實(shí)現(xiàn)太陽能電池供電自動(dòng)切換的計(jì)算器電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及太陽能與電池切換供電領(lǐng)域，具體是指一種實(shí)現(xiàn)太陽能電池供電自動(dòng)切換的計(jì)算器電路結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算器電路中，采用太陽能供電或者電池進(jìn)行雙電池供電，是需要通過電路外接二極管來進(jìn)行判斷選擇的。這樣的缺點(diǎn)是，需要外圍接二極管進(jìn)行電池選擇，夕卜圍線路較復(fù)雜，整機(jī)裝配時(shí)會(huì)增加人工工時(shí)成本及元器件費(fèi)用。
[0003]以現(xiàn)有技術(shù)中已量產(chǎn)的某款計(jì)算器電路CS6027B產(chǎn)品具體外圍應(yīng)用線路圖為例進(jìn)行【背景技術(shù)】介紹，如圖1?2所示:
[0004]圖1中加粗框部分為該款產(chǎn)品雙電池(1.5V干電池和太陽能電池SB)應(yīng)用線路圖，該款產(chǎn)品VSB引腳和V0P引腳內(nèi)部線路結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。
[0005]圖3?4中，VSB為芯片的太陽輸入引腳，V0P為太陽能選項(xiàng)引腳，VGG為電源輸入引腳。R1電阻和D2、D3、D4這3個(gè)二極管為芯片內(nèi)部電路，對(duì)太陽能輸入的電壓進(jìn)行限壓，一般可以將太陽能輸入電壓限制在1.8V電壓以內(nèi)。D0和D1為電路外圍鍺管二極管，用于隔離1.5V干電池和SB電池(太陽能電池)，防止互充電現(xiàn)象的發(fā)生。
[0006]原計(jì)算器中采用雙電池供電設(shè)計(jì)，需要3個(gè)引腳(VSB、VOP、VGG)以及外圍2個(gè)鍺管(D0 和 D1)。
[0007]上述設(shè)計(jì)中，當(dāng)V0P電壓高于干電池電壓時(shí)，D1鍺管導(dǎo)通，D0鍺管截止，采用太陽能電池對(duì)電路供電；當(dāng)V0P電壓低于干電池電壓時(shí)，D0鍺管導(dǎo)通，D1鍺管截止，采用干電池對(duì)電路供電。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn):
[0009](1)現(xiàn)有技術(shù)外圍線路需要至少2個(gè)鍺二極管來進(jìn)行電池供電選擇和電池之間的隔離，將用于選擇太陽能電池供電還是干電池供電的2個(gè)鍺管集成在芯片內(nèi)部，讓電路可以自動(dòng)進(jìn)行太陽能電池供電切換。鍺管的制造工藝和CMOS的制造工藝是不一樣的，如果要在CMOS工藝上實(shí)現(xiàn)低開啟二極管，工藝復(fù)雜且難度大。
[0010](2)整機(jī)裝配時(shí)，外圍鍺二極管需要焊接工時(shí)，原應(yīng)用得到的電路工作電壓會(huì)隨著電源電壓而變化，且鍺二極管具有一定的壓降損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)化外圍線路、省去鍺二極管及其焊接工時(shí)、供電電路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防止太陽能電池在沒有負(fù)載時(shí)電荷累積效應(yīng)而產(chǎn)生電壓虛高的情況、具有更廣泛應(yīng)用范圍的實(shí)現(xiàn)太陽能電池供電自動(dòng)切換的計(jì)算器電路結(jié)構(gòu)。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)太陽能電池供電自動(dòng)切換的計(jì)算器電路結(jié)構(gòu)具有如下構(gòu)成:
[0013]該實(shí)現(xiàn)太陽能電池供電自動(dòng)切換的計(jì)算器電路結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是，所述的電路結(jié)構(gòu)包括:
[0014]電壓比較器，該電壓比較器的第一輸入端與所述的計(jì)算器的太陽能電池相連接，該電壓比較器的第二輸入端與所述的計(jì)算器的干電池相連接；
[0015]電源開關(guān)，用以根據(jù)所述的電壓比較器輸出的比較結(jié)果選擇由所述的太陽能電池或所述的干電池為所述的計(jì)算器進(jìn)行供電。
[0016]穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器連接于所述的電源開關(guān)的供電輸出端和所述的計(jì)算器的負(fù)載的電源輸入端之間。
[0017]較佳地，所述的電源開關(guān)具有偏置電壓輸出端，所述的電源開關(guān)的偏置電壓輸出端與所述的電壓比較器的偏置電壓輸入端相連接。
[0018]更佳地，所述的電源開關(guān)包括:
[0019]開關(guān)控制元件，用以根據(jù)所述的電壓比較器的比較結(jié)果選擇輸出所述的干電池的電壓或所述的太陽能電池的電壓至所述的計(jì)算器的電源輸入端；
[0020]自啟動(dòng)電路，該自啟動(dòng)電路的輸入端與所述的開關(guān)控制元件的輸出端相連接；
[0021]偏置電路，用以在所述的自啟動(dòng)電路生成的啟動(dòng)電壓下生成兩路偏置電壓，所述的偏置電路輸出的第一路偏置電壓輸入所述的電壓比較器的偏置電壓輸入端，第二路偏置電壓輸入所述的計(jì)算器的負(fù)載的偏置電壓輸入端。
[0022]更進(jìn)一步地，所述的開關(guān)控制元件包括:
[0023]第一 PM0S管，該第一 PM0S管的柵極與所述的電壓比較器的輸出端相連接，該第一PM0S管的漏極與所述的干電池相連接，該第一 PM0S管的源極分別與所述的自啟動(dòng)電路的輸入端和所述的反相器的輸入端相連接；
[0024]反相器，該反相器的輸出端與所述的計(jì)算器的負(fù)載的第一電源輸入端相連接；
[0025]第二 PM0S管，所述的電壓比較器的輸出端通過所述的反相器與該第二 PM0S管的柵極相連接，該第二 PM0S管的漏極分別與所述的太陽能電池和所述的計(jì)算器的負(fù)載的第二電源輸入端相連接，該第二 PM0S管的源極分別與所述的自啟動(dòng)電路的輸入端和所述的反相器的輸入端相連接。
[0026]再進(jìn)一步地，所述的開關(guān)控制元件還包括第一寄生二極管和第二寄生二極管，所述的第一寄生二極管連接于所述的第一 PM0S管的漏極與襯底之間，所述的第二寄生二極管連接于所述的第二 PM0S管的漏極和襯底之間。
[0027]采用了該發(fā)明中的實(shí)現(xiàn)太陽能電池供電自動(dòng)切換的計(jì)算器電路結(jié)構(gòu)，具有如下有益效果:
[0028](1)省去了外圍2個(gè)用作電壓源判斷選擇的鍺管，節(jié)省了外圍元器件，省去鍺二極管及其焊接工時(shí)；
[0029](2)簡(jiǎn)化了外圍線路，可以簡(jiǎn)化外圍PCB板布線，減少外圍元器件焊接工序，提高成品生產(chǎn)效率；
[0030](3)利用電壓比較器、電源開關(guān)、以及穩(wěn)壓器這三個(gè)功能模塊組合在一起，可以起到對(duì)雙電源輸入時(shí)(太陽能或電池供電)的電壓比較、電壓源選擇以及穩(wěn)壓功能，通過穩(wěn)壓器可以給電路提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的工作電壓，可以更好的保證電路穩(wěn)定工作，具有更廣泛的應(yīng)用范圍。
【附圖說明】
[0031]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算器的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0033]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算器的供電切換部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算器的供電切換部分與外圍線路圖共同構(gòu)成的供電線路圖。
[0035]圖5為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)太陽能電池供電自動(dòng)切換的計(jì)算器電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖6為本發(fā)明的計(jì)算器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖7為本發(fā)明的計(jì)算器的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0038]圖8為本發(fā)明的電源開關(guān)的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖9為本發(fā)明的電源開關(guān)的開關(guān)控制元件的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)行進(jìn)一步的描述。
[0041]本發(fā)明將CMOS工藝上常見的電壓比較器、LD0(穩(wěn)壓器)、P0WERSWITCH(電源開關(guān))等功能模塊組合在一起，實(shí)現(xiàn)太陽能電池或干電池供電自動(dòng)切換功能。
[0042]如圖5所示為本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)太陽能電池供電自動(dòng)切換的結(jié)構(gòu)框圖。原理:
[0043]CMP (比較器)對(duì)VBAT (電池)電壓和VSB (太陽能)電壓進(jìn)行比較，由此來判斷太陽能電池和干電池電壓哪個(gè)高；如判斷出太陽能電池高于干電池，則CMP輸出一個(gè)切換控制信號(hào) SEL_VSB 給 P0WERSWITCH 單元。
[0044]P0WERSWITCH(電源開關(guān))單元接收到有效的SEL_VSB信號(hào)后，將采用太陽能電池作為電路的供電輸入。
[0045]P0WERSWITCH的輸出再經(jīng)過LD0 (穩(wěn)壓器)單元穩(wěn)壓后，產(chǎn)生VDD電壓；VDD引腳外圍接旁路電容，給電路進(jìn)行供電。
[0046]采用本發(fā)明后的外圍線路圖如圖6?7所示。
[0047]如上述CS6027B計(jì)算器電路采用本發(fā)明，實(shí)際外圍電源供電部分的應(yīng)用圖修改為如圖5所示。
[0048]上述線路圖中，粗線框?yàn)椴捎帽景l(fā)明后的雙電池(太陽能電池和干電池)應(yīng)用線路圖。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來說，簡(jiǎn)化了外圍線路結(jié)構(gòu)，省去了 2個(gè)用于判斷和隔離雙電池電壓的鍺二極管，僅需要一個(gè)旁路電容。
[0049]本發(fā)明具有如下兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn):
[0050]1、電路初始上電時(shí)，P0WERSWITCH如何產(chǎn)生VDDSW電壓供給比較器。即電路要考慮這三種情況:(1)同時(shí)有太陽能電池供電和第二電池供電；(2)只有太陽能電池供電；(3)只有第二電池供電。
[0051]2、如果太陽能電池沒有負(fù)載