實現太陽能電池供電自動切換的計算器電路結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及供電技術領域，尤其涉及太陽能與電池切換供電領域，具體是指一種實現太陽能電池供電自動切換的計算器電路結構。
【背景技術】
[0002]現有技術的計算器電路中，采用太陽能供電或者電池進行雙電池供電，是需要通過電路外接二極管來進行判斷選擇的。這樣的缺點是，需要外圍接二極管進行電池選擇，夕卜圍線路較復雜，整機裝配時會增加人工工時成本及元器件費用。
[0003]以現有技術中已量產的某款計算器電路CS6027B產品具體外圍應用線路圖為例進行【背景技術】介紹，如圖1?2所示:
[0004]圖1中加粗框部分為該款產品雙電池(1.5V干電池和太陽能電池SB)應用線路圖，該款產品VSB引腳和V0P引腳內部線路結構圖如圖3所示。
[0005]圖3?4中，VSB為芯片的太陽輸入引腳，V0P為太陽能選項引腳，VGG為電源輸入引腳。R1電阻和D2、D3、D4這3個二極管為芯片內部電路，對太陽能輸入的電壓進行限壓，一般可以將太陽能輸入電壓限制在1.8V電壓以內。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)，防止互充電現象的發生。
[0006]原計算器中采用雙電池供電設計，需要3個引腳(VSB、VOP、VGG)以及外圍2個鍺管(D0 和 D1)。
[0007]上述設計中，當V0P電壓高于干電池電壓時，D1鍺管導通，D0鍺管截止，采用太陽能電池對電路供電；當V0P電壓低于干電池電壓時，D0鍺管導通，D1鍺管截止，采用干電池對電路供電。
[0008]現有技術的缺點:
[0009](1)現有技術外圍線路需要至少2個鍺二極管來進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個鍺管集成在芯片內部，讓電路可以自動進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工藝上實現低開啟二極管，工藝復雜且難度大。
[0010](2)整機裝配時，外圍鍺二極管需要焊接工時，原應用得到的電路工作電壓會隨著電源電壓而變化，且鍺二極管具有一定的壓降損失。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種能夠實現簡化外圍線路、省去鍺二極管及其焊接工時、供電電路結構穩定、防止太陽能電池在沒有負載時電荷累積效應而產生電壓虛高的情況、具有更廣泛應用范圍的實現太陽能電池供電自動切換的計算器電路結構。
[0012]為了實現上述目的，本發明的實現太陽能電池供電自動切換的計算器電路結構具有如下構成:
[0013]該實現太陽能電池供電自動切換的計算器電路結構，其主要特點是，所述的電路結構包括:
[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算器的干電池相連接；
[0015]電源開關，用以根據所述的電壓比較器輸出的比較結果選擇由所述的太陽能電池或所述的干電池為所述的計算器進行供電。
[0016]穩壓器，該穩壓器連接于所述的電源開關的供電輸出端和所述的計算器的負載的電源輸入端之間。
[0017]較佳地，所述的電源開關具有偏置電壓輸出端，所述的電源開關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，所述的電源開關包括:
[0019]開關控制元件，用以根據所述的電壓比較器的比較結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算器的電源輸入端；
[0020]自啟動電路，該自啟動電路的輸入端與所述的開關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電路生成的啟動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算器的負載的偏置電壓輸入端。
[0022]更進一步地，所述的開關控制元件包括:
[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算器的負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算器的負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電路的輸入端和所述的反相器的輸入端相連接。
[0026]再進一步地，所述的開關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]采用了該發明中的實現太陽能電池供電自動切換的計算器電路結構，具有如下有益效果:
[0028](1)省去了外圍2個用作電壓源判斷選擇的鍺管，節省了外圍元器件，省去鍺二極管及其焊接工時；
[0029](2)簡化了外圍線路，可以簡化外圍PCB板布線，減少外圍元器件焊接工序，提高成品生產效率；
[0030](3)利用電壓比較器、電源開關、以及穩壓器這三個功能模塊組合在一起，可以起到對雙電源輸入時(太陽能或電池供電)的電壓比較、電壓源選擇以及穩壓功能，通過穩壓器可以給電路提供一個相對穩定的工作電壓，可以更好的保證電路穩定工作，具有更廣泛的應用范圍。
【附圖說明】
[0031]圖1為現有技術中計算器的整體結構示意圖。
[0032]圖2為現有技術中計算器的整體結構框圖。
[0033]圖3為現有技術中計算器的供電切換部分的結構示意圖。
[0034]圖4為現有技術中計算器的供電切換部分與外圍線路圖共同構成的供電線路圖。
[0035]圖5為本發明的實現太陽能電池供電自動切換的計算器電路結構的結構示意圖。
[0036]圖6為本發明的計算器的整體結構示意圖。
[0037]圖7為本發明的計算器的整體結構框圖。
[0038]圖8為本發明的電源開關的內部電路結構示意圖。
[0039]圖9為本發明的電源開關的開關控制元件的內部電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]為了能夠更清楚地描述本發明的技術內容，下面結合具體實施例來進行進一步的描述。
[0041]本發明將CMOS工藝上常見的電壓比較器、LD0(穩壓器)、P0WERSWITCH(電源開關)等功能模塊組合在一起，實現太陽能電池或干電池供電自動切換功能。
[0042]如圖5所示為本發明用于實現太陽能電池供電自動切換的結構框圖。原理:
[0043]CMP (比較器)對VBAT (電池)電壓和VSB (太陽能)電壓進行比較，由此來判斷太陽能電池和干電池電壓哪個高；如判斷出太陽能電池高于干電池，則CMP輸出一個切換控制信號 SEL_VSB 給 P0WERSWITCH 單元。
[0044]P0WERSWITCH(電源開關)單元接收到有效的SEL_VSB信號后，將采用太陽能電池作為電路的供電輸入。
[0045]P0WERSWITCH的輸出再經過LD0 (穩壓器)單元穩壓后，產生VDD電壓；VDD引腳外圍接旁路電容，給電路進行供電。
[0046]采用本發明后的外圍線路圖如圖6?7所示。
[0047]如上述CS6027B計算器電路采用本發明，實際外圍電源供電部分的應用圖修改為如圖5所示。
[0048]上述線路圖中，粗線框為采用本發明后的雙電池(太陽能電池和干電池)應用線路圖。相對于現有技術來說，簡化了外圍線路結構，省去了 2個用于判斷和隔離雙電池電壓的鍺二極管，僅需要一個旁路電容。
[0049]本發明具有如下兩個技術難點:
[0050]1、電路初始上電時，P0WERSWITCH如何產生VDDSW電壓供給比較器。即電路要考慮這三種情況:(1)同時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載