In sehr vielen günstigen Solar-Leuchten befindet sich neben dem Solarpanel, der Batterie, einem Schalter und der Leuchtdiode nur noch ein integrierter Schaltkreis mit vier Pins und eine Induktivität. Hier handelt es sich um den Solarleuchtentreiber QXS521.
Für den QXS521 existiert nur ein chinesisches Datenblatt, das aber trotzdem einige Details aufzeigt. Das Blockschaltbild ist nicht ganz korrekt beschriftet. Der Chip enthält eine Schottky-Diode, die verhindert, dass die Solarzelle im Dunkeln die Batterie entlädt. Entsprechend handelt es sich beim Pin oben links aber nicht um den BAT-Anschluss, sondern um den VSS-Anschluss. Eine Regelung des Ladevorgangs erfolgt nicht. Vermutlich ist die NiMH-Zelle so ausgelegt, dass sie mit dem maximalen Strom der Solarzelle dauerhaft geladen werden kann ohne Schaden zu nehmen. Ein Komparator am SPN-Pin erkennt, ob die Solarzelle aktuell eine Spannung liefert. Ist das der Fall, so scheint die Sonne und der LED-Treiber wird deaktiviert.
Im Gehäuse befindet sich außerdem ein Schalttransistor. Für den Betrieb einer Leuchtdiode ist die Batteriespannung zu niedrig. Aus diesem Grund bildet der QXS521 mit der externen Induktivität einen Hochsetzsteller und hebt so die Spannung der Batterie auf das notwendige Niveau. Durch die Variation des Induktivitätswerts lässt sich der Betriebsstrom der Leuchtdiode ein Stück weit anpassen.
Der Treiber wird von den Blöcken TOFF und TON angesteuert. TON aktiviert, wie beschrieben, den Treiber nur dann, wenn die Solarzelle keine Spannung generiert. TOFF überwacht die Spannung zwischen VSS und LX und ermöglicht so eine gewisse Regelung des Hochsetzstellers. Auf Grund der fehlenden Ausgangskapazität verhält sich die Schaltung wie eine Stromquelle, die entsprechend einer Strommessung zur Regelung notwendig machen würde. Um Kosten einzusparen wurde dennoch die Spannung an der Diode als Regelgröße herangezogen. Die Regelgenauigkeit ist für diesen Anwendungsfall ausreichend.
Das Die ist mit einer Fläche von 0,45mm x 0,35mm äußerst klein.
Im rechten Bereich des Dies kann man die Bezeichnung QXLG521 erkennen.
Am offensichtlichsten ist der große Transistor des Schaltreglers an der linken Kante des Dies. Die Struktur lässt auf einen MOSFET und damit auf einen CMOS-Prozess schließen. Entsprechend stellt das untere linke Bondpad den VSS-Anschluss und das obere linke Bondpad den LX-Anschluss dar. Das untere Bondpad führt das Massepotential relativ niederohmig zu einigen anderen Schaltungsteilen. Das obere Bondpad besitzt nur noch eine kurze, dünne Anbindung nach rechts, wo sich die TOFF-Schaltung befinden muss. Mittig des Transistors ist eine relativ breite Anbindung nach rechts zu erkennen. Hierbei muss es sich um die Gateansteuerung des Treibertransistors handeln. Die Leitung führt ein Stück nach unten, wo sich wiederum größere Strukturen befinden, die vermutlich die Ansteuerung des Treibertransistors darstellen.
Es bleiben die rechten beiden Bondpads. Beim Pad in der oberen rechten Ecke handelt es sich auf Grund der vielfachen Anbindung an die Schaltungen um den BAT-Anschluss, also um die Versorgung des Chips. Direkt unter dem Bondpad scheint sich eine größere Struktur zwischen Versorgungs- und Massepotential zu befinden. Es könnte sich dabei um eine ESD-Schutzstruktur handeln.
Das mittlere Bondpad muss entsprechend den SPN-Pin, den Anschluss an die Solarzelle, darstellen. Die zwei relativ großen Rechtecke darunter kontaktieren die Schottky-Diode, die die Entladung über die Solarzelle blockiert.
In der rechten unteren Ecke des Dies befindet sich ein weiteres Bondpad. Die kleineren Abmessungen lassen vermuten, dass es sich nicht um ein Bondpad sondern eher um eine Test- oder Konfigurationsschnittstelle handelt. Entweder wurde darüber die Funktion geprüft oder es konnte das Die in eine unterschiedliche Funktionsweise geschalten werden. Die beiden rund erscheinenden Strukturen links des Pads erinnern an eine Fuse, die über einen Stromimpuls unterbrochen oder aktiviert werden kann.
Die restlichen Strukturen sind zu klein,
um sie sauber auflösen zu können. An der rechten und an der oberen Kante des
Dies scheinen sich jeweils zwei quadratische Kondensatoren zu befinden, die
mittig mit einer Leitung angebunden werden.
An der oberen Kante sind außerdem
gitterähnliche Strukturen zu erkennen, die große Widerstandswerte oder -teiler
darstellen könnten. Einige Transistoren sind als feinere Strukturen in der
Mitte des Dies zu erkennen. Dort muss sich die eigentliche Steuerung befinden.
