[发明专利]形成控制电路的方法和器件

说明书

技术领域

本发明大体涉及电子学，尤其是涉及半导体、其结构以及形成半 导体器件的方法。

背景技术

在过去，太阳能庭院灯一般在日光条件期间从太阳能电池单元 (solar cell)给电池(battery)充电，并接着使用充电的电池来在夜 间条件期间给LED供电。一般通过经由二极管或二极管连接的晶体管 将电池耦合到太阳能电池单元来给电池充电。二极管或二极管连接的 晶体管引入大约0.7伏的电压降，这减小了电池充电操作的效率。而 且，通过二极管或二极管连接的晶体管的泄漏常常减小了电池充电操 作的效率。

一般通常响应于比较电池电压与来自光敏电阻的电压来做出给 LED供电的决定。该比较不方便地需要比较器，其通常由电池连续供 电，从而不方便地增加了系统的功率要求并减小了给电池充电的效率。 此外，光敏电阻常常是增加成本的另一系统元件。

一般通过在时钟信号的一个阶段期间给电感器充电并接着在时 钟信号的另一阶段期间给电感器放电以向LED提供电流，来给LED 供电。通过控制时钟信号的阶段的脉冲宽度来控制流到LED的电流。 然而，所需的脉冲宽度调制电路相当复杂，且导致相当大的功率消耗。

电容器常常一般与LED并联连接，使得电容器在电感器放电的 时间期间被充电，以给LED供电。当电感器随后被再充电时，充电的 电容器可接着在此时期期间给LED供电。然而，在电感器放电阶段期 间，电感器在其被完全放电之后可能仍保持电连接到LED和电容器。 在这样的条件下，电荷可能在放电阶段结束时不合需要地从电容器流 回电感器中(反向电荷流)。

因此，期望有一种比传统太阳能灯更有效地操作并具有较低成本 的改进的太阳能庭院灯。

附图说明

图1简要示出包括根据本发明的控制电路的太阳能照明系统的结 构图的一部分的实施方式；

图2简要示出根据本发明的图1的控制电路的电池充电电路的一 部分的实施方式；

图3简要示出根据本发明的控制电路的驱动器使能电路的一部分 的实施方式；

图4简要示出根据本发明的可选实施方式的控制电路的驱动器使 能电路的一部分的实施方式；以及

图5示出包括根据本发明的图1的控制电路的半导体器件或集成 电路的实施方式的一部分的放大平面图。

为了说明的简洁和清楚，附图中的元件不一定按比例绘制，且不 同图中相同的参考数字表示相同的元件。此外，为了描述的简单而省 略了对公知的步骤和元件的说明与细节。这里所使用的载流电极表示 器件的一个元件，该元件承载通过该器件的电流，如MOS晶体管的 源极或漏极、或双极晶体管的集电极或发射极、或二极管的阴极或阳 极；而控制电极表示器件的一个元件，该元件控制通过该器件的电流， 如MOS晶体管的栅极或双极晶体管的基极。虽然这些器件在这里被 解释为某种N沟道或P沟道器件、或某种N型或P型掺杂区，但本 领域中的普通技术人员应该认识到，依照本发明，互补器件也是可能 的。本领域中的技术人员应认识到，这里使用的词“在...的期间、在... 同时、当...的时候”不是表示一有启动行为就会马上发生行为的准确术 语，而是在与被初始行为激起的反应之间可能有一些微小但合理的延 迟，例如传播延迟。词“大约”或“实质上”的使用意指元件的值具有被 预期非常接近于规定值或位置的参数。然而，如在本领域中所公知的， 总是存在微小变化使值或位置并非确切地如规定的。本领域中完全确 认，直到至少10％的变化是偏离确切地如所述的理想目标的合理变 化。

具体实施方式

图1简要示出包括控制电路150(通常由虚线示出)的太阳能照 明系统100的一部分的示例性实施方式。如将在下文中更充分看到的， 在一个实施方式中，控制电路150包括：电池充电电路，其耦合成接 收来自太阳能电池单元的太阳能电池单元电压和来自可再充电电池的 电池电压，其中电池充电电路配置成当太阳能电池单元电压大于电池 电压时从太阳能电池单元给可再充电电池充电；驱动器电路，其耦合 成从可再充电电池接收电池电压；以及驱动器使能电路(driver enable circuit)，其响应于太阳能电池单元电压变得小于第一电压而完全使 能(enable)驱动器电路。