CN102843849B - 应急灯用电子镇流器电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应急灯用电子镇流器电路，包括电源转换电路、输出级电路、调光控制电路以及升压电路；电源转换电路用于将交流电源转换为直流电源；调光控制电路连接输出级电路和升压电路，用于向输出级电路发送频率可调的调光脉冲，并在交流电源无输入时向升压电路发送启动信号；输出级电路连接电源转换电路，接收直流电源并转换为功率受调光脉冲控制的交流电后为荧光灯管提供工作电能；升压电路连接调光控制电路和输出级电路，用于在接收到启动信号时将电池提供的电能进行升压处理，转化为直流电源为输出级电路供电。本发明可以根据应急照明的场合需要调节灯具亮度，达到照明亮度需求和照明持续时间需求的平衡，实现电池能源的有效利用。

Description

应急灯用电子镇流器电路

【技术领域】

本发明涉及电照明领域，尤其涉及一种应急灯用电子镇流器电路。

【背景技术】

对于应急照明，主要有两大用途，即工作应急照明和逃生应急照明。工作照明的特点是要求的亮度高，尽量与断电前亮度一致，不影响工作的进行。而逃生应急照明对亮度无太高要求，时间越长越好，比如发生地震、火灾等，照明时间越长对于人员安全逃生越有益处。

但是对于应急照明电源来讲，由于电池能源是有限的，亮度高，则时间短；亮度低则时间长。

传统的应急荧光灯电子镇流器均没有调光功能，不能根据场合对亮度进行调节。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种具有调光功能的应急灯用电子镇流器电路，实现适应不同场合的需要和达到高效利用有限能源的目的。

一种应急灯用电子镇流器电路，包括电源转换电路、输出级电路、调光控制电路以及升压电路；所述电源转换电路用于将交流电源转换为直流电源；所述调光控制电路连接所述输出级电路和升压电路，用于向所述输出级电路发送频率可调的调光脉冲，并检测所述交流电源是否有输入，在交流电源无输入时向所述升压电路发送启动信号；所述输出级电路连接所述电源转换电路，接收所述直流电源并转换为功率受所述调光脉冲控制的交流电后为荧光灯管提供工作电能；所述升压电路连接所述调光控制电路和输出级电路，用于在接收到所述启动信号时将电池提供的电能进行升压处理，转化为直流电源为所述输出级电路供电。

优选的，所述电源转换电路包括顺次连接的滤波电路、整流电路以及功率因数校正电路。

优选的，所述输出级电路包括：半桥逆变电路，所述半桥逆变电路的控制输入端连接所述调光控制电路，所述半桥逆变电路的电源输入端连接功率因数校正电路，在所述调光脉冲的驱动下将功率因数校正电路输出的直流电源逆变为交流电并输出；谐振电路，所述谐振电路的输入端连接所述半桥逆变电路的输出端，所述谐振电路的输出端连接所述荧光灯管，用于通过谐振获得对所述荧光灯管起辉的电压；异常保护电路，所述异常保护电路的输入端连接所述荧光灯管，所述异常保护电路的输出端连接所述调光控制电路，在异常保护电路的输入端的电压高于设定阈值时，通过所述异常保护电路的输出端将保护信号发送给所述调光控制电路，控制所述调光控制电路关断所述调光脉冲。

优选的，所述输出级电路的数量为2个。

优选的，所述调光控制电路包括微控制单元、第一按键和第二按键；所述微控制单元的第一调光脚接第一按键，所述微控制单元的第二调光脚接第二按键，所述微控制单元的第一脉冲脚和第二脉冲脚用于输出所述调光脉冲，所述调光脉冲的频率受所述第一按键和第二按键控制；所述微控制单元的第一异常信号检测脚连接第一输出级电路的异常保护电路的输出端，在检测到所述保护信号时关断所述第一脉冲脚的调光脉冲，所述微控制单元的第二异常信号检测脚连接第二输出级电路的异常保护电路的输出端，在检测到所述保护信号时关断所述第二脉冲脚的调光脉冲；所述微控制单元的市电检测脚用于检测所述交流电源是否有输入，在检测到低电平时所述微控制单元的升压电路控制脚发送启动信号，所述升压电路控制脚连接所述升压电路。

优选的，所述谐振电路包括相互串联的谐振电感和谐振电容，所述谐振电感的电感值为3.3毫亨利，所述谐振电容的电容值为3.3纳法拉；所述第一按键和第二按键均断开时所述调光脉冲的频率为48千赫兹，所述第一按键闭合、第二按键断开时所述调光脉冲的频率为52千赫兹，所述第一按键断开、第二按键闭合时所述调光脉冲的频率为56千赫兹，所述第一按键和第二按键均闭合时所述调光脉冲的频率为60千赫兹。

上述应急灯用电子镇流器电路，可以通过调光控制电路调节调光脉冲的频率，进而控制输出级电路改变荧光灯管的功率，根据应急照明的场合需要调节灯具亮度，达到照明亮度需求和照明持续时间需求的平衡，实现电池能源的有效利用。

【附图说明】

图1是一实施例中应急灯用电子镇流器电路的电路方框图；

图2是一实施例中应急灯用电子镇流器电路的电路原理图；

图3是图2所示实施例中输出级电路的电路原理图；

图4是图2所示实施例中电源转换电路和调光控制电路的电路原理图；

图5是一实施例中检测电路的电路原理图；

图6是图2所示实施例中升压电路的电路原理图。

【具体实施方式】

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图1是一实施例中应急灯用电子镇流器电路的电路方框图，应急灯用电子镇流器电路100包括电源转换电路110、输出级电路40、调光控制电路50以及升压电路60。

电源转换电路110用于将交流电源转换为直流电源。在本实施例中，电源转换电路110包括顺次连接的滤波电路10、整流电路20以及功率因数校正电路30。滤波电路10将输入的220伏特的交流电进行滤波处理后输出给整流电路20，由整流电路20进行整流处理，再经过功率因数校正电路30进行功率因数校正后输出400伏特的直流电源，满足电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)和高功率因数的性能要求。在本实施例中，功率因数校正电路30可以采用型号为L6562D的功率因数校正(PFC)芯片(图2中的U1)。电容CY1将应急灯用电子镇流器电路100的地线与市电的地线(E)接在一起。

调光控制电路50连接输出级电路40和升压电路60，用于向输出级电路40发送频率可调的调光脉冲，并检测交流电源是否有输入(即市电是否停电、断电)，在交流电源无输入时向升压电路60发送启动信号。

输出级电路40连接功率因数校正电路30，接收功率因数校正电路30输出的400伏特直流电源并转换为功率受调光脉冲控制的交流电后为荧光灯管提供工作电能。

升压电路60连接调光控制电路50和输出级电路40，用于在接收到启动信号时将电池提供的电能进行升压处理，转化为400伏特的直流电源为输出级电路40供电。注意升压电路60和输出级电路40输出的均为400伏特直流电，但产生的电路不同。

上述应急灯用电子镇流器电路，可以通过调光控制电路调节调光脉冲的频率，进而控制输出级电路改变荧光灯管的功率，根据应急照明的场合需要调节灯具亮度，达到照明亮度需求和照明持续时间需求的平衡，实现电池能源的有效利用。

图2是一实施例中应急灯用电子镇流器电路的电路原理图，图3是图2所示实施例中输出级电路的电路原理图。在本实施例中输出级电路的数量为2个，即包括第一输出级电路和第二输出级电路，它们的电路结构是相同的，包括半桥逆变电路410、谐振电路420以及异常保护电路430。以下以第一输出级电路为例进行介绍。

半桥逆变电路410的控制输入端PWM1连接调光控制电路50，半桥逆变电路410的电源输入端DC400连接功率因数校正电路。半桥逆变电路410在PWM1输入的调光脉冲的驱动下，将功率因数校正电路输出的400伏特直流电源逆变为交流电并输出。

谐振电路420的输入端连接半桥逆变电路410的输出端，谐振电路420的输出端连接荧光灯管。谐振电路420包括相互串联的谐振电感和谐振电容，用于通过谐振获得对荧光灯管起辉的电压。谐振电路420的谐振频率：当频率改变，频率点偏离谐振频率，电路阻抗增大，灯负载输出功率减小，即实现了调频调光功能。

在本实施例中，将谐振频率设定在48KHz，此时灯管满功率输出。在本实施例中，设置谐振电感T2的电感值L＝3.3mH，谐振电容C9的电容值C＝3.3nF。

异常保护电路430的输入端连接荧光灯管，异常保护电路430的输出端连接调光控制电路50。当灯管发生异常时，如灯管开路、灯丝失效时，会在荧光灯管一端(即异常保护电路430的输入端)产生高压。异常保护电路430的输入端的电压高于设定阈值时，通过异常保护电路430的输出端EN1将保护信号发送给调光控制电路50，控制调光控制电路50关断调光脉冲。

图4是图2所示实施例中电源转换电路和调光控制电路的电路原理图。调光控制电路50包括微控制单元U2、第一按键S1和第二按键S2。在本实施例中，微控制单元U2采用型号为ATTINY2313V-10SU的芯片。

微控制单元U2的第一调光脚PD5接第一按键S1，微控制单元U2的第二调光脚PD4接第二按键S2。微控制单元U2的第一脉冲脚PB4和第二脉冲脚PB3用于输出调光脉冲，调光脉冲的频率受第一按键S1和第二按键S2控制，下表为按键状态与调光脉冲的对应关系表。

S2	S1	状态组合	脉冲频率设定	对应调光等级
					断开	断开	00	fpwm＝48KHZ	100％功率输出
断开	闭合	01	fpwm＝52KHZ	80％左右功率输出
					闭合	断开	10	fpwm＝56KHZ	50％左右功率输出
闭合	闭合	11	fpwm＝60KHZ	20％左右功率输出

微控制单元U2的第一异常信号检测脚PB2连接第一输出级电路的异常保护电路430的输出端EN1，在检测到保护信号时关断第一脉冲脚PB4的调光脉冲；微控制单元U2的第二异常信号检测脚PB1连接第二输出级电路的异常保护电路430的输出端EN2，在检测到保护信号时关断第二脉冲脚PB3的调光脉冲。

微控制单元U2的市电检测脚PB0用于检测交流电源是否有输入。图5是一实施例中检测电路的电路原理图。当交流电源无输入(市电断电、停电等情况)时，光电耦合器U3的发光源不发光，受光器关断，检测电路的输出端ACTEST输出来自DC5V端的高电平。市电检测脚PB0与检测电路的输出端ACTEST连接，在检测到高电平时，微控制单元U2的升压电路控制脚PD6发送启动信号(高电平)，升压电路控制脚PD6连接升压电路60的输入端CONTL494DC。图6是图2所示实施例中升压电路的电路原理图，本实施例中升压电路60采用型号为TL494的脉宽调制控制芯片作为控制芯片。升压电路60的输入端CONTL494DC接收到启动信号后开始工作，将电池提供的电能进行升压处理，转化为400伏特的直流电源，通过DC400端口为输出级电路40供电。

充电器在可以与市电连接，在市电存在时为电池充电。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种应急灯用电子镇流器电路，其特征在于，包括电源转换电路、输出级电路、调光控制电路以及升压电路；

所述电源转换电路用于将交流电源转换为直流电源；所述电源转换电路包括顺次连接的滤波电路、整流电路以及功率因数校正电路；

所述调光控制电路连接所述输出级电路和升压电路，用于向所述输出级电路发送频率可调的调光脉冲，并检测所述交流电源是否有输入，在交流电源无输入时向所述升压电路发送启动信号；

所述输出级电路连接所述电源转换电路，接收所述直流电源并转换为功率受所述调光脉冲控制的交流电后为荧光灯管提供工作电能；

所述升压电路连接所述调光控制电路和输出级电路，用于在接收到所述启动信号时将电池提供的电能进行升压处理，转化为直流电源为所述输出级电路供电；

所述输出级电路包括：

半桥逆变电路，所述半桥逆变电路的控制输入端连接所述调光控制电路，所述半桥逆变电路的电源输入端连接功率因数校正电路，在所述调光脉冲的驱动下将功率因数校正电路输出的直流电源逆变为交流电并输出；

谐振电路，所述谐振电路的输入端连接所述半桥逆变电路的输出端，所述谐振电路的输出端连接所述荧光灯管，用于通过谐振获得对所述荧光灯管起辉的电压；所述谐振电路包括相互串联后连接至所述荧光灯管的阳极的谐振电感和谐振电容；

异常保护电路，所述异常保护电路的输入端连接所述荧光灯管，所述异常保护电路的输出端连接所述调光控制电路，在异常保护电路的输入端的电压高于设定阈值时，通过所述异常保护电路的输出端将保护信号发送给所述调光控制电路，控制所述调光控制电路关断所述调光脉冲；所述输出级电路的数量为2个；

所述调光控制电路包括微控制单元、第一按键和第二按键；

所述微控制单元的第一调光脚接第一按键，所述微控制单元的第二调光脚接第二按键，所述微控制单元的第一脉冲脚和第二脉冲脚用于输出所述调光脉冲，所述调光脉冲的频率受所述第一按键和第二按键控制；

所述微控制单元的第一异常信号检测脚连接第一输出级电路的异常保护电路的输出端，在检测到所述保护信号时关断所述第一脉冲脚的调光脉冲，所述微控制单元的第二异常信号检测脚连接第二输出级电路的异常保护电路的输出端，在检测到所述保护信号时关断所述第二脉冲脚的调光脉冲；

所述微控制单元的市电检测脚用于检测所述交流电源是否有输入，在检测到低电平时所述微控制单元的升压电路控制脚发送启动信号，所述升压电路控制脚连接所述升压电路；所述微控制单元采用型号为ATTINY2313V-10SU的芯片。

2.根据权利要求1所述的应急灯用电子镇流器电路，其特征在于，所述谐振电路包括相互串联的谐振电感和谐振电容，所述谐振电感的电感值为3.3毫亨利，所述谐振电容的电容值为3.3纳法拉；

所述第一按键和第二按键均断开时所述调光脉冲的频率为48千赫兹，所述第一按键闭合、第二按键断开时所述调光脉冲的频率为52千赫兹，所述第一按键断开、第二按键闭合时所述调光脉冲的频率为56千赫兹，所述第一按键和第二按键均闭合时所述调光脉冲的频率为60千赫兹。