[发明专利]无电池供电方法及电路设计

说明书

本发明属于电路设计领域，具体涉及一种无电池供电方法及电路设计。本发明中，对电源芯片EN(使能)引脚采用2个电压信号进行控制，当电源芯片处于关断状态下，若此时对储能电容进行充电，采用电阻对电源芯片输入电压进行分压，进而通过EN引脚控制电源芯片在超级电容多存储一些电量后再启动；当电源芯片正常工作时，将其输出电压反馈至EN引脚，形成“自锁”功能，以防止在超级电容放电过程中提前关断电源芯片；当电源芯片的输入电压逐渐下降至芯片启动阈值后，电路自动“解锁”，以保证下次充电过程中可以再次正常启动。该发明提供的电路设计成本低、功耗低，解决了充电器件小功率状态时的电源启动问题，也可以充分利用超级电容储存电量。

技术领域

本发明属于电路设计领域，具体涉及一种无电池供电方法及电路设计。

背景技术

太阳能是一种可再生能源，现代一般用作发电或者为热水器提供能源。在太阳能作为能源供电时，一般使用太阳能板+超级电容+电源芯片搭建的电源电路，最简单的低成本电路结构,如图1所示。

此时，稳压管D1主要作用是对太阳能板输出电压进行限压，防止其超出后级超级电容所允许的工作电压；二极管D2主要作用是防止超级电容中已经储存的电量反向漏电至前级器件，造成不必要的静态功耗增加。

比如，超级电容的允许的最大工作电压为5.5V，可选用正常情况下工作电压大于5.5V的太阳能板，再配合D1、D2将其最终输出电压限制在5.5V以下；由于电容储存的电量Q＝C(电容值)×U(两端电压)，故为保证超级电容可以存储更多的电量，可以将太阳能板的电压限值尽可能接近电容的最大工作电压5.5V。

理想状态下，当太阳能板对超级电容充电时，超级电容的电压逐渐升高，当升高至电源芯片启动门限时，电源芯片便可向后级电路提供电源输出VCC，当太阳能板所受光照强度降低至一定程度时，太阳能板工作电压、电流都会下降至某一数值，无法再为超级电容充电，超级电容的漏电、电源芯片的静态电流与后级电路工作消耗的电流会消耗超级电容储能，超级电容的电压也会随之下降，当下降至电源芯片关断门限时，则电源芯片停止工作。

但在实际应用场景中，为了更好的优化产品成本、机械尺寸，往往会倾向于选择小尺寸的太阳能板，此时，便会带来太阳能板输出功率的下降，而一般的电路中，无论是电源芯片内部及外围器件的电容还是后级负载电路中的电容，在其刚刚启动的瞬间，会消耗较大的电流，而此时超级电容的电压也刚好达到电源启动门限，若太阳能板此时无论是因为其自身输出功率特性的限制还是外部环境变化(如光照强度变化、受光面积变化等)导致其无法提供一定的电流，便可能导致超级电容电压下降至电源芯片关断电压以下，电源芯片便无法正常启动，之后可能会不断的重复上述过程，即超级电容电压不断的在电源启动门限、关断门限之间变化，表现出类似“打嗝”的现象，导致整机产品始终无法正常上电工作。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种无电池供电方法。

本发明中，对电源芯片EN(使能)引脚采用2个电压信号进行控制，当电源芯片处于关断状态下，若此时对储能电容进行充电，采用电阻对电源芯片输入电压进行分压，进而通过EN引脚控制电源芯片在超级电容多存储一些电量后再启动；当电源芯片正常工作时，将其输出电压反馈至EN引脚，形成“自锁”功能，以防止在超级电容放电过程中提前关断电源芯片；当电源芯片的输入电压逐渐下降至芯片启动阈值后，电路自动“解锁”，以保证下次充电过程中可以再次正常启动。

所述方法为：电源输出电流，一路电流在电容进行充电，另一路电流进入电源芯片，当所述电源芯片的电压达到启动门限时，所述电源芯片为后级电路提供输出电压VCC；

对所述电源芯片的EN引脚采用2个电压信号进行控制；

设置电阻对所述电源芯片的输入电压进行分压，当所述电源芯片处于关断状态下，若此时对电容进行充电，通过所述EN引脚控制所述电源芯片在所述电容存储电量足够后再启动；