太阳城集团

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一种可充电电池过放保护电路.pdf

摘要
申请专利号:

CN201210243308.X

申请日:

2012.07.13

公开号:

CN102769275B

公开日:

2015.01.21

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):H02H 7/18变更事项:专利权人变更前:深圳市富满电子有限公司变更后:深圳市富满电子集团股份有限公司变更事项:地址变更前:518000 广东省深圳市福田区格林路59号美视工业厂房三楼北侧变更后:518000 广东省深圳市福田区深南西路车公庙工业区天安数码城时代大厦主楼2403A-1|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H02H 7/18申请日:20120713|||公开
IPC分类号: H02H7/18; H05B37/02 主分类号: H02H7/18
申请人: 深圳市富满电子有限公司
发明人: 吴飞
地址: 518000 广东省深圳市福田区格林路59号美视工业厂房三楼北侧
优先权:
专利代理机构: 深圳市中原力和专利商标事务所(普通合伙) 44289 代理人: 王英鸿
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201210243308.X

授权太阳城集团号:

太阳城集团|||102769275B||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.04.29|||2015.01.21|||2012.12.26|||2012.11.07

法律状态类型:

专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明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。本发明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。

权利要求书

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 1 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 C0 连接在 MOS 管的漏极与源极之间, 反相器 I3 的输入端连接在 MOS 管漏极上, 反 相器 I3 的输出端为滤波单元的输出端。
3: 根据权利要求 1 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 C1 连接在三极管的集电极和发射极之间, 反相器 I4 的输入端连接在三极 管集电极上, 反相器 I4 的输出端为滤波单元的输出端。
4: 根据权利要求 1 至 3 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 1 至 3 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。

说明书


一种可充电电池过放保护电路

    【技术领域】
     本发明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 1 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 1 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。 发明内容 为此, 本发明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, 本发明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。
     其中, 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 C0 连接在 MOS 管的漏极与源极之间, 反相器 I3 的输入端连接在 MOS 管漏极上, 反相器 I3 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 C1 连接在三极管的集电极和发射极之 间, 反相器 I4 的输入端连接在三极管集电极上, 反相器 I4 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。
     本发明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。 附图说明
     图 1 为现有技术中太阳能板 LED 灯电路原理图 ; 图 2 为带本发明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, 结合附图对本发明进行详细描述。
     如图 2 所示, 本实施例提供了一种带本发明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 1 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1光亮度检测单元 欠压检测单元 滤波单元 记忆单元 逻辑控制单元 LED 驱动电路 LED 灯 白天信号持续, 逻辑信号 0 高电平 高电平 0+ 高电平, 转换为低电平 0+ 低电平, 输出低电平 低电平 关闭 白天刚转黑天时, 逻辑信号 1 高电平 高电平 1+ 高电平, 保持低电平 1+ 低电平, 输出高电平 高电平 点亮表2结合表 1 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太阳城集团超过滤波单元 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 1。 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 1 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 点亮。
     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 输出一个太阳城集团很短的低电平脉冲, 该低电平没有 超过滤波单元 35 预置太阳城集团宽度, 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 输出一个太阳城集团很短的低电平 脉冲, 该低电平没有超过滤波单元 35 预置太阳城集团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太阳城集团长度之后, 即, 欠压检测单元 34 输出的低电平信号超过滤波单元 35 预置的太阳城集团宽度, 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 电平信号持续太阳城集团超过滤波单元预置的太阳城集团宽度时, 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 预置的太阳城集团宽度, 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 预置的太阳城集团宽度, 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 C0 连接在 MOS 管的漏极与源极之间, 反相器 I3 的输入端 连接在 MOS 管漏极上, 反相器 I3 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 C0 开始由电流 源 I0 为其充电, 当充到反相器 I3 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 C0 开始由电流源 I0 为其充电, 但是此时 的可充电电容 C0 还没有充到反相器 I3 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 I7 连接, 可充电电容 C1 连 接在三极管的集电极和发射极之间, 反相器 I4 的输入端连接在三极管集电极上, 反相器 I4 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, 本发明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。
     以上所述仅为本发明的较佳实施例而已, 并不用以限制本发明, 凡在本发明的精 神和原则之内, 所作的任何修改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。

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一种 充电电池 保护 电路
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