CN102685994B - 应急灯电源装置 - Google Patents

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Abstract

一种应急灯电源装置，它包括：AC-DC转换模块、充电管理电路、应急电池、停电检测电路和停电切换电路，所述的AC-DC转换模块的输入端通过电源开关与交流市电连接，AC-DC转换模块的输出端分别与LED灯泡和充电管理电路输入端相连，充电管理电路的输出端与应急电池并联，所述的停电检测电路的两输入端通过耦合电容与交流市电连接，停电检测电路的输出端与停电切换电路输入端相连，停电切换电路的输出端与应急电池相连。本发明可以做应急照明，也可做普通照明使用，无需更改目前的灯具开关和供电线路，使得安装和更换特别方便。

Description

应急灯电源装置
技术领域
本发明专利涉及一种LED应急灯用电源装置，尤其涉及一种可集普通照明与应急照明为一体的LED照明电源装置。
背景技术
传统的应急灯用电源的方案是：在有市电时，应急灯电源一直处在备用状态。在停电时，继电器接通应急电池回路，给应急灯供电，应急灯点亮。使用这种电源的应急灯，不能做普通灯具使用，应急灯电源由AC-DC交流直流变换器将交流变为直流给应急电池充电。在停电时，继电器将应急电池接通，给应急灯具供电。这种应急灯电源的方案有以下几个缺点。
1、使用传统电源装置的应急灯，只能当应急灯使用（即只有在市电停电时，应急灯亮），不能做普通灯使用。从经济角度来说是一种巨大的资源浪费。
2、由于不能当普通灯具使用，使用传统电源的应急灯只能安装在一些公共场合或部门，如机场、车站等。而对于家庭和小区这样的公共场所来说，不太适用。
3、应急灯传统电源的检测电路和切换电路使用继电器等高耗能器件，不符合现在节能设计的理念。
发明内容
本发明目的是针对上面所描述的情况，提出了一种采用停电检测回路与停电切换电路应急灯的电源装置。该应急电源装置可做到自动识别电源开关断开和市电停电两种不同状态，而不做误动作。
本发明的技术方案是：
一种应急灯电源装置，它包括：AC-DC转换模块、充电管理电路、应急电池、停电检测电路和停电切换电路，所述的AC-DC转换模块的输入端通过电源开关与交流市电连接，AC-DC转换模块的输出端分别与LED灯泡和充电管理电路输入端相连，充电管理电路的输出端与应急电池并联，所述的停电检测电路的两输入端通过耦合电容与交流市电连接，停电检测电路的输出端与停电切换电路输入端相连，停电切换电路的输出端与应急电池相连。
所述的停电检测电路包括运算放大器U3，及其外围的元件R40、R42、R39、R38、R41、C20、C21，其中R40、R42和R39构成放大调节回路，R40和C20并联构成低通滤波电路，R41和C21组成滤波电路，所述的运算放大器 U3的正相输入端通过外围电阻R38以及电容C14连接在市电的火线上，运算放大器 U3的反相输入端与R40、R42和R39的一连接点相连，同时通过R40和C20并联构成的低通滤波电路与U3的输出端相连，R39和R42的另一端并联与U3的接地端共同接地，同时通过外围电阻和耦合电容C18连接在市电的零线上， U3的输出端与R41和C21组成的滤波电路的输入端即电阻R41的一端相连，电阻R41的另一端通过电容C21后接地，电阻R41和电容C21的连接点即R41和C21组成的滤波电路的输出作为停电检测电路的输出端接停电切换电路的输入端。所述的停电切换电路采用PMOS管Q2，PMOS管Q2的栅极与停电检测电路的输出即R41和C21组成的滤波电路的输出端相连，PMOS管Q2的漏极与应急电池的正极相连接，PMOS管Q2的源极与LED灯泡相连。
所述的应急灯电源装置的供电方法采用如下步骤：
A、当有电时，运算放大器U3的输入端有50HZ或60HZ市电信号输入，该市电信号经R40、R42和R39构成的放大调节回路，R40和C20并联构成的低通滤波电路放大滤波后，由运算放大器U3的输出端输出50HZ或60HZ的方波，该方波通过R41和C21组成的滤波电路输出5V高电平直流电，该直流信号使停电切换电路即PMOS管Q2断开，即切断应急电池和LED灯泡构成的回路，由市电为LED灯泡供电；
B、当停电时，运算放大器U3的输入端没有信号输入，R41和C21组成的滤波电路的输出端输出0V 低电平直流电，该直流信号使停电切换电路即PMOS管Q2导通，即接通应急电池和LED灯泡构成的回路，由应急电池为LED灯泡供电。
本发明的有益效果：
1.本发明使应急照明可以大规模应用在任何照明场合。并且在不改变目前的供电电路的情况下，直接替换普通灯具，大大简化了应急灯的线路，节约了成本，有很高的社会经济效益，节省资源、操作简单。
2. 停电检测电路，不影响正常的电源开关电路，即不会把开关按钮的关断状态，当停电。而在真正停电时，能及时检测到停电信号，并启动应急照明，不做误动作，可用性强。
3.本发明的停电切换电路采用的是体积小、节能性好的P沟道型MOS管，而不是继电器等高能耗元件，具有环保节能的作用。 
附图说明
图1是本发明的应急灯电源装置的电原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步描述。
一种应急灯电源装置，它包括：AC-DC转换模块、充电管理电路、应急电池、停电检测电路和停电切换电路，所述的AC-DC转换模块的输入端通过电源开关与交流市电连接，AC-DC转换模块的输出端分别与LED灯泡和充电管理电路输入端相连，该模块将市电转化为直流电，一部分供LED灯泡使用，另一部分给应急电池充电，充电管理电路的输出端与应急电池并联，所述的停电检测电路的两输入端通过耦合电容与交流市电连接，停电检测电路的输出端与停电切换电路输入端相连，停电切换电路的输出端与应急电池相连。
市电中的火线通过电源开关给应急电池供电，同时通过一个耐压2000V，容量2200PF的高压小容量的耦合电容C14接到停电检测电路。由于某些不规范用电场所，通过电源开关的是零线而不是火线，因此在本发明中，将零线也通过一个耐压2000V，容量2200PF的高压小容量的耦合电容C18接到停电检测电路。停电检测线路由高输入阻抗的运算放大器U3，以及外围的R40,R42,R39,R41,C20,C21构成。U3和外围的R40，R42,R39构成同相比例放大器，R40和R42,R39的比值就是放大器的倍数，将微弱的市电信号放大。R40、 和C20并联构成低通滤波电路,将高频的、非50HZ或60HZ的信号滤除。由于U3的放大倍数很高，输出受到电源电压的限制，在有50HZ或60HZ市电信号的情况下，U3的输出端输出50HZ或60HZ的方波。R41和C21构成一个滤波电路，将50HZ或60HZ的方波信号滤成直流信号，该直流信号用来控制PMOS管Q2的通断。
在有市电的情况下，即使切断市电，但环境中还是有50HZ或60HZ的电场信号存在，这个信号通过电容，耦合到停电检测电路。停电检测电路通过滤波、放大，分离出50HZ或60HZ的市电信号。经过放大、滤波后，在U3输出端输出50HZ或60HZ的方波，再经过R41,C21滤波，变成直流电压。该电压，控制PMOS管Q2的控制极，将应急电池到灯具的回路关断。应急电池不给灯具供电。AC-DC转换模块的输出直流给灯具供电。这时，若断开电源开关，AC-DC转换模块无输出，LED灯泡不亮。接通电源开关，AC-DC转换模块有输出，LED灯点亮，同时给应急电池充电，也就是整个应急灯电源装置就工作在正常模式下。在没有市电信号的情况下（即停电时），在线路中就没有50HZ或60HZ的电场信号存在，U3输出低电平，PMOS管导通，将应急电池和LED灯泡组成的回路接通，LED灯亮，系统进入应急照明状态。
本发明中的AC-DC转换模块采用的是OB2532，模块充电管理电路采用的是YB5056，电路运算放大器U3采用的是CA3130。

Claims (2)

1.一种应急灯电源装置，其特征是它包括：AC-DC转换模块、充电管理电路、应急电池、停电检测电路和停电切换电路，所述的AC-DC转换模块的输入端通过电源开关与交流市电连接，AC-DC转换模块的输出端分别与LED灯泡和充电管理电路输入端相连，充电管理电路的输出端与应急电池并联，所述的停电检测电路的两输入端通过耦合电容与交流市电连接，停电检测电路的输出端与停电切换电路输入端相连，停电切换电路的输出端与应急电池相连，
所述的停电检测电路包括运算放大器U3，及其外围的元件R40、R42、R39、R38、R41、C20、C21，其中R40、R42和R39构成放大调节回路，R40和C20并联构成低通滤波电路，R41和C21组成滤波电路，所述的运算放大器U3的正相输入端通过外围电阻R38以及电容C14连接在市电的火线上，运算放大器U3的反相输入端与R40、R42和R39的一连接点相连，同时通过R40和C20并联构成的低通滤波电路与U3的输出端相连，R39和R42的另一端并联与U3的接地端共同接地，同时通过外围电阻和耦合电容C18连接在市电的零线上，U3的输出端与R41和C21组成的滤波电路的输入端即电阻R41的一端相连，电阻R41的另一端通过电容C21后接地，电阻R41和电容C21的连接点即R41和C21组成的滤波电路的输出作为停电检测电路的输出端接停电切换电路的输入端；
所述的停电切换电路采用PMOS管Q2，PMOS管Q2的栅极与停电检测电路的输出即R41和C21组成的滤波电路的输出端相连，PMOS管Q2的漏极与应急电池的正极相连接，PMOS管Q2的源极与LED灯泡相连。
2.根据权利要求1所述的应急灯电源装置，其特征在于：所述的应急灯电源装置的供电方法采用如下步骤：
A、当有电时，运算放大器U3的输入端有50HZ或60HZ市电信号输入，该市电信号经R40、R42和R39构成的放大调节回路，R40和C20并联构成的低通滤波电路放大滤波后，由运算放大器U3的输出端输出50HZ或60HZ的方波，该方波通过R41和C21组成的滤波电路输出5V高电平直流电，该直流信号使停电切换电路即PMOS管Q2断开，即切断应急电池和LED灯泡构成的回路，由市电为LED灯泡供电；
B、当停电时，运算放大器U3的输入端没有信号输入，R41和C21组成的滤波电路的输出端输出0V低电平直流电，该直流信号使停电切换电路即PMOS管Q2导通，即接通应急电池和LED灯泡构成的回路，由应急电池为LED灯泡供电。
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