太阳能LED闪光电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种太阳能ＬＥＤ闪光电路，包括太阳能电池板、直流电源、闪光振荡单元、ＬＥＤ升压驱动单元和ＬＥＤ，直流电源与闪光振荡单元、ＬＥＤ升压驱动单元、ＬＥＤ电性连接，闪光振荡单元和ＬＥＤ升压驱动单元电性连接，ＬＥＤ升压驱动单元和ＬＥＤ电性连接；还包括与闪光振荡单元、ＬＥＤ升压驱动单元电性连接的控制单元，控制单元、闪光振荡单元和ＬＥＤ升压驱动单元中均采用低电压微功耗高速ＣＭＯＳ数字逻辑集成电路。本实用新型专利技术适用低电压的工作电源；损耗低，关断时闪光振荡单元和ＬＥＤ升压驱动单元都不工作；ＬＥＤ工作电流可采用方波脉冲串工作方式；采用非恒功率的节能工作方式工作；无整流、滤波环节。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能照明电路，尤其是一种低电压微功耗的太阳能 LED闪光电路。
技术介绍
目前，各种太阳能LED闪光电路主要采用传统振荡电路(如CD40U、 CD4'069、 74HC00组成的双门RC振荡器或采用施密特触发器构成的振荡器、 晶体管振荡器等)、单片机(MCU)及专用LED闪光集成电路搭建而成。而电 源部分一般采用电压2.4V的蓄电池(例如2节或2节以上1.2V蓄电池串联) 直接供电，其原理如图l所示。采用电压<2.4￥的蓄电池(例如1节1.2￥蓄 电池)供电时,一般利用DC-DC升压变换器为LED及闪光振荡单元提供直流 电源，其原理如图2所示。采用以上两种工作模式的太阳能LED闪光电路, 都不能实现低电压、微功耗工作方式。其原因是1. 直接采用直流供电时,振荡电路不能使用2V以下直流电源由于CMOS数字逻辑集成电路组成的振荡电路的工作电压一般在2V以 上，.所以振荡电路工作电压必须在2V以上。如果使用CD4011类数字逻辑 集成电路，电源电压必须在4.5V以上。虽然它的标称工作电压为3 18V， 但该标称工作电压是针对处理数字信号而言的。这里是用作振荡产生方波信 号的，即模拟应用，所以它的工作电压至少要达到4.5￥才行，否则不易起振。 而74HC系列的CMOS数字逻辑集成电路最低工作电压为2V (某些特殊专用 小电流LED闪光电路工作电压在1.5V，但价格昂贵)。如果采用低于2V电 压供电(如:单节1.2V充电电池)，电路将无法正常工作。所以现在一些LED闪 光电路，当电源低于2V时就采用DC-DC直流升压变换器，为LED闪光电 路供电。2. 采用DC-DC直流升压变换器，存在电路损耗和工作的不可靠性 采用DC-DC直流升压变换器，控制过程中的关断状态实际上只是关断LED和升压振荡电路，而由CD40U、 CD4069、 74HC00等组成的双门RC 振荡器构成的闪光电路振荡器却仍然在不停的工作，从而给电路造成一定损 耗和工作的不可靠性(当振荡器频率较高或白天气温较高时损耗更大)。在DC-DC升压变换器输出的电压中包含蓄电池电压，当关断DC-DC升压振荡 电路后，输入闪光电路的电压中只是没有了经过DC-DC升压、整流、滤波 后的直流电压部分，但还存在蓄电池电压成分。以图2所示电路为例，参见 图2、图3、图4和图5，图3为DC-DC升压变换器的输出电压曲线，其中 A为DC-DC升压方波脉冲部分，B为蓄电池电压部分，图4为图3中的电 压经整流、滤波后的电压曲线，C为整流、滤波后的直流电压(内含蓄电池电 压部分)，图5为关断DC-DC升压变换器后的闪光振荡单元输入电压曲线， D为关断DC-DC升压振荡电路后输入闪光电路的电压，即图3中的蓄电池 电压B。如果蓄电池电压还在闪光电路振荡器中的CMOS数字逻辑集成电路 的工作电压范围内，闪光电路振荡器就会一直不停地工作。3. LED闪光工作电流一般是方波单脉冲工作方式在众多的LED闪光电路中,一般LED为方波单脉冲工作方式(如:图6所 示)。这不属于节能型微功耗工作方式，并且容易造成LED相对无间歇工作 的热损耗，也影响LED的使用寿命。4.采用DC-DC升压变换器时，不能满足太阳能LED闪光电路的低电 压、.微功耗设计要求现有DC-DC升压变换器一般是恒功率型。即在一定电压范围内(如:0.8 V -1.3V)输出功率不变。当蓄电池电压下降时，工作电流相应增大(见图7)。这时， 太阳能LED闪光灯在一定工作时间内亮度基本保持不变。但这种工作方式不 适合太阳能LED闪光灯，也不属于节能型低电压、微功耗工作方式。太阳能 LED闪光电路理想的工作模式是蓄电池电压随着负载工作时间的增加而降 低,工作电流也相应减小。即太阳能LED灯在上半夜较亮,下半夜亮度逐渐减 弱(见图10)。5. DC-DC升压变换器中的整流、滤波损耗目前，各种专用DC-DC升压变换器及分立元件、集成电路制作的DC-DC 升压电路一般需要振荡升压、整流、滤波等过程。在整流、滤波环节中，会给 电路造成一定损耗(特别是二极管是DC-DC升压电路的主要损耗源)。有些 LED闪光电路是靠控制DC-DC升压电路的升压、停止、升压......，即闪光、停止、闪光......，来完成闪光过程的。并且LED闪光电路振荡器是由DC-DC升压电路供电的。当DC-DC升压电路处于瞬间停止升压状态时，LED闪光电 路振荡器工作电压就靠DC-DC升压电路的滤波电容瞬间的充放电过程来维持工作了。这个电解电容器要有足够大的电容量。 一般普通电解电容器的使 用寿命随环境温度影响较大。故通常设计中要求电解电容器应远离发热源。而太阳能LED闪光灯一般是安装在地面上。在烈日的夏天,有些国家和地区 的地面温度高达8(TC以上。因此在这种高温环境下,电路中应谨慎使用电解 电容器。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种低电压微功耗的太阳能 LED闪光电路。为解决上述技术问题，本技术提供一种太阳能LED闪光电路，包括 太阳能电池板、可由太阳能电池板充电的直流电源、闪光振荡单元、LED升 压驱动单元和LED。直流电源与闪光振荡单元、LED升压驱动单元电性连接， 闪光振荡单元和LED升压驱动单元电性连接，LED升压驱动单元和LED电 性连接；还包括与闪光振荡单元、LED升压驱动单元电性连接的控制单元， 控制单元、闪光振荡单元和LED升压驱动单元中均采用低电压微功耗高速 CMOS数字逻辑集成电路。作为本技术的改进，设置光控单元，光控单元与直流电源、控制单 元、LED升压驱动单元电性连接。在白天，光控单元自动关闭控制单元和 LED升压驱动单元，控制单元使闪光振荡单元也关断，则闪光振荡单元和 LED升压驱动单元在白天都不工作；光控单元在夜间停止工作，闪光振荡单 元和LED升压驱动单元正常工作。作为本技术进一步的改进，设置过放保护单元，过放保护单元与直 流电源、控制单元、LED升压驱动单元电性连接。当蓄电池电压降到终止电 压时(如1.2V蓄电池的终止电压约l.OV)，过放电保护单元将自动关闭闪光振 荡单元和LED升压驱动单元，此时本技术太阳能LED闪光电路停止工 作。直流电源和太阳能电池板之间的电性连接可以通过防反二极管实现防 反二极管的正极与太阳能电池板电性连接，防反二极管的负极与直流电源的 正极电性连接。还可以设置连接在防反二极管两端的过充保护单元。白天,阳光照射到太 阳能电池板(SOL)上并产生电能。当蓄电池(DC)电压低于太阳能电池板电压 时，防反二极管上就有充电电流并对蓄电池(或其它储能元件)进行充电。当蓄电池电压上升到额定上限电压值时，过充电保护单元将自动降低太阳能电池板(SOL)电压,使防反二极管中无充电电流。本技术的有益效果是适用低电压的工作电源，电源电压低至IV 时,振荡电路仍能正常工作，无需进行电源升压供电；损耗低，关断时闪光振 荡单元和LED升压驱动单元都不工作；LED工作电流可采用方波脉冲串工 作方式，节能而且有利于延长LED的使用寿命；采用非恒功率的节能工作方 式工作；无整流、滤波环节。附图说明下面通过具体实施方式并结合附图，对本技术作进一步的详细说明图1是现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能ＬＥＤ闪光电路，包括太阳能电池板、可由所述太阳能电池板充电的直流电源、闪光振荡单元、ＬＥＤ升压驱动单元和ＬＥＤ，所述直流电源与闪光振荡单元、ＬＥＤ升压驱动单元电性连接，所述闪光振荡单元和ＬＥＤ升压驱动单元电性连接，所述ＬＥＤ升压驱动单元和ＬＥＤ电性连接；其特征在于：还包括与闪光振荡单元、ＬＥＤ升压驱动单元电性连接的控制单元，所述控制单元、闪光振荡单元和ＬＥＤ升压驱动单元中均采用低电压微功耗高速ＣＭＯＳ数字逻辑集成电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李青松，李力，
申请(专利权)人：李青松，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]