專利名稱：可充電電池的過(guò)放保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保節(jié)能電子產(chǎn)品，具體涉及一種太陽(yáng)能照明中可充 電電池的過(guò)放保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能LED照明燈具(如太陽(yáng)能LED路燈、太陽(yáng)能LED草坪燈等) 通常由太陽(yáng)能電池^反、充電電3各、可充電電池、照度4全測(cè)電^各、LED 驅(qū)動(dòng)電路及LED燈組成，結(jié)構(gòu)如圖1如示，白天，LED驅(qū)動(dòng)電3各接收 來(lái)自照度檢測(cè)電路的控制信號(hào)，將LED的電流關(guān)斷，LED不發(fā)光。夜 晚來(lái)臨時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)電路接收來(lái)自照度檢測(cè)電路的控制信號(hào)，對(duì)LED 提供電流使LED發(fā)光。即白天充電、夜間照明。照度檢測(cè)電路用來(lái)檢 查當(dāng)時(shí)是白天還是夜晚，白天，照度檢測(cè)電路輸出一邏揖電平("高" 或者"低")，夜晚則輸出相反的邏揖電平("低"或者"高")。
在這一類白天充電、夜間照明的太陽(yáng)能LED照明燈具中，可充電 電池的壽命制約著整體燈具的壽命。而可充電電池的過(guò)度放電(即可充 電電池存貯的大部分或全部電能被燈具系統(tǒng)用掉)是影響可充電電池壽 命的主要原因之一。因此，這一類燈具通常加有防止可充電電池過(guò)度 放電的保護(hù)電路即過(guò)放保護(hù)電路，以延長(zhǎng)可充電電池的壽命。
目前，具有可充電電池過(guò)放保護(hù)電路的太陽(yáng)能LED照明燈具，結(jié) 構(gòu)如圖2所示，其中，充電電池過(guò)放保護(hù)電路隨時(shí)監(jiān)測(cè)可充電電池的 電壓，當(dāng)該電壓低于某個(gè)設(shè)定的電壓值(稱為過(guò)放保護(hù)電壓Vod)時(shí)，可充電電池過(guò)放保護(hù)電路輸出一邏揖電平("高"或者"低，，)，該邏揖
電平控制LED驅(qū)動(dòng)電路去關(guān)閉LED的電流，即使在夜晚LED也不發(fā) 光。當(dāng)可充電電池的電壓高于過(guò)放保護(hù)電壓Vod時(shí)，可充電電池過(guò)放 保護(hù)電路輸出相反的邏揖電平("低"或者"高")，該邏揖電平控制 LED驅(qū)動(dòng)電路，LED驅(qū)動(dòng)電路在夜間將為L(zhǎng)ED提供電流使LED發(fā)光。
上述過(guò)放保護(hù)電路的缺點(diǎn)在于在夜晚，當(dāng)可充電電池的電壓達(dá) 到過(guò)放保護(hù)電壓Vod時(shí)，LED燈會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合， 客戶不接受這一閃爍現(xiàn)象。
造成這一閃爍現(xiàn)象的原因在于可充電電池的內(nèi)阻?？沙潆婋姵乜?等效于一理想電壓源Vg與其內(nèi)阻Rg的串聯(lián)，如圖3如示，當(dāng)可充電 電池的電能快放完時(shí)，該內(nèi)阻將變得很大?？沙潆婋姵氐牡刃Ю硐腚?壓源電壓為Vg-舊ATRg+VBAT,其中舊AT為可充電電池的放電電流， VBAT是可充電電池兩端的電壓。
在夜間，假定開(kāi)始時(shí)VBAT大于Vod， LED發(fā)光，可充電電池放 電。隨著時(shí)間的推移，VBAT逐漸降低，當(dāng)VBAT接近Vod時(shí)(VBAT 約等于Vod), Vg0=舊ATCTRgO+Vod(VgO、 RgO分別為此時(shí)的可充電 電池的等效理想電壓源電壓和等效內(nèi)阻，舊AT0為此時(shí)的可充電電池 的放電電流)，這時(shí)，可充電電池的等效理想電壓源電壓Vg0與可充電 電池兩端的電壓VBAT-Vod有一差值舊ATCTRgO。隨著時(shí)間的推移， V已AT繼續(xù)降低，當(dāng)VBAT剛好小于Vod時(shí)，LED熄滅，舊AT將接近 于0， VBAT將慢慢恢復(fù)到VBAT=Vg04BAT0*Rg0+Vod>Vod,由于此 時(shí)VBAT〉Vod， LED將被重新點(diǎn)亮。LED重新點(diǎn)亮后，可充電電池的 電流增加，VBAT將再次降到低于Vod， LED再次熄滅，從而導(dǎo)致LED 閃爍。目前，解決閃爍的普通方式是在過(guò)放保護(hù)電路中加遲滯，即當(dāng)
VBAT小于Vod時(shí)，LED熄滅，但VBAT必須大于Vod+Vth (Vth為遲 滯電壓)LED才能^皮重新點(diǎn)亮。從上面的分析可知，如果Vth> 舊ATCTRgO，可避免LED的閃爍。
該方法的缺點(diǎn)是舊ATO和RgO隨不同的燈具變化，例如，LED電 流的大小將直接影響舊AT0，不同種類的可充電電池的Rg0亦不同。 這對(duì)過(guò)放保護(hù)電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是，如何提供一種可充電電池的過(guò)放 保護(hù)電路，能避免LED閃爍并適用于各種太陽(yáng)能照明燈具。
本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題這樣解決構(gòu)建一種可充電電池的過(guò)放保護(hù)電 路，具體包括
充電狀態(tài)檢測(cè)單元，其兩輸入端分別連接所述可充電電池的充電 電路輸入和輸出端；
欠壓檢測(cè)單元，輸入端連接在所述可充電電池的正極；
記憶單元，其一輸入端連接所述欠壓4企測(cè)單元的輸出端，另一糸
俞
入端連接所述充電狀態(tài)4企測(cè)單元的輸出端，該記憶單元這樣工作當(dāng)
天)，記憶單元被置"1";當(dāng)所述充電狀態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)所述充電電路 中沒(méi)有充電電流流過(guò)(晚上)，同時(shí)欠壓檢測(cè)無(wú)效時(shí)保持置"1"狀態(tài) 并輸出使能信號(hào)， 一旦欠壓檢測(cè)有效則置"0"并保持、輸出不允許信邏輯控制電路，其一輸入端連接照度檢測(cè)電路的輸出端，另一輸
入端連接所述記憶單元的輸出端，該邏輯控制電路這樣工作白天根 據(jù)所述照度檢測(cè)電路的輸出產(chǎn)生不允許信號(hào)，晚間根據(jù)所述記憶單元 的輸出產(chǎn)生相應(yīng)控制信號(hào)。
按照本發(fā)明提供的過(guò)放保護(hù)電路，所述欠壓檢測(cè)單元包括參考電 壓、電阻分壓器和電壓比較器，所述電壓比較器一輸入端連接所述參 考電壓，另一輸入端連接所述電阻分壓器的輸出端，所述電阻分壓器 的兩個(gè)輸入端跨接在所述可充電電池正極和地之間。
按照本發(fā)明提供的過(guò)放保護(hù)電路，所述記憶單元是觸發(fā)器。
按照本發(fā)明提供的過(guò)放保護(hù)電路，所述觸發(fā)器包括但不限制是RS 觸發(fā)器、D觸發(fā)器等各種觸發(fā)器。
按照本發(fā)明提供的過(guò)放保護(hù)電路，所述充電狀態(tài)檢測(cè)單元包括但 不限制是電壓比較器等各種電路。
本發(fā)明提供的可充電電池過(guò)放保護(hù)電路，應(yīng)用于太陽(yáng)能照明燈具 中，采用記憶單元，當(dāng)晚上可充電電池出現(xiàn)欠壓以后，LED燈將一直 關(guān)閉，不會(huì)因?yàn)榭沙潆婋姵仉妷旱幕厣鴮ED再度點(diǎn)亮，因此避免 了 LED燈出現(xiàn)閃爍。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是太陽(yáng)能LED照明燈具原理示意圖2是帶過(guò)放保護(hù)電路的太陽(yáng)能LED照明燈具原理示意圖；圖3是傳統(tǒng)帶過(guò)放保護(hù)電路的太陽(yáng)能LED照明燈具原理示意圖； 圖4是本發(fā)明帶過(guò)放保護(hù)電路的太陽(yáng)能LED照明燈具原理示意
圖5是圖4所示電路邏輯示意圖； 圖6是圖4所示電路中欠壓檢測(cè)單元電路原理圖； 圖7是圖4所示電路中充電電路的最簡(jiǎn)單電路原理圖； 圖8是圖4所示電路中充電電路的一般電路原理圖； 圖9是圖4所示電路的一實(shí)施例電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
如圖4所示，本發(fā)明提出的可充電電池過(guò)放保護(hù)電路14,除欠壓 檢測(cè)單元外還增加了充電狀態(tài)檢測(cè)單元31、記憶單元34和邏輯控制 電路35，并將照度檢測(cè)電路15的輸出信號(hào)引入到邏輯控制電路35中。 其中
充電狀態(tài)檢測(cè)單元31兩輸入分別連接充電電路12輸入和輸出端 充電電路12—般由一只肖特基二極管組成，結(jié)構(gòu)如圖7所示；或 者由一個(gè)開(kāi)關(guān)電路和一個(gè)控制電路組成，結(jié)構(gòu)如圖8所示；連接在太 陽(yáng)能電池板11和可充電電池13之間。
本發(fā)明提出的可充電電池過(guò)放保護(hù)電路14的工作原理，如圖5所 示白天，邏輯控制電路35根據(jù)照度檢測(cè)電路15的輸出去控制LED 驅(qū)動(dòng)電路16將LED燈17關(guān)閉，同時(shí)，當(dāng)太陽(yáng)能板11上的電壓高于 可充電電池13電壓時(shí)，太陽(yáng)能電池板11通過(guò)充電電路12對(duì)可充電電 池13充電，肖特基二極管或開(kāi)關(guān)電路打開(kāi)，充電電流流過(guò)充電電路， 充電電路的輸入和輸出端之間的電壓差很小，該電壓差小于設(shè)定的電壓，此時(shí)充電狀態(tài)檢測(cè)單元31輸出置'T，信號(hào)，將記憶單元置為"1，，； 隨著太陽(yáng)能電池板11對(duì)可充電電池13的充電，可充電電池13電壓上
改寫(xiě)記憶單元，所以記憶單元34輸出為'T，。晚上，初始時(shí)記憶單元 34輸出為"1"，此時(shí)太陽(yáng)能電池板11上的電壓已低于可充電電池13 電壓，不對(duì)充電電池13充電，肖特基二極管或開(kāi)關(guān)電路關(guān)閉，沒(méi)有充 電電流流過(guò)充電電路12,充電電路12的輸入和輸出端之間的電壓差 大于設(shè)定的電壓后，充電狀態(tài)檢測(cè)單元31輸出邏輯為沒(méi)有充電因而不 會(huì)改寫(xiě)記憶單元34，記憶單元34保持為"1",可充電電池13為L(zhǎng)ED 燈供電，隨著可充電電池13能量的消耗，可充電電池13電壓逐漸降 低，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定的電壓后，欠壓檢測(cè)單元輸出清零信號(hào)到記憶單元34, 記憶單元34輸出為"0"， LED驅(qū)動(dòng)電路16根據(jù)"0"輸入將LED 燈17關(guān)閉。如果在晚上可充電電池13未出現(xiàn)欠壓，則記憶單元一直 保持為"1", LED驅(qū)動(dòng)電路16根據(jù)"1"輸入將LED燈17始終點(diǎn)亮 直至白天邏輯控制電路35根據(jù)照度檢測(cè)電路15的輸出將其關(guān)閉。
從上述電路的工作原理可以發(fā)現(xiàn)其好處在于當(dāng)晚上可充電電池 13出現(xiàn)欠壓以后，LED燈17將一直關(guān)閉，不會(huì)因?yàn)榭沙潆婋姵仉妷?的回升而將LED燈17再度點(diǎn)亮，因此避免了 LED燈17出現(xiàn)閃爍。 其中
如圖6所示，本發(fā)明中的欠壓檢測(cè)單元可以利用參考電壓32由電 壓比較器實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)；記憶單元采用RS觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，還可以采用D觸發(fā)器或其他類型 的觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所 做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1、一種可充電電池的過(guò)放保護(hù)電路(14)，其特征在于，包括充電狀態(tài)檢測(cè)單元(31)，其兩輸入端分別連接所述可充電電池(13)的充電電路(12)輸入和輸出端；欠壓檢測(cè)單元，輸入端連接在所述可充電電池的正極；記憶單元(34)，其一輸入端連接所述欠壓檢測(cè)單元的輸出端，另一輸入端連接所述充電狀態(tài)檢測(cè)單元的輸出端，該記憶單元這樣工作當(dāng)所述充電狀態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)所述充電電路中有充電電流流過(guò)時(shí)，記憶單元被置“1”；當(dāng)所述充電狀態(tài)檢測(cè)單元檢測(cè)所述充電電路中沒(méi)有充電電流流過(guò)，同時(shí)欠壓檢測(cè)無(wú)效時(shí)保持置“1”狀態(tài)并輸出使能信號(hào)，一旦欠壓檢測(cè)有效則置“0”并保持、輸出不允許信號(hào)；邏輯控制電路(35)，其一輸入端連接照度檢測(cè)電路(15)的輸出端，另一輸入端連接所述記憶單元的輸出端，該邏輯控制電路這樣工作白天根據(jù)所述照度檢測(cè)電路的輸出產(chǎn)生不允許信號(hào)，晚間根據(jù)所述記憶單元的輸出產(chǎn)生相應(yīng)控制信號(hào)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述欠壓檢 測(cè)單元包括參考電壓(32)、電阻分壓器和電壓比較器(33)，所述電壓比 較器(33)—輸入端連接所述參考電壓(32),另一輸入端連接所述電阻分 壓器的輸出端，所述電阻分壓器的兩個(gè)輸入端跨接在所述可充電電池 (13)正才及和地之間。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述記憶單 元(34)是觸發(fā)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述觸發(fā)器 是RS觸發(fā)器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述觸發(fā)器 是D觸發(fā)器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述過(guò)放保護(hù)電路，其特征在于，所述充電狀 態(tài)檢測(cè)單元(31)是電壓比較器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可充電電池(13)的過(guò)放保護(hù)電路(14)，包括兩輸入分別連接充電電路(12)輸入和輸出的充電狀態(tài)檢測(cè)單元(31)、欠壓檢測(cè)單元、一輸入連接欠壓檢測(cè)單元輸出，另一輸入連接充電狀態(tài)檢測(cè)單元輸出的記憶單元(34)和一輸入連接照度檢測(cè)電路(15)輸出，另一輸入連接記憶單元輸出的邏輯控制電路(35)，該邏輯控制電路白天根據(jù)照度檢測(cè)電路輸出產(chǎn)生不允許信號(hào)，晚間根據(jù)記憶單元輸出產(chǎn)生相應(yīng)控制信號(hào)，該記憶單元白天被置“1”；晚間欠壓檢測(cè)無(wú)效時(shí)保持置“1”輸出使能信號(hào)，一旦欠壓檢測(cè)有效置“0”并保持、輸出不允許信號(hào)。這種電路應(yīng)用于太陽(yáng)能照明燈具，避免晚間可充電電池欠壓后因其電壓回升而使LED燈閃爍。
文檔編號(hào)H02H7/18GK101604839SQ20091010783
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者李永紅, 毛曉峰, 黃朝剛 申請(qǐng)人:深圳市泉芯電子技術(shù)有限公司