三端控制的草坪燈控制電路的製作方法

2023-12-02 15:14:06 1

三端控制的草坪燈控制電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種三端控制的草坪燈控制電路，其包括：充電電路、光控電路、升壓電路和輸出反饋供電電路。本實用新型通過所述輸出反饋供電電路實現了在任何狀態下都可以始終利用將太陽能或風能等轉化後所產生的電能為控制電路本身的元件提供平穩的電流，而無需藉助於其它外部的電源進行供電。另外，通過所述輸出反饋供電電路為控制電路本身進行供電後，減少一個供電埠，從而簡化了控制電路的布局布線，降低了系統的成本。
【專利說明】三端控制的草坪燈控制電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種草坪燈控制電路，特別是涉及一種三端控制的草坪燈控制電路。
【背景技術】
[0002]草坪燈是一種集節能環保和裝飾照明為一體的綠色環保型照明燈具，其可以通過將太陽能、風能等轉化為電能之後為其自身供電。下面以太陽能草坪燈為例進行介紹，太陽能草坪燈通常由太陽能電池板、LED燈、可充電電池、控制電路和燈具等組成。工作時，白天可以將太陽能轉化成電能儲存在充電電池裡，夜晚充電電池會通過控制電路自動點亮LED燈照明。由於採用LED光源，與傳統光源相比，LED的壽命可以達到10萬小時。太陽能草坪燈已經被廣泛應用於住宅社區綠地美化照明，公園草坪美化照明，花園別墅美化照明，旅遊景點美化照明等場合。
[0003]如圖1所示，傳統的太陽能草坪燈控制電路一般都是四個埠:SBAT、BAT、LX和GND，其中，SBAT連接太陽能電池板100的正極；BAT連接充電電池141的正極；LX連接LED燈143的正極；所述充電電池141與所述LED燈143之間設置一個電感142 ；GND連接所述充電電池141和LED燈143的負極。傳統的太陽能草坪燈控制電路包括太陽能充電電路110、太陽能光控電路120和升壓電路130三部分電路，其中所述充電電路110由第一基準電壓源111、比較器112和第一電晶體113組成；所述光控電路120由第二基準電壓源121和第二比較器122組成；所述升壓電路130由振蕩器131和第二電晶體132組成。其中，所述充電電路110完成充電控制和防止所述充電電池141電流倒灌功能；所述光控電路120完成電平檢測並通過輸出控制信號來控制的所述升壓電路130的開啟和關閉；所述升壓電路130開啟後能產生脈衝波點亮LED燈，反之LED燈關閉。但是，採用上述方案時，為了使得控制電路自身能夠正常工作還需要藉助額外的BAT埠為控制電路自身供電，即不能始終利用將太陽能或風能等轉化後所產生的電能為控制電路自身供電；另外，採用上述四個埠的草坪燈控制電路會導致線路較為複雜，增加了其生產成本。
[0004]綜上所述，亟待解決的問題是，隨著消費類電子產品對成本下降的要求越來越高，需要設計出一種草坪燈控制電路，其不僅可以簡化系統的布局布線，降低系統的成本，而且其可以始終利用將太陽能或風能等轉化後所產生的電能為控制電路自身進行供電。

【發明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種三端控制的草坪燈控制電路，該控制電路在減少了一個與外部連接的埠的同時，可以始終利用將太陽能或風能等轉化後所產生的電能為控制電路自身進行供電，無需再藉助外部的其它電源。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是:一種三端控制的草坪燈控制電路，該控制電路包括:充電電路、光控電路和升壓電路；其中，所述充電電路包括:第一比較器，所述第一比較器的輸入分別為電源接口和第一基準電壓源，所述第一比較器的輸出端與第一電晶體的柵極連接，所述第一電晶體另外兩端中的一端與所述電源接口連接，另一端作為輸出端；所述光控電路包括:第二比較器，所述第二比較器的輸入分別為所述電源接口和第二基準電壓源；所述升壓電路包括:振蕩器，所述振蕩器的輸入端與所述第二比較器的輸出端連接，所述振蕩器的輸出端與第二電晶體的柵極連接，所述第二電晶體另外兩端中的一端接地；此外，該控制電路還包括:輸出反饋供電電路，所述輸出反饋供電電路包括:第三電晶體，所述第三電晶體的柵極與所述振蕩器的輸出端連接，所述第三電晶體另外兩端中的一端與所述第一電晶體的輸出端連接，另一端作為對外輸出端，所述第三電晶體的對外輸出端與所述第二電晶體另外兩端中的另一端連接；電容器，所述電容器的一端與所述第一電晶體的輸出端連接，另一端接地。
[0007]優選地，所述的三端控制的草坪燈控制電路中，所述第二比較器為遲滯比較器。
[0008]優選地，所述的三端控制的草坪燈控制電路中，所述第一電晶體為PMOS管。
[0009]優選地，所述的三端控制的草坪燈控制電路中，所述第二電晶體為NMOS管。
[0010]優選地，所述的三端控制的草坪燈控制電路中，所述第三電晶體為PMOS管。
[0011]優選地，所述的三端控制的草坪燈控制電路還包括:太陽能電池板，所述太陽能電池板連接至所述電源接口。
[0012]優選地，所述的三端控制的草坪燈控制電路還包括:充電電池和電感，所述電感的一端與所述第三電晶體的對外輸出端連接，另一端與所述充電電池的正極連接，所述充電電池的負極接地。
[0013]優選地，所述的三端控制的草坪燈控制電路還包括:LED燈，所述LED燈的一端與所述第三電晶體的對外輸出端連接，另一端接地。
[0014]本實用新型所採用的另一種技術方案為:一種三端控制的草坪燈控制電路，該控制電路包括:充電電路、光控電路和升壓電路；其中，所述充電電路包括:第一比較器，所述第一比較器的輸入分別為電源接口和第一基準電壓源，所述第一比較器的輸出端與第一電晶體的柵極連接，所述第一電晶體另外兩端中的一端與所述電源接口連接，另一端作為輸出端；所述光控電路包括:第二比較器，所述第二比較器的輸入分別為所述電源接口和第二基準電壓源；所述升壓電路包括:振蕩器，所述振蕩器的輸入端與所述第二比較器的輸出端連接，所述振蕩器的輸出端與第二電晶體的柵極連接，所述第二電晶體另外兩端中的一端與所述第一電晶體的輸出端連接，另一端接地；此外，該控制電路還包括:輸出反饋供電電路，所述輸出反饋供電電路包括:第三電晶體，所述第三電晶體的柵極與所述振蕩器的輸出端連接，所述第三電晶體另外兩端中的一端與所述第一電晶體的輸出端連接，另一端作為輸出端為本控制電路的所有有源元件進行供電；電容器，所述電容器的一端與所述第三電晶體的輸出端連接，另一端接地。
[0015]優選地，所述的三端控制的草坪燈控制電路還包括:充電電池、電感和LED燈，所述電感的一端與所述第一電晶體的輸出端連接，另一端與所述充電電池的正極連接，所述充電電池的負極接地，所述LED燈的一端與所述第一電晶體的輸出端連接，另一端接地。
[0016]本實用新型的優點是，本實用新型所涉及的三端控制的草坪燈控制電路包括:充電電路、光控電路、升壓電路和輸出反饋供電電路。本實用新型通過所述輸出反饋供電電路實現了在任何狀態下都可以始終利用將太陽能或風能等轉化後所產生的電能為控制電路本身的元件提供平穩的電流，而無需藉助於其它外部的電源進行供電。另外，通過所述輸出反饋供電電路為控制電路本身進行供電後，減少一個供電埠，從而簡化了控制電路的布局布線，降低了系統的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為傳統的草坪燈控制電路的電路原理圖；
[0018]圖2為本實用新型三端控制的草坪燈控制電路的整體結構示意圖；
[0019]圖3為圖2所示的三端控制的草坪燈控制電路的原理圖；
[0020]圖4為圖2所示的三端控制的草坪燈控制電路另一實施例的原理圖。
【具體實施方式】
[0021]為進一步揭示本實用新型的技術方案，茲結合附圖詳細說明本實用新型的實施方式:
[0022]本實用新型三端控制的草坪燈控制電路的發明構思如下:如圖1所示，傳統的草坪燈控制電路一般都是四個埠:SBAT、BAT、LX和GND，其中，所述SBAT埠(即為本實用新型中所稱的電源接口)連接太陽能電池板100的正極；所述BAT埠連接充電電池141的正極；所述LX埠(即為本實用新型中所稱的對外輸出端)連接LED燈143的正極；所述GND埠連接所述充電電池141和LED燈143的負極。但是，採用傳統的太陽能草坪燈控制電路需要四個埠才能確保控制電路正常工作，其製作成本較高。為了克服傳統的草坪燈控制電路的上述缺陷，本實用新型所採取的技術方案相對於傳統的草坪燈控制電路，在減少了一個供電埠 BAT的同時，仍可以始終利用太陽能電池板100或充電電池141處的電力為控制電路自身進行供電。
[0023]【第一實施例】圖2為本實用`新型三端控制的草坪燈控制電路的整體結構示意圖；圖3為圖2所示的三端控制的草坪燈控制電路的原理圖；為了能客觀具體的說明本實用新型三端控制的草坪燈控制電路的原理，圖2和圖3中除了三端控制的草坪燈控制電路之外，還包括:太陽能電池板200、充電電池251、電感252和LED燈253。需要明確的是，圖2和圖3中所示的電路僅僅作為一個實施例，並不是對權利要求保護範圍的限制。比如，與本實用新型三端控制的草坪燈控制電路連接的太陽能電池板200可以使用風力發電裝置等其它供電裝置進行替換；所述LED燈253也可以採用其它光源進行替換。簡言之，本實用新型所要求保護的範圍是實現本控制電路的基本構思和基本原理，本領域的普通技術人員基於本實用新型的技術方案所作的等同變化、非創造性改進等均應落入本實用新型的保護範圍。
[0024]如圖2和圖3所示，圖中的三端控制的草坪燈控制電路包括:充電電路210、光控電路230和升壓電路240 ;其中，所述充電電路210包括:第一比較器212，所述第一比較器212的輸入分別為電源接口(即SBAT端)和第一基準電壓源211，所述第一比較器212的輸出端與第一電晶體213的柵極連接，所述第一電晶體213另外兩端中的一端與所述電源接口連接，另一端作為輸出端；所述光控電路230包括:第二比較器232，所述第二比較器232的輸入分別為所述電源接口和第二基準電壓源231 ;所述升壓電路240包括:振蕩器241，所述振蕩器241的輸入端與所述第二比較器232的輸出端連接，所述振蕩器241的輸出端與第二電晶體242的柵極連接，所述第二電晶體242另外兩端中的一端接地；輸出反饋供電電路220，所述輸出反饋供電電路220包括:第三電晶體222，所述第三電晶體222的柵極與所述振蕩器241的輸出端連接，所述第三電晶體222另外兩端中的一端與所述第一電晶體213的輸出端連接，另一端作為對外輸出端(即LX端)，所述第三電晶體222的對外輸出端與所述第二電晶體242另外兩端中的另一端連接；電容器221，所述電容器221的一端與所述第一電晶體213的輸出端連接，另一端接地。更為具體地，如圖3所示，所述第一電晶體213為PMOS管；所述第二電晶體242為NMOS管；所述第三電晶體222為PMOS管。
[0025]作為進一步的改進，為了使得本控制電路可以的平穩的工作，避免所述LED燈253被頻繁的開啟和關閉，所述第二比較器232為遲滯比較器。
[0026]以下結合圖2和圖3中所記載的示例，說明本實用新型實際工作時的動作過程:
[0027]本實用新型三端控制的草坪燈控制電路控制所述太陽能電池板200為所述充電電池251進行充電的過程如下:白天，由於所述太陽能電池板200受到陽光照射後電壓上升，當SBAT端電壓高於所述第一基準電壓源211的基準電壓時，所述第一比較器212會輸出信號將所述第一電晶體213打開，此時所述太陽能電池板200將對所述充電電池251進行充電，充電電流經過所述SBAT端、第一電晶體213、第三電晶體222、LX端、電感252後流入所述充電電池251。晚上，當所述太陽能電池板200的電壓SBAT端電壓低於所述第一基準電壓源211的基準電壓時，所述第一比較器212會輸出信號將所述第一電晶體213關閉，此時充電停止，且此時所述充電 電池251中的電流不會反向流入至所述太陽能電池板200處。
[0028]本實用新型三端控制的草坪燈控制電路控制所述LED燈253點亮或關閉的過程如下:白天，由於所述太陽能電池板200受到陽光照射後電壓上升，當SBAT端電壓高於所述第二基準電壓源231的基準電壓時，所述遲滯比較器232會輸出信號將所述升壓電路240中的所述振蕩器241關閉，此時所述升壓電路240將不工作，所述升壓電路240中的所述第二電晶體242處於關閉狀態。此時所述LX埠的電壓接近於所述充電電池251電壓，不能點亮所述LED燈253，所述LED燈253處於關閉狀態。晚上，當所述太陽能電池板200沒有受到陽光照射，SBAT端電壓低於所述第二基準電壓源231的基準電壓時，所述遲滯比較器232會輸出信號將所述升壓電路240中的所述振蕩器241開啟，此時所述升壓電路240將開始工作，LX埠將輸出脈衝信號將所述LED燈253點亮。
[0029]本實用新型三端控制的草坪燈控制電路通過控制所述輸出反饋供電電路220為其本控制電路進行供電的過程如下:白天，因所述升壓電路240不工作，LX埠處的電壓接近所述充電電池251電壓，所述輸出反饋供電電路220中的所述第三電晶體222處於完全導通狀態，此時所述充電電池251的電壓直接傳到所述輸出反饋供電電路220的VDD端為本控制電路中的所有有源元件進行供電，以確保本控制電路自身可以正常工作。晚上，所述充電電路210停止工作，所述升壓電路240開始工作，此時所述輸出反饋供電電路220中的所述第三電晶體222受所述升壓電路240輸出信號控制處於周期性開關狀態，此時所述輸出反饋供電電路220可以將LX端的脈衝信號採樣並整流成平穩的VDD電壓為本控制電路中的所有有源元件進行供電，從而同樣可以確保本控制電路自身能夠正常工作。
[0030]【第二實施例】圖4為圖2所示的三端控制的草坪燈控制電路另一實施例的原理圖。為了能客觀具體的說明本實用新型三端控制的草坪燈控制電路的原理，圖2和圖4中除了三端控制的草坪燈控制電路之外，還包括:太陽能電池板200、充電電池251、電感252和LED燈253。需要明確的是，圖2和圖4中所示的電路僅僅作為一個實施例，並不是對權利要求保護範圍的限制。比如，與本實用新型三端控制的草坪燈控制電路連接的太陽能電池板200可以使用風力發電裝置等其它供電裝置進行替換；所述LED燈253也可以採用其它光源進行替換。簡言之，本實用新型所要求保護的範圍是實現本控制電路的基本構思和基本原理，本領域的普通技術人員基於本實用新型的技術方案所作的等同變化、非創造性改進等均應落入本實用新型的保護範圍。
[0031]如圖2和圖4所示，圖中的三端控制的草坪燈控制電路包括:充電電路210、光控電路230和升壓電路240 ;其中，所述充電電路210包括:第一比較器212，所述第一比較器212的輸入分別為電源接口(即SBAT端)和第一基準電壓源211，所述第一比較器212的輸出端與第一電晶體213的柵極連接，所述第一電晶體213另外兩端中的一端與所述電源接口連接，另一端作為輸出端；所述光控電路230包括:第二比較器232，所述第二比較器232的輸入分別為所述電源接口和第二基準電壓源231 ;所述升壓電路240包括:振蕩器241，所述振蕩器241的輸入端與所述第二比較器232的輸出端連接，所述振蕩器241的輸出端與第二電晶體242的柵極連接，所述第二電晶體242另外兩端中的一端與所述第一電晶體213的輸出端連接，另一端接地；輸出反饋供電電路220，所述輸出反饋供電電路220包括:第三電晶體222，所述第三電晶體222的柵極與所述振蕩器241的輸出端連接，所述第三電晶體222另外兩端中的一端與所述第一電晶體213的輸出端連接，另一端作為輸出端為本控制電路的所有有源元件進行供電；電容器221，所述電容器221的一端與所述第三電晶體222的輸出端連接，另一端接地。更為具體地，如圖4所示，所述第一電晶體213為PMOS管；所述第二電晶體242為NMOS管；所述第三電晶體222為PMOS管。
[0032]作為進一步的改進，為了使得本控制電路可以的平穩的工作，避免所述LED燈253被頻繁的開啟和關閉，所述第二比較器232為遲滯比較器。
[0033]以下結合圖2和圖4中所記載的示例，說明本實用新型實際工作時的動作過程:
[0034]本實用新型三端控制的草坪燈控制電路控制所述太陽能電池板200為所述充電電池251進行充電的過程如下:白天，由於所述太陽能電池板200受到陽光照射後電壓上升，當SBAT端電壓高於所述第一基準電壓源211的基準電壓時，所述第一比較器212會輸出信號將所述第一電晶體213打開，此時所述太陽能電池板200將對所述充電電池251進行充電，充電電流經過所述SBAT端、第一電晶體213、LX端、電感252後流入所述充電電池251。晚上，當所述太陽能電池板200的電壓SBAT端電壓低於所述第一基準電壓源211的基準電壓時,所述第一比較器212會輸出信號將所述第一電晶體213關閉,此時充電停止，此時所述充電電池251中的電流不會反向流入至所述太陽能電池板200處。
[0035]本實用新型三端控制的草坪燈控制電路控制所述LED燈253點亮或關閉的過程如下:白天，由於所述太陽能電池板200受到陽光照射後電壓上升，當SBAT端電壓高於所述第二基準電壓源231的基準電壓時，所述遲滯比較器232會輸出信號將所述升壓電路240中的所述振蕩器241關閉，此時所述升壓電路240將不工作，所述升壓電路240中的所述第二電晶體242處於關閉狀態。此時所述LX埠的電壓接近於充電電池電壓，不能點亮所述LED燈253，所述LED燈253處於關閉狀態。晚上，當所述太陽能電池板200沒有受到陽光照射，SBAT端電壓低於所述第二基準電壓源231的基準電壓時，所述遲滯比較器232會輸出信號將所述升壓電路240中的所述振蕩器241開啟，此時所述升壓電路240將開始工作，LX埠將輸出脈衝信號將所述LED燈253點亮。[0036]本實用新型三端控制的草坪燈控制電路通過控制所述輸出反饋供電電路220為其本控制電路進行供電的過程如下:白天，因所述升壓電路240不工作，LX埠處的電壓接近所述充電電池251電壓，所述輸出反饋供電電路220中的所述第三電晶體222處於完全導通狀態，此時所述充電電池251的電壓直接傳到所述輸出反饋供電電路220的VDD端為本控制電路中的所有有源元件進行供電，以確保本控制電路自身可以正常工作。晚上，所述充電電路210停止工作，所述升壓電路240開始工作，此時所述輸出反饋供電電路220中的所述第三電晶體222受所述升壓電路240輸出信號控制處於周期性開關狀態，此時所述輸出反饋供電電路220可以將LX端的脈衝信號採樣並整流成平穩的VDD電壓為本控制電路中的所有有源元件進行供電，從而同樣可以確保本控制電路自身能夠正常工作。
[0037]通過以上分析可知，本實用新型相對於現有的技術方案，減少了外接埠，控制方式更為簡潔；同時，本實用新型簡化了草坪燈控制系統的布局布線，降低了系統成本。
[0038]以上通過對所列實施方式的介紹，闡述了本實用新型的基本構思和基本原理。但本實用新型絕不限於上述所列實施方式，凡是基於本實用新型的技術方案所作的等同變化、改進及故意變劣等行為，均應屬於本實用新型的保護範圍，比如本控制電路不僅僅限於控制草坪燈，其同樣可以基於相同的原理用於控制其它類型的光源。
【權利要求】
1.一種三端控制的草坪燈控制電路，該控制電路包括:充電電路(210)、光控電路(230)和升壓電路(240);其中，所述充電電路(210)包括:第一比較器(212)，所述第一比較器(212)的輸入分別為電源接口和第一基準電壓源(211)，所述第一比較器(212)的輸出端與第一電晶體(213)的柵極連接，所述第一電晶體(213)另外兩端中的一端與所述電源接口連接，另一端作為輸出端；所述光控電路(230)包括:第二比較器(232)，所述第二比較器(232)的輸入分別為所述電源接口和第二基準電壓源(231);所述升壓電路(240)包括:振蕩器(241)，所述振蕩器(241)的輸入端與所述第二比較器(232)的輸出端連接，所述振蕩器(241)的輸出端與第二電晶體(242)的柵極連接，所述第二電晶體(242)另外兩端中的一端接地；其特徵在於，該控制電路還包括:輸出反饋供電電路(220)，所述輸出反饋供電電路(220)包括:第三電晶體(222)，所述第三電晶體(222)的柵極與所述振蕩器(241)的輸出端連接，所述第三電晶體(222)另外兩端中的一端與所述第一電晶體(213)的輸出端連接，另一端作為對外輸出端，所述第三電晶體(222)的對外輸出端與所述第二電晶體(242)另外兩端中的另一端連接；電容器(221)，所述電容器(221)的一端與所述第一電晶體(213)的輸出端連接，另一端接地。
2.根據權利要求1所述的三端控制的草坪燈控制電路，其特徵在於，所述第二比較器(232)為遲滯比較器。
3.根據權利要求1所述的三端控制的草坪燈控制電路，其特徵在於，所述第一電晶體(213)為 PMOS 管。
4.根據權利要求1所述的三端控制的草坪燈控制電路，其特徵在於，所述第二電晶體(242)為 NMOS 管。
5.根據權利要求1所述的三端控制的草坪燈控制電路，其特徵在於，所述第三電晶體(222)為 PMOS 管。
6.根據權利要求1所述的三`端控制的草坪燈控制電路，其特徵在於，該控制電路還包括:太陽能電池板(200 )，所述太陽能電池板(200 )連接至所述電源接口。
7.根據權利要求1所述的三端控制的草坪燈控制電路，其特徵在於，該控制電路還包括:充電電池(251)和電感(252)，所述電感(252)的一端與所述第三電晶體(222)的對外輸出端連接，另一端與所述充電電池(251)的正極連接，所述充電電池(251)的負極接地。
8.根據權利要求1所述的三端控制的草坪燈控制電路，其特徵在於，該控制電路還包括:LED燈(253)，所述LED燈(253)的一端與所述第三電晶體(222)的對外輸出端連接，另一端接地。
9.一種三端控制的草坪燈控制電路，該控制電路包括:充電電路(210)、光控電路(230)和升壓電路(240);其中，所述充電電路(210)包括:第一比較器(212)，所述第一比較器(212)的輸入分別為電源接口和第一基準電壓源(211)，所述第一比較器(212)的輸出端與第一電晶體(213)的柵極連接，所述第一電晶體(213)另外兩端中的一端與所述電源接口連接，另一端作為輸出端；所述光控電路(230)包括:第二比較器(232)，所述第二比較器(232)的輸入分別為所述電源接口和第二基準電壓源(231);所述升壓電路(240)包括:振蕩器(241)，所述振蕩器(241)的輸入端與所述第二比較器(232)的輸出端連接，所述振蕩器(241)的輸出端與第二電晶體(242)的柵極連接，所述第二電晶體(242)另外兩端中的一端與所述第一電晶體(213)的輸出端連接，另一端接地；其特徵在於，該控制電路還包括:輸出反饋供電電路(220)，所述輸出反饋供電電路(220)包括:第三電晶體(222)，所述第三電晶體(222)的柵極與所述振蕩器(241)的輸出端連接，所述第三電晶體(222)另外兩端中的一端與所述第一電晶體(213)的輸出端連接，另一端作為輸出端為本控制電路的所有有源元件進行供電；電容器(221)，所述電容器(221)的一端與所述第三電晶體(222)的輸出端連接，另一端接地。
10.根據權利要求9所述的三端控制的草坪燈控制電路，其特徵在於，該控制電路還包括:充電電池(251)、電感(252)和LED燈(253)，所述電感(252)的一端與所述第一電晶體(213)的輸出端連接，另一端與所述充電電池(251)的正極連接，所述充電電池(251)的負極接地，所述LED燈(253 )的一端與所述第一電晶體(213)的輸出端連接，另一端接地。
【文檔編號】H05B37/02GK203387733SQ201320426898
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】楊全, 陳暢, 陳瑤 申請人:蘇州智浦芯聯電子科技有限公司