本實用新型屬于城市道路照明設施技術領域，具體提供了一種太陽能LED路燈的充放電電路。

背景技術：

隨著城市化進程的加快,城市道路照明設施的規(guī)模也在不斷擴大。近些年來,大功率LED光源在照明市場的前景已備受全球矚目。LED是低壓直流器件,與傳統(tǒng)光源相比,具有光效高、壽命長、體積小、綠色環(huán)保等優(yōu)點。大功率LED的光效在901m/W以上,LED正有成為未來光源的趨勢。

LED是低壓直流器件,該特性使得太陽能、風能等可再生能源能很方便地為LED提供電源。光伏技術的發(fā)展,給太陽能在照明領域的應用帶來了非常廣闊的前景,而太陽能在路燈照明領域的應用,亦能大大降低路燈對電網(wǎng)的依賴,緩解電網(wǎng)的用電壓力。高光效綠色LED光源與可再生能源相結合,無疑是實施能源節(jié)約、減少資源浪費、滿足人們生活要求的城市照明科學解決方案。

充電控制是太陽能LED路燈的基本功能，當陽光充足，太陽能板電壓高過蓄電池電壓時，啟動對蓄電池的充電過程；當陽光暗淡，太陽能板電壓低于蓄電池電壓時，關閉對蓄電池的充電過程。但傳統(tǒng)的控制方式僅使用一個二極管來實現(xiàn)充電控制功能，而二極管壓降較大，額定電流偏低，在蓄電池充電過程中，最大充電電流可能會達到10A，因此，二極管方案顯然存在不足之處；而放電電路主要負責蓄電池對LED負載的放電過程。LED是典型的非線性元件，當LED兩端的電壓較低時，LED處于截止狀態(tài)。當電壓達到一定幅度時，LED即會導通發(fā)光，此時兩端電壓稍微增加，導通電流就會明顯提升，如果不對導通電流加以限制，LED很容易過流燒壞。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種太陽能LED路燈的充放電電路，以實現(xiàn)當陽光充足，太陽能板電壓高過蓄電池電壓時，啟動對蓄電池的充電過程；當陽光暗淡，太陽能板電壓低于蓄電池電壓時，關閉對蓄電池的充電過程；以及利用放電電路對導通電流加以限制，達到保護LED不被過流燒壞的目的，同時對蓄電池和太陽能電池板提供反接保護。

為達上述目的，本實用新型提供了一種包括電源模塊、充電模塊以及放電模塊的太陽能LED路燈的充放電電路。所述電源模塊分別與充電模塊、放電模塊連接，其中放電模塊的輸出端連接LED負載接口，充電模塊的輸入端連接太陽能板接口，電源模塊、充電模塊以及放電模塊分別與蓄電池連接；所述電源模塊包括輸入端與蓄電池的輸出端連接用于實現(xiàn)將蓄電池的輸出電壓轉換為輸出電壓值為10V直流電的LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片電路；所述充電模塊采用兩個鏡像對稱的N溝道MOSFET實現(xiàn)充電控制功能，其中MOSFET選用IRF3205場效應管；所述放電模塊通過BOOST電路實現(xiàn)。

上述LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片電路包括LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片，LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的1腳與極性電容C4的正極連接，該極性電容C4的負極與LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的2腳連接，LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的3腳通過電容C11與其2腳連接，2腳同時接地，其1腳作為電壓輸入端同時與蓄電池連接，LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的3腳輸出IRF3205場效應管所需的10V直流電壓。

該太陽能LED路燈的充放電電路還設有蓄電池反接保護電路，該電路包括一穩(wěn)壓二極管D17以及N溝道MOSFET Q19，其中D17的正極接地，同時連接電阻R41的一端，D17的負極連接R41的另一端以及Q19的柵極，D17的負極還同時經(jīng)電阻R40連接蓄電池，D17的正極還連接Q19的源極，Q19的源極和漏極之間連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與其源極連接。

上述充電模塊包括N溝道MOSFET Ql和Q2，其中Ql的漏極和Q2的漏極相連接，Ql和Q2各自的漏極和源極之間分別連接有穩(wěn)壓二極管，其中穩(wěn)壓二極管的正極與源極連接；Ql的柵極與源極之間連接有穩(wěn)壓二極管D3，其中D3的正極與Ql的源極連接；Ql的源極還分別連接有二極管D4的負極以及穩(wěn)壓二極管D2的正極以及極性電容C1的負極；其中二極管D4的正極分別連接有電阻R3以及電阻R5，電阻R3的另一端連接太陽能電池板電壓輸出端以及電阻R4和R27，電阻R4和R27的另一端與蓄電池輸出端連接，且該端同時通過串聯(lián)的R7以及R8接地，同時R8的兩端還并聯(lián)有電容C3；電阻R5的另一端分別連接有電阻R6、電容C2以及穩(wěn)壓二極管D6的負極，電阻R6、電容C2的另一端以及穩(wěn)壓二極管D6的正極分別接地；所述穩(wěn)壓二極管D2的負極與極性電容C1的正極連接，同時與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與二極管D1的負極連接，二極管D1的正極與太陽能電池板電壓輸出端連接，太陽能電池板電壓輸出端與Ql的源極之間還串聯(lián)有雙向瞬態(tài)抑制二極管TVS。

上述N溝道MOSFET Ql的驅動電路包括一二極管D8，該二極管D8的正極連接PNP型三極管Q4的集電極，該PNP型三極管Q4的發(fā)射極連接LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片電路輸出的10V直流電壓，Q4的發(fā)射極和基極之間連接有電阻R11，Q4的基極還通過電阻R10連接NPN型三極管Q3的集電極，Q3的發(fā)射極接地，Q3的基極與電阻R9連接；二極管D8的負極通過電阻R12連接NPN型三極管Q5的基極，Q5的發(fā)射極與基極之間連接有電阻R13，Q5的集電極連接電阻R14；Q5的發(fā)射極與PNP型三極管Q6的集電極連接，Q6的基極同時連接Q5的集電極以及NPN型三極管Q7的基極；Q7的基極和集電極之間連接電阻R14；Q7的發(fā)射極同時連接Q6的發(fā)射極及電阻R15；所述N溝道MOSFET Q2的驅動電路包括一NPN型三極管Q11，Q11的基極連接電阻R29，R29的另一端連接電阻R28，Q11的發(fā)射極接地，Q11的集電極連接電阻R19的一端，Q11的發(fā)射極還連接PNP型三極管Q13的集電極，Q13的基極分別連接Q11的集電極以及NPN 型三極管Q12的基極，Q12的集電極連接R19的另一端，Q12的發(fā)射極同時連接Q13的發(fā)射極以及電阻R20。

上述放電模塊通過BOOST電路實現(xiàn)，該電路包含N溝道MOSFET Q18和Q17，其中Q17的漏極和源極之間連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與其源極相連，Q17的源極即通過電阻R23接地，Q17的漏極通過電感L1連接蓄電池；Q17的漏極還連接二極管D11的正極，D11的負極連接極性電容C9的正極，極性電容C9的負極接地；二極管D11的負極還通過依次串聯(lián)的電阻R25以及R26接地，其中R26的兩端還同時并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管D12以及電容C8；所述N溝道MOSFET Q17的漏極和源極之間連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與其源極相連，Q17的源極通過電阻R24接地。

上述N溝道MOSFET Q18和Q17的驅動電路相同，N溝道MOSFET Q18的驅動電路包括一NPN型三極管Q11，Q11的基極連接電阻R29，R29的另一端連接電阻R28，Q11的發(fā)射極接地，Q11的集電極連接電阻R19的一端，Q11的發(fā)射極還連接PNP型三極管Q13的集電極，Q13的基極分別連接Q11的集電極以及NPN型三極管Q12的基極，Q12的集電極連接R19的另一端，Q12的發(fā)射極同時連接Q13的發(fā)射極以及電阻R20。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果：

本實用新型能夠實現(xiàn)當陽光充足，太陽能板電壓高過蓄電池電壓時，啟動對蓄電池的充電過程；當陽光暗淡，太陽能板電壓低于蓄電池電壓時，關閉對蓄電池的充電過程；以及利用放電電路對導通電流加以限制，達到了保護LED不被過流燒壞的目的，同時對蓄電池和太陽能電池板提供了反接保護。

本實用新型的具體技術優(yōu)勢包括如下內(nèi)容：

1)能夠控制太陽能板對蓄電池的充電過程，并能在充電過程中，防止充電電流過大以及避免蓄電池的過充電。

2)能夠控制蓄電池對LED負載的放電過程。在放電過程中，按要求功 率驅動負載，避免蓄電池的放電過流或欠壓放電。

3)具有如蓄電池反接保護、太陽能板反接保護等。

4)電源模塊的LM2940外圍電路非常簡單，因此有利于減小PCB板的大小，同時提供的電源電壓穩(wěn)定可靠。

5)在工業(yè)級工作溫度范圍內(nèi)能正常穩(wěn)定工作。

以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本實用新型的總體電路框圖；

圖2是處理器電路原理圖；

圖3是Q1驅動電路原理圖；

圖4是Q17驅動電路原理圖；

圖5是充電電路原理圖；

圖6是蓄電池反接保護電路原理圖；

圖7是充電電流檢測電路原理圖；

圖8是放電電路原理圖；

圖9是產(chǎn)生12V和3.3V直流電的電源電路原理圖。

具體實施方式

本實用新型提供了一種太陽能LED路燈的充放電電路，包括電源模塊、充電模塊以及放電模塊，所述電源模塊分別與充電模塊、放電模塊連接，其中放電模塊的輸出端連接LED負載接口，充電模塊的輸入端連接太陽能板接口，電源模塊、充電模塊以及放電模塊分別與蓄電池連接，具體可參照圖1所示。所述電源模塊包括輸入端與蓄電池的輸出端連接用于實現(xiàn)將蓄電池的輸出電壓轉換為輸出電壓值為10V直流電的LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片電路；所述充電模塊采用兩個鏡像對稱的N溝道MOSFET實現(xiàn)充電控制功能，其中MOSFET選用IRF3205場效應管；所述放電模塊通過 BOOST電路實現(xiàn)。本實用新型的工作電壓來自于蓄電池。

為配合本實用新型電路的工作，路燈中需設有控制電路主模塊，主模塊可選用了STC12LE5616AD處理器，該處理器可提供七路A/D轉換接口，這七路A/D轉換接口將分別用于采樣太陽能板電壓、蓄電池電壓、LED負載電壓、充電電流、LED負載電流、蓄電池放電電流以及環(huán)境溫度；該處理器提供有一路PWM輸出，用于BOOST電路控制信號。該處理器是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機。因此STC12LE5616AD處理器完個滿足控制電路的需求。同時，STC12LE5616AD僅需很少的外圍器件，就可以保證處理器的正常穩(wěn)定工作，該部分電路如圖2所示。

下面將對本實用新型的電路各部分進行詳細陳述。

1、電源模塊的設計

本實用新型的工作電源完全來自于蓄電池電壓，參照控制電路的性能指標要求，控制電路需對蓄電池12V系統(tǒng)或24V系統(tǒng)自適應，因此電源模塊的輸入電壓為DC 11V～26V寬范圍。電源模塊需提供DC 10V與DC 3.3V電源，10V電源用于驅動MOSFET的有效導通，3.3V電源用作主模塊的供電電源；本實用新型采用LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片來實現(xiàn)輸入電壓到DC 10V電壓的轉換。LM2940提供最大1A的帶載能力，當輸入電壓在DC 11V～26V大范圍內(nèi)變化時，LM2940都能準確輸出DC 10V電壓，而且具備過壓、過流以及反接等保護功能。LM2940外圍電路非常簡單，僅需要兩個濾波電容，因此有利于減小PCB板的大小。本實用新型選擇了TO-263封裝的LM2940芯片。所述LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片電路包括LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片，LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的1腳與極性電容C4的正極連接，該極性電容C4的負極與LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的2腳連接，LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的3腳通過電容C11與其2腳連接，2腳同時接地，其1腳作為電壓輸入端同時與蓄電池連接，LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的3腳輸出IRF3205場效應管所需的10V直流電壓。

本實用新型采用LM1117-3.3V芯片，進一步從DC 10V電源中獲得DC 3.3V電源。所述LM1117-3.3V降壓穩(wěn)壓芯片電路包括LM1117-3.3V降壓穩(wěn)壓芯片，LM1117-3.3V降壓穩(wěn)壓芯片的1腳和2腳之間并聯(lián)有電容C20和C21，LM1117-3.3V降壓穩(wěn)壓芯片的3腳和2腳之間并聯(lián)有電容C16和C17，其2腳接地，其1腳作為電壓輸入端與LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片的3腳連接，LM1117-3.3V降壓穩(wěn)壓芯片的3腳輸出用于主模塊供電的3.3V直流電壓。LM1117芯片輸出電壓精度為±1％，擁有高達800mA的穩(wěn)定能力，并具有過流、過熱保護能力。其中電源電路如圖9所示。

2、充電模塊設計

充電模塊是太陽能板與蓄電池之間的橋梁。充電模塊需要具備以下幾項功能：①充電控制；②蓄電池反接保護；③太陽能板反接保護；④蓄電池、太陽能板電壓檢測；⑤充電電流檢測。

充電控制是充電模塊的基本功能。當陽光充足，太陽能板電壓高過蓄電池電壓時，啟動對蓄電池的充電過程；當陽光暗淡，太陽能板電壓低于蓄電池電壓時，關閉對蓄電池的充電過程。傳統(tǒng)的控制方式僅使用一個二極管來實現(xiàn)充電控制功能，但二極管壓降較大，額定電流偏低，在蓄電池充電過程中，最大充電電流可能會達到10A，因此，二極管方案顯然存在不足之處。在本實用新型的充電模塊設計中，采用兩個鏡像對稱的N溝道MOSFET來實現(xiàn)充電控制功能。MOSFET選用IRF3205場效應管，IRF3205在VGS＝10V的條件下，RDS僅為8mΩ，額定電流能達到80A。在實際應用中發(fā)現(xiàn)，IRF3205的導通壓降不到0.1V，而且發(fā)熱量非常小。該部分電路圖如圖5所示，充電模塊包括N溝道MOSFET Ql和Q2，其中Ql的漏極和Q2的漏極相連接，Ql和Q2各自的漏極和源極之間分別連接有穩(wěn)壓二極管，其中穩(wěn)壓二極管的正極與源極連接；Ql的柵極與源極之間連接有穩(wěn)壓二極管D3，其中D3的正極與Ql的源極連接；Ql的源極還分別連接有二極管D4的負極以及穩(wěn)壓二極管D2的正極以及極性電容C1的負極；其中二極管D4的正極分別連接有電阻R3以及電阻R5，電阻R3的另一端連接 太陽能電池板電壓輸出端以及電阻R4和R27，電阻R4和R27的另一端與蓄電池輸出端連接，且該端同時通過串聯(lián)的R7以及R8接地，同時R8的兩端還并聯(lián)有電容C3；電阻R5的另一端分別連接有電阻R6、電容C2以及穩(wěn)壓二極管D6的負極，電阻R6、電容C2的另一端以及穩(wěn)壓二極管D6的正極分別接地；所述穩(wěn)壓二極管D2的負極與極性電容C1的正極連接，同時與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與二極管D1的負極連接，二極管D1的正極與太陽能電池板電壓輸出端連接，太陽能電池板電壓輸出端與Ql的源極之間還串聯(lián)有雙向瞬態(tài)抑制二極管TVS。

其中N溝道MOSFET Ql，Q2實現(xiàn)充電控制功能。當太陽能板電壓大于蓄電池電壓時，由于Q2MOSFET寄生二極管的作用，僅Q2一個MOSFET并不能控制充電電路的有效通斷，因此需要引入Q1，由兩個MOSFET合作完成電路的通斷控制。Q1的柵極電壓來源于Vmos，而Vmos取自太陽能板，因此當太陽能板反接時，Q1將無法得到正向的柵源偏置電壓，無法導通，由此實現(xiàn)了太陽能板的反接保護功能。P6KE68CA是雙向瞬態(tài)抑制二極管(TVS)，瞬態(tài)抑制二極管對電路中瞬間出現(xiàn)的浪涌電壓脈沖起到分流、箝位的作用，可以有效保護電子設備免受雷擊或靜電放電(ESD)等快速瞬態(tài)電壓的破壞，為輸入/輸出接口提供理想的保護方案。P6KE68CA的截止電壓為68V，峰值功率(1ms)可達600W，對抑制瞬態(tài)脈沖有明顯的作用。R7，R8的電阻分壓網(wǎng)絡，用于蓄電池電壓檢測。R3,R5,R6,D4完成太陽能板的電壓檢測。當蓄電池處于充電狀態(tài)時，太陽能板的電壓會被大幅拉低，因此充電狀態(tài)下無需進行太陽能板電壓的檢測。在非充電狀態(tài)下，Q1，Q2作用將充電回路斷開，標號AD5處電壓值VAD5與太陽能板電壓Vsolar之間存在線性關系：VAD5＝(Vbattery-Vsolar+0.7)R6/(R5+R6),其中，Vbattery為蓄電池電壓，0.7V是對二極管D4的電壓估計。D4的作用是防止太陽能板反接時，過高的電壓被引入單片機AD口。當太陽能板電壓大于蓄電池電壓時，D6正向導通，單片機AD口的檢測值將為零。蓄電池的反接保護由另一N溝道MOSFET完成，其原理與太陽能板的反接保護類似， 該部分電路見圖6所示，該電路包括一穩(wěn)壓二極管D17以及N溝道MOSFET Q19，其中D17的正極接地，同時連接電阻R41的一端，D17的負極連接R41的另一端以及Q19的柵極，D17的負極還同時經(jīng)電阻R40連接蓄電池，D17的正極還連接Q19的源極，Q19的源極和漏極之間連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與其源極連接。

在圖5中，R4,R27是兩個2025封裝的小阻值電阻，用于釆樣充電電流。電流流經(jīng)采樣電阻，產(chǎn)生微小壓降，再由INA193芯片將電壓信號放大。INA193在采樣端允許-16V～36V的電壓輸入，支持500kHz的采樣頻率以及最大僅900μA的低電流消耗。INA193能將差分輸入電壓信號放大20倍。該部分電路如圖7所示。

3、放電模塊的設計

放電模塊主要負責蓄電池對LED負載的放電過程。LED又稱發(fā)光二極管，是典型的非線性元件。當LED兩端的電壓較低時，LED處于截止狀態(tài)。當電壓達到一定幅度時，LED即會導通發(fā)光，此時兩端電壓稍微增加，導通電流就會明顯提升，如果不對導通電流加以限制，LED很容易過流燒壞，因此放電模塊對LED負載采用了恒流控制方式。放電模塊通過BOOST電路實現(xiàn)，由BOOST電路升壓恒流驅動LED負載，如圖8所示，放電模塊包含N溝道MOSFET Q18和Q17，其中Q17的漏極和源極之間連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與其源極相連，Q17的源極即通過電阻R23接地，Q17的漏極通過電感L1連接蓄電池；Q17的漏極還連接二極管D11的正極，D11的負極連接極性電容C9的正極，極性電容C9的負極接地；二極管D11的負極還通過依次串聯(lián)的電阻R25以及R26接地，其中R26的兩端還同時并聯(lián)有穩(wěn)壓二極管D12以及電容C8；所述N溝道MOSFET Q17的漏極和源極之間連接有穩(wěn)壓二極管，該穩(wěn)壓二極管的正極與其源極相連，Q17的源極通過電阻R24接地。BOOST電路的性能直接影響到控制電路的能量轉換效率、發(fā)熱量以及使用壽命。圖中，MOSFET Q18控制LED負載的通斷，Q17控制BOOST電路的運行。R23，R24是兩個采樣電阻，R23 用于采樣蓄電池放電電流峰值，R24用于采樣LED負載電流，電流采樣方式與充電電流類似，在此不再贊述。

BOOST電路是一種開關直流升壓電路，它分為充電、放電兩個工作過程。在充電過程中，Q17閉合，此時輸入電流流經(jīng)電感，通過Q17到地，由于輸入為直流電，所以電感上的電流以一定的速率線性增加，這個速率與輸入電壓以及電感大小有關。隨著電感電流的增加，電感中積累了一定的能量，當Q17斷開時，進入BOOST電路的放電過程，由于電感的電流保持特性，流經(jīng)電感的電流不會立即降為零，而會對LED負載以及電容C9放電，并抬高輸出端的電壓。BOOST電路的工作過程就是電感不斷吸收能量釋放能量的過程。如若輸出電容C9足夠大，就能在LED負載上保持穩(wěn)定的電流。二極管D11能夠防止Q17導通過程中電容C9的對地放電。Q17的驅動信號頻率是由處理器的PWM頻率決定的。PWM頻率可以有多種選擇，本實用新型中，PWM頻率f滿足關系式：f＝fosc/(2×256)；其中，fosc是時鐘頻率，此處為11.0592MHz，計算可得PWM頻率為21.6MHz。

在實際應用中，要求控制電路能帶動60W甚至80W負載，60W對應的典型負載為6并10串的LED燈具，額定工作電壓30V，額定工作電流2A。從以上BOOST電路可以達到調整Q17柵極電壓的占空比，進而控制電感中的電流，進而控制LED負載的電流。

4、驅動模塊設計

在控制電路的電路設計中，共有4個N溝道MOSFET需要提供驅動，它們是充電模塊中的Q1，Q2,以及放電模塊中的Q17，Q18。除Q1之外，其他三個MOSFET的驅動電路類似，以Q17的驅動電路為例，其驅動電路如圖4所示，該驅動電路包括一NPN型三極管Q11，Q11的基極連接電阻R29，R29的另一端連接電阻R28，Q11的發(fā)射極接地，Q11的集電極連接電阻R19的一端，Q11的發(fā)射極還連接PNP型三極管Q13的集電極，Q13的基極分別連接Q11的集電極以及NPN型三極管Q12的基極，Q12的集電極連接R19的另一端，Q12的發(fā)射極同時連接Q13的發(fā)射極以及電阻R20； 該驅動電路的作用是將處理器輸出的3.3V PWM信號轉換成10V PWM信號，同時保持PWM波形的規(guī)范性、完整性，從而能有效地控制MOSFET的開通與關斷。在圖4中使用了R28上拉電阻，從而使默認情況下的Q17處于關斷狀態(tài)，保證了BOOST電路在不工作狀態(tài)下的安全。Q17是BOOST電路的關鍵，在實際應用中，Q17的柵極電壓PWM波形很容易產(chǎn)生畸變，通過適當調整圖4中電阻值的大小，可以在一定程度上改善電路的驅動性能。

Q1的驅動電路比較特殊，因為Q1的源極電壓為太陽能板的負端電壓，與處理器控制信號對應的地電位不同。該部分驅動電路見圖3，該N溝道MOSFET Ql的驅動電路包括一二極管D8，該二極管D8的正極連接PNP型三極管Q4的集電極，該PNP型三極管Q4的發(fā)射極連接LM2940-10V降壓穩(wěn)壓芯片電路輸出的10V直流電壓，Q4的發(fā)射極和基極之間連接有電阻R11，Q4的基極還通過電阻R10連接NPN型三極管Q3的集電極，Q3的發(fā)射極接地，Q3的基極與電阻R9連接；二極管D8的負極通過電阻R12連接NPN型三極管Q5的基極，Q5的發(fā)射極與基極之間連接有電阻R13，Q5的集電極連接電阻R14；Q5的發(fā)射極與PNP型三極管Q6的集電極連接，Q6的基極同時連接Q5的集電極以及NPN型三極管Q7的基極；Q7的基極和集電極之間連接電阻R14；Q7的發(fā)射極同時連接Q6的發(fā)射極及電阻R15。其中D8的作用是防止太陽能板反接時發(fā)生電流倒灌。當處理器的控制信號mos1為低電平時，Q3，Q4均工作于截止區(qū)，此時Q5得不到正向的發(fā)射極偏置電壓，亦工作于截止區(qū)，輸出Dmos1電壓為Vmos電壓，從而導通MOSFET Q1。當處理器的控制信號mosl為高電平時，Q3、Q4均工作于飽和區(qū)，此時Q5得到了正向的發(fā)射極偏置電壓，亦工作于飽和區(qū)，輸出Dmosl電壓為SolarGND電壓，從而關斷MOSFET Q1。

綜上，本實用新型能夠實現(xiàn)當陽光充足，太陽能板電壓高過蓄電池電壓時，啟動對蓄電池的充電過程；當陽光暗淡，太陽能板電壓低于蓄電池電壓時，關閉對蓄電池的充電過程；以及利用放電電路對導通電流加以限 制，達到了保護LED不被過流燒壞的目的，同時對蓄電池和太陽能電池板提供了反接保護。

本實用新型的具體技術優(yōu)勢包括如下內(nèi)容：

1)能夠控制太陽能板對蓄電池的充電過程。并能在充電過程中，防止充電電流過大以及避免蓄電池的過充電。

2)能夠控制蓄電池對LED負載的放電過程。在放電過程中，按要求功率驅動負載，避免蓄電池的放電過流或欠壓放電。

3)具有如蓄電池反接保護、太陽能板反接保護等。

4)電源模塊的LM2940外圍電路非常簡單，僅需要兩個濾波電容，因此有利于減小PCB板的大小，同時提供的電源電壓穩(wěn)定可靠。

5)在工業(yè)級工作溫度范圍內(nèi)能正常穩(wěn)定工作。

本實施方式中沒有詳細敘述的部分屬本行業(yè)的公知的常用手段，這里不一一敘述。以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。