了控制芯片上，这就使得整个控制电路板上所需设置的元件很少，线路简单，在电路设计时只需要设计控制芯片和各正负极接口的连接线路即可，降低了设计成本。

进一步地，所述控制芯片还包括第三输入引脚；所述第三输入引脚与所述第一正极接口连接，以获取所述太阳能电池板输出的电压；所述控制芯片用于在所述太阳能电池板输出的电压大于预设电压阈值时，将经由所述第一输入引脚输入的电流通过所述第一输出引脚输出，以对所述可充电电池进行充电；并在所述太阳能电池板输出的电压小于等于所述预设电压阈值时，将所述第二输入引脚和所述第二输出引脚导通，以使所述发光元件发光。

在上述实现结构中，控制芯片通过专门的第三输入引脚来获取太阳能电池板输出的电压，进而依据太阳能电池板输出的电压来自动控制第一输入引脚和第一输出引脚输出的导通，或第二输入引脚和第二输出引脚的导通。即实现了基于太阳能电池板输出的电压对可充电电池进行充电，以及对发光元件发光的自动化控制。

进一步地，所述控制芯片还包括接地引脚；所述接地引脚与所述第一负极接口连接。

在上述实现结构中，将接地极设置在了控制芯片内，使得太阳能电池板和可充电电池的负极在控制芯片内接地，不需要在印刷电路板上额外的接地区域。此外，通过设置接地引脚，也使得整个系统更加稳定。

进一步地，所述控制电路板还包括：直流阻断电容，设置在所述印刷电路板上；所述第二正极接口通过所述直流阻断电容与所述接地引脚连接。

在上述实现结构中，通过直流阻断电容将第二正极接口与接地引脚连接，这就使得在通过第二正极接口为可充电电池进行充电时，可以将充电过程中产生的干扰电流(交流电流)引入接地引脚，从而降低充电过程中的干扰，提升充电效率。

进一步地，所述控制电路板还包括：第一开关；所述第一开关设置于所述第一输入引脚和所述第一正极接口之间，以控制所述第一输入引脚和所述第一正极接口之间的导通。

在上述实现结构中，在第一输入引脚和第一正极接口之间设置第一开关，这样通过第一开关则可以使得用户可以人为控制是否需要通过太阳能电池板对可充电电池进行充电，从而提升了控制电路板的可操控性。

进一步地，所述控制电路板还包括：第二开关；所述第二开关设置于所述第二正极接口和所述第三正极接口之间，以控制所述第二正极接口和所述第三正极接口之间的导通。

在上述实现结构中，在第二正极接口和第三正极接口之间设置第二开关，这样通过第二开关则可以使得用户可以人为控制是否需要通过可充电电池对发光元件供电使得发光元件发光，从而提升了控制电路板的可操控性。

进一步地，所述控制电路板还包括：可调电阻；所述可调电阻设置于所述第三负极接口与所述第二输入引脚之间。

在上述实现结构中，通过在第三负极接口与第二输入引脚之间设置可调电阻，从而使得用户可以通过调节该可调电阻的大小来实现对发光元件发光亮度的调整，从而提升控制电路板的可操控性。

本申请实施例还提供一种控制系统，包括：太阳能电池板、可充电电池、发光元件以及上述任一种结构的控制电路板；所述太阳能电池板的正极与所述控制电路板的第一正极接口连接；所述太阳能电池板的负极与所述控制电路板的第一负极接口连接；所述可充电电池的正极与所述控制电路板的第二正极接口连接；所述可充电电池的负极与所述控制电路板的第二负极接口连接；所述发光元件的输入端与所述控制电路板的第三正极接口连接；所述发光元件的输出端与所述控制电路板的第三负极接口连接。

在上述实现结构中，控制电路板通过第一正极接口和第一负极接口与太阳能电池板连接，通过第二正极接口和第二负极接口与可充电电池连接，通过第三正极接口和第三负极接口与发光元件连接，并通过控制芯片来自动控制引脚的导通，从而实现对太阳能电池板、可充电电池和发光元件之间的通断控制。这样，由于将控制功能集成到了控制芯片上，这就使得整个控制系统中，控制电路板上所需设置的元件很少，线路简单，在电路设计时只需要设计控制芯片和各正负极接口的连接线路即可，降低了设计成本。

本申请实施例还提供一种控制芯片，包括电压选通电路、第一输入引脚、第二输入引脚，第三输入引脚，第一输出引脚，第二输出引脚；所述第三输入引脚通过所述电压选通电路与所述第二输出引脚连接；所述第三输入引脚用于与太阳能电池板的正极连接；所述第二输出引脚用于与所述太阳能电池板的负极连接；所述第三输入引脚用于获取所述太阳能电池板输出的电压并输出给所述电压选通电路；所述电压选通电路用于在所述太阳能电池板输出的电压大于预设电压阈值时，将所述第一输入引脚和所述第一输出引脚导通；在所述太阳能电池板输出的电压小于等于预设电压阈值时，将所述第二输入引脚和所述第二输出引脚导通。

在上述实现结构中，通过控制芯片来自动控制引脚的导通，在设计控制电路板时，整个控制电路板上所需设置的元件很少，线路简单，在电路设计时只需要设计控制芯片和各正负极接口的连接线路即可，降低了设计成本。

进一步地，所述控制芯片还包括接地引脚；所述接地引脚接地，并用于与所述太阳能电池板的负极连接。

在上述实现结构中，将接地极设置在了控制芯片内，使得太阳能电池板的负极在控制芯片内接地，可以使得整个控制芯片接入控制系统时系统更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种控制系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种控制电路板的基本结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种较具体的控制电路板的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种控制芯片的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种较具体的控制电路板的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种设有直流阻断电容的控制电路板的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种设有第一开关的控制电路板的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种设有第二开关的控制电路板的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种设有可调电阻的控制电路板的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种设有保护电阻的控制电路板的结构示意图。

图标：1-控制电路板；100-印刷电路板；101-控制芯片；102-第一正极接口；103-第一负极接口；104-第二正极接口；105-第二负极接口；106-第三正极接口；107-第三负极接口；1011-第一输入引脚；1012-第二输入引脚；1013-第三输入引脚；1014-第一输出引脚；1015-第二输出引脚；1016-接地引脚；1017-电压选通电路；10171-电磁铁；10172-导电结构；10173-微型弹簧；108-直流阻断电容；109-第一开关；110-第二开关；111-可调电阻；112-保护电阻；2-太阳能电池板；3-可充电电池；4-发光元件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

实施例一：

请参看图1，图1为本申请实施例提供的一种控制系统的结构示意图。在本申请实施例中，控制系统包括太阳能电池板2，可充电电池3，发光元件4，以及分别与太阳能电池板2、可充电电池3、发光元件4连接的控制电路板1。

参见图2所示，图2为本申请实施例提供的一种控制电路板1的结构示意图。控制电路板1包括印刷电路板100、以及设置于印刷电路板100上的控制芯片101、第一正极接口102、第一负极接口103、第二正极接口104、第二负极接口105、第三正极接口106和第三负极接口107。

控制芯片101包括第一输入引脚1011、第二输入引脚1012、第一输出引脚1014，第二输出引脚1015。而第一正极接口102、第一负极接口103、第二正极接口104、第二负极接口105、第三正极接口106和第三负极接口107设置于印刷电路板100中，控制芯片101的设置的区域以外。示例性的，可以将第一正极接口102、第一负极接口103、第二正极接口104、第二负极接口105、第三正极接口106和第三负极接口107设置于印刷电路板100的边缘区域以便于接线。

第一正极接口102用于与太阳能电池板2的正极连接，第一负极接口103用于与太阳能电池板2的负极连接。且第一正极接口102与所述第一输入引脚1011连接。

第二正极接口104用于与可充电电池3的正极连接，第二负极接口105用于与可充电电池3的负极连接。且第二正极接口104与第一输出引脚1014连接，第二负极接口105分别与第二输出引脚1015和第一负极接口103连接。示例性的，在本申请实施例中，可以将第一负极接口103和第二负极接口105就近设置以便于第一负极接口103和第二负极接口105之间的连接。可选的，在物理实现上可以将第一负极接口103和第二负极接口105的功能通过为一个实体接口来实现，此时该接口即可以与太阳能电池板2的负极连接，也可以与可充电电池3的负极连接。需要说明的是，本申请实施例中的可充电电池3包括但不限于锂电池、铅酸蓄电池、镍金属氢电池等。

第三正极接口106用于与发光元件4的输入端连接，第三负极接口107用于与发光元件4的输出端连接。且第三正极接口106还分别与第一输出引脚1014、第二正极接口104连接；第三负极接口107还与第二输入引脚1012连接。可选的，在本申请实施例中，第一正极接口102和第一负极接口103之间可以在印刷电路板100上就近设置，以便于与太阳能电池板2之间进行接线；同理，第二正极接口104和第二负极接口105之间也可以在印刷电路板100上就近设置，第三正极接口106和第三负极接口107之间可以也在印刷电路板100上就近设置。

这样，在控制芯片101控制第一输入引脚1011和第一输出引脚1014导通时，太阳能电池板2和可充电电池3之间即形成了闭合环路，从而使得太阳能电池板2即可以对可充电电池3进行充电。而在控制芯片101控制第二输入引脚1012和第二输出引脚1015导通时，即可以使得可充电电池3与发光元件4之间形成闭合环路，从而使得可充电电池3为发光元件4供电，以使发光元件4发光。需要说明的是，本申请实施例中发光元件4是指由电流驱动实现发光的元件，包括但不限于led灯、钨丝灯、荧光灯等。

在本申请实施例中，可以参见图3所示，控制芯片101还可以包括专门用于获取太阳能电池板2输出电压的第三输入引脚1013，而第三输入引脚1013直接与第一正极接口102连接。

参见图4所示，为了实现控制芯片101的自动导通控制，在控制芯片101内可以设置电压选通电路1017，电压选通电路1017的输入端与第三输入引脚1013连接，输出端与第二输出引脚1015连接，从而通过第三输入引脚1013连接太阳能电池板2的正极，通过第二输出引脚1015连接太阳能电池板2的负极。电压选通电路1017与太阳能电池板2构成闭合回路，从而获取到太阳能电池板2输出的电压。

需要理解的是，本申请实施例中电压选通电路1017的作用在于：在太阳能电池板2输出的电压大于预设电压阈值时，将经由第一输入引脚1011输入的电流通过第一输出引脚1014输出，以对可充电电池3进行充电；并在太阳能电池板2输出的电压小于等于预设电压阈值时，将第二输入引脚1012和第二输出引脚1015导通，以使发光元件4发光。

为实现这一控制功能，本申请实施例中电压选通电路1017的实现结构可以为如图4所示的结构，包括电磁铁10171，可被电磁铁10171吸附的导电结构10172，以及设置于芯片壳体与导电结构10172之间的微型弹簧10173。需要注意的是，在本申请实施例中，电磁铁10171上的线圈分别与第三输入引脚1013和第二输出引脚1015连接，从而接收电流；而导电结构10172可以由铁等可被电磁铁10171吸附的导电材料制成，或者可以为朝向电磁铁10171一侧附着磁性材料的铜线。参见图4所示，在电磁铁10171的线圈接收到电流大于预设电流阈值时(由于电流与电压正相关，因此也可以认为在线圈接收到电压大于预设电压阈值时)，电磁铁10171会产生磁性，从而使得导电结构10172克服微型弹簧10173的弹性被吸附到第一输入引脚1011和第一输出引脚1014之间，从而使得第一输入引脚1011和第一输出引脚1014导通；同理，在电磁铁10171的线圈接收到电压小于等于预设电压阈值时，由于微型弹簧10173的作用会使得导电结构10172回落至第二输入引脚1012和第二输出引脚1015之间，从而使得第二输入引脚1012和第二输出引脚1015导通。

需要说明的是，本申请实施例中，线圈匝数、电磁铁10171内芯大小、材料、微型弹簧10173的弹性值等不同，均会导致电磁铁10171克服微型弹簧10173的弹性所需的电压不同。因此可以通过控制线圈匝数、电磁铁10171内芯大小、材料、微型弹簧10173的弹性值来设置电压阈值。

应当理解的是，图4中所示的电压选通电路1017的结构只是本申请实施例中可选的一种结构，不代表本申请实施例仅可采用该结构来实现电压选通电路1017。事实上只要能实现本申请实施例中电压选通电路1017所要求的功能的结构均应当落入本申请的保护范围内。例如，本申请实施例中电压选通电路1017也可以通过常见的电压检测电路和受控选通开关连接实现。

应当注意的是，太阳能电池板2所输出的电压受所接收到的光照强度的影响，在接收到的光照强度弱时，其输出的电压会较小。而为了防止太阳能电池板2的电压小于可充电电池3的电压，以使得可充电电池3放电对太阳能电池板2造成损伤的情况，在本申请实施例中，还可以在控制芯片101内的第一输入引脚1011和第二输入引脚1012之间设二极管，从而利用二极管的单向导通特性防止可充电电池3逆向对太阳能电池板2放电。应当理解的是，二极管也可以设置在第一输入引脚1011于第一正极接口102之间，或者设置在第一输出引脚1014和第二正极接口104之间。

在本申请实施例中，参见图5所示，控制芯片101还包括接地引脚1016，接地引脚1016接地并与第一负极接口103连接。需要说明的是，在实际应用中，大地可以看做一个能力很强大的等势体，很难有干扰可以改变它的电势。因此在将接地引脚1016与第一负极接口103连接后，充放电过程中，电路中的干扰电流即可输出至大地，消除电路中的干扰，提升稳定性。

在本申请实施例中，参见图6所示，还可以在印刷电路板100上设置直流阻断电容108；并通过直流阻断电容108将第二正极接口104与接地引脚1016连接。这样利用电容阻断直流，导通交流的特性，即可将充电过程中产生的干扰电流(交流电流)引入接地引脚1016，从而降低充电过程中的干扰，提升充电效率。

在本申请实施例中，参见图7所示，还可以在第一输入引脚1011和第一正极接口102之间设置第一开关109，以控制第一输入引脚1011和第一正极接口102之间的导通，这样通过第一开关109则可以使得用户可以人为控制是否需要通过太阳能电池板2对可充电电池3进行充电，从而提升了控制电路板1的可操控性。

在本申请实施例中，参见图8所示，还可以在第二正极接口104和第三正极接口106之间设置第二开关110，以控制第二正极接口104和第三正极接口106之间的导通，这样通过第二开关110则可以使得用户可以人为控制是否需要通过可充电电池3对发光元件4供电使得发光元件4发光，从而提升了控制电路板1的可操控性。

应当理解的是，在本申请实施例中第二开关110也可以设置于第三负极接口107与第二输入引脚1012之间，或设置于第二输出引脚1015和第二负极接口105之间。

还需要说明的是，本申请实施例中第一开关109与第二开关110包括但不限于触控开关、按钮开关等。

在本申请实施例中，参见图9所示，还可以在第三负极接口107与第二输入引脚1012之间设置可调电阻111。这样，通过调节该可调电阻111的大小即可实现对发光元件4发光亮度的调整，从而提升控制电路板1的可操控性。

应当理解的是，在本申请实施例中可调电阻111也可以设置在第二正极接口104与第三正极接口106之间。

在本申请实施例中，为了避免出现太阳能电池板2正负极短路时烧毁控制芯片101，参见图10所示，可以在第一输入引脚1011与第一正极接口102之间设置一个保护电阻112，从而在太阳能电池板2正负极短路时将电压集中到保护电阻112上，从而保证控制芯片101的安全。

综上所述，本申请实施例提供一种控制电路板1、控制芯片101以及控制系统，控制电路板1通过第一正极接口102和第一负极接口103与太阳能电池板2连接，通过第二正极接口104和第二负极接口105与可充电电池3连接，通过第三正极接口106和第三负极接口107与发光元件4连接，并通过控制芯片101来自动控制引脚的导通，从而实现对太阳能电池板2、可充电电池3和发光元件4之间的通断控制。这样，由于将控制功能集成到了控制芯片上，这就使得整个控制电路板1上所需设置的元件很少，线路简单，在电路设计时只需要设计控制芯片101和各正负极接口的连接线路即可，降低了设计成本。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。