CN104218627B - 基于升降工作灯的充放电电路 - Google Patents

Abstract

一种基于升降工作灯的充放电电路，用于对工作灯及外部电子设备放电，包括：用于接受发电模块充电的蓄电模块、用于检测所述蓄电模块电压的压降检测模块、用于将所述蓄电模块电压分压到所述压降检测模块的分压模块、用于控制蓄电模块对外供电的继电器模块、用于将蓄电模块电压转换为USB标准充电电压的电压转换模块及用于为USB数据线提供连接端口的USB接口模块；在蓄电模块的后级加入电压转换模块及USB接口模块，使得蓄电模块的电压能够通过USB输出给外部的电子设备，从而充分利用发电模块的发电量。再者，蓄电模块能够存储电量，因此，在发电模块停止发电时，蓄电模块能够对灯具供电，从而延长升降工作灯的工作时间。

Description

基于升降工作灯的充放电电路

技术领域

本发明涉及升降工作灯，特别是涉及一种对外放电的基于升降工作灯的充放电电路。

背景技术

升降工作灯主要由灯头，升降杆及骨架组件三大部分构成。灯头一般有两个，用固定螺母固定在升降杆顶端，可以在180°范围内任意调整方向。灯头内装有LED光源及透镜，使光线呈投射效果。升降杆完全升起后可达到2米以上的高度，收缩后高度约0.7米，用户可根据需要在0.7-2米间任意调整高度。骨架组件主要用来固定灯具电源部件的骨架以及携带移动装置。其中，电源部件包括数码变频发电机、LED驱动、弹弓线及灯具操作面板。数码变频发电机为灯具提供AC220V交流电源。LED驱动用来控制LED电流。弹弓线用来连接灯头和LED驱动，弹弓线可以随着升降杆伸长也可以自动收缩。操作面板上主要有灯具的开关及发电机的状态指示灯。携带移动装置包括行走轮、拉杆，拉杆也是可以伸缩的。灯具在非工作状态时，可以将升降杆降低到最低处，可将灯头取下装在骨架上，将弹弓线收放在一个托盘上，将外壳合上后灯具整体外观类似一个箱包。

从以上的介绍可以看出，升降工作灯最大得特点是非工作状态可以收缩，采用便携式的数码变频发电机，从体积和重量上都非常方便移动和携带；不足之处是小型数码发电机一般油箱容量小，因而连续运行时间短。发电机的功率远大于灯头的功率，发电机没有得到充分利用，存在能源浪费；在隧道等通风不畅的地方，发电机的噪音也会影响工作人员的听力。

发明内容

基于此，有必要针对数码变频发电机工作时间端、功率无法充分利用的问题，提供一种能够延长升降工作灯工作时间且充分利用数码变频发电机功率的基于升降工作灯的充放电电路。

一种基于升降工作灯的充放电电路，用于对工作灯及外部电子设备放电，包括：用于接受发电模块充电的蓄电模块、用于检测所述蓄电模块电压的压降检测模块、用于将所述蓄电模块电压分压到所述压降检测模块的分压模块、用于控制蓄电模块对外供电的继电器模块、用于将蓄电模块电压转换为USB标准充电电压的电压转换模块及用于为USB数据线提供连接端口的USB接口模块；

所述压降检测模块的检测端与所述分压模块的输出端电连接，所述压降检测模块的接地端接地，所述压降检测模块的输出端与所述继电器模块的第一输入端电连接，所述分压模块的输入端与所述继电器模块的输出端电连接，所述继电器模块的第二输入端用于接所述蓄电模块的正极；所述继电器模块的输出端还与所述电压转换模块的输入端电连接，所述电压转换模块的输出端与所述USB接口模块的输入端电连接，所述电压转换模块的反馈端与所述USB接口模块的反馈端电连接，所述电压转换模块的接地端接地，所述USB接口模块的正负接口端用于连接外部USB数据线；

所述压降检测模块通过所述分压模块检测到蓄电模块的电压大于放电阈值时，所述压降检测模块控制所述继电器模块得电，所述蓄电模块通过所述继电器模块对所述电压转换模块供电，所述电压转换模块将蓄电模块的电压转换成USB标准充电电压并输出给所述USB接口模块；

所述压降检测模块通过所述分压模块检测到蓄电模块的电压小于或等于放电阈值时，所述压降检测模块控制所述继电器模块失电，所述继电器模块断开所述蓄电模块与所述电压转换模块之间的连接。

在其中一个实施例中，所述压降检测模块包括三端稳压管U1，所述三端稳压管U1的检测端为所述压降检测模块的检测端，所述三端稳压管U1的正极为所述压降检测模块的接地端，所述三端稳压管U1的负极为所述压降检测模块的输出端。

在其中一个实施例中，所述分压模块包括分压电阻R2和分压电阻R3，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3串联于所述继电器模块的输出端与接地端之间，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3的公共连接点与所述压降检测模块的检测端电连接。

在其中一个实施例中，所述继电器模块包括继电器RL1，所述继电器RL1的电子线圈串联于所述分压模块的输入端与所述压降检测模块的输出端之间，所述继电器RL1的常开开关一端用于与蓄电模块的正极电连接，所述继电器RL1的常开开关另一端与所述继电器RL1的电子线圈电连接，所述继电器RL1的电子线圈与常开开关的公共连接点为所述继电器模块的输出端。

在其中一个实施例中，所述电压转换模块包括电压转换芯片U2，所述电压转换芯片U2的输入端、反馈端、输出端及接地端对应为所述电压转换模块的输入端、反馈端、输出端及接地端。

在其中一个实施例中，所述USB接口模块包括续流二极管D4、储能电感L1、整流二极管D5、分压电阻R4、分压电阻R5、采样电阻R6及电解电容C4；

所述续流二极管D4与所述电解电容C4并联，所述分压电阻R4与所述分压电阻R5串联后并联于所述电解电容C4两端，所述储能电感L1的一端与所述续流二极管D4的负极电连接，另一端与所述电解电容C4的正极电连接；所述整流二极管D5的正极与所述电解电容的正极电连接，所述整流二极管D5的负极与所述分压电阻R4的公共连接点为所述USB接口模块的正接口端，所述采样电阻R6的一端与所述分压电阻R5电连接，所述采样电阻R6的另一端为所述USB接口模块的负接口端；所述分压电阻R4与所述分压电阻R5的公共连接点为所述USB接口模块的反馈端，所述续流二极管D4与所述储能电感L1的公共连接点为所述USB接口模块的输入端，所述续流二极管D4、所述电解电容C4、所述分压电阻R5及所述采样电阻R6的公共连接点为所述USB接口模块的接地端。

在其中一个实施例中，还包括滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述继电器模块输出端和所述电压转换模块输入端的公共连接点电连接，所述滤波模块的输出端接地。

在其中一个实施例中，所述滤波模块包括电解电容C2和滤波电容C3，所述电解电容C2与所述滤波电容C3并联后一端接地，另一端为所述滤波模块的输入端。

在其中一个实施例中，还包括防反向模块，所述防反向模块的输入端用于接外部充电端口，所述防反向模块的输出端与所述继电器模块的输出端电连接，所述防反向模块的反馈端与所述分压模块的输出端电连接。

在其中一个实施例中，所述防反向模块包括二极管D1、二极管D2和分压电阻R1，所述二极管D1的负极与所述分压电阻R1的一端连接，所述分压电阻R1的另一端为所述防反向模块的反馈端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2的正极电连接，所述二极管D2的负极为所述防反向模块的输出端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2的正极公共连接点为所述防反向模块的输入端。

上述基于升降工作灯的充放电电路通过增加蓄电模块，使得发电模块能够在对灯具供电的同时也对蓄电模块充电。在蓄电模块的后级加入电压转换模块及USB接口模块，使得蓄电模块的电压能够通过USB输出给外部的电子设备，从而充分利用发电模块的发电量。再者，蓄电模块能够存储电量，因此，在发电模块停止发电时，蓄电模块能够对灯具供电，从而延长升降工作灯的工作时间。

附图说明

图1为基于升降工作灯的充放电电路的模块图；

图2为基于升降工作灯的充放电电路的原理图。

具体实施方式

如图1所示，为基于升降工作灯的充放电电路的模块图。

一种基于升降工作灯的充放电电路，用于对工作灯及外部电子设备放电，包括：用于接受发电模块（图未示）充电的蓄电模块102、用于检测所述蓄电模块102电压的压降检测模块104、用于将所述蓄电模块102电压分压到所述压降检测模块104的分压模块106、用于控制蓄电模块102对外供电的继电器模块108、用于将蓄电模块102电压转换为USB标准充电电压的电压转换模块110及用于为USB数据线提供连接端口的USB接口模块112。

所述压降检测模块104的检测端与所述分压模块106的输出端电连接，所述压降检测模块104的接地端接地，所述压降检测模块104的输出端与所述继电器模块108的第一输入端电连接，所述分压模块106的输入端与所述继电器模块108的输出端电连接，所述继电器模块108的第二输入端用于接所述蓄电模块102的正极；所述继电器模块108的输出端还与所述电压转换模块110的输入端电连接，所述电压转换模块110的输出端与所述USB接口模块112的输入端电连接，所述电压转换模块110的反馈端与所述USB接口模块112的反馈端电连接，所述电压转换模块110的接地端接地，所述USB接口模块112的正负接口端用于连接外部USB数据线。

所述压降检测模块104通过所述分压模块106检测到蓄电模块102的电压大于放电阈值时，所述压降检测模块104控制所述继电器模块108得电，所述蓄电模块102通过所述继电器模块108对所述电压转换模块110供电，所述电压转换模块110将蓄电模块102的电压转换成USB标准充电电压并输出给所述USB接口模块112。

所述压降检测模块104通过所述分压模块106检测到蓄电模块102的电压小于或等于放电阈值时，所述压降检测模块104控制所述继电器模块108失电，所述继电器模块108断开所述蓄电模块102与所述电压转换模块110之间的连接。

蓄电模块102用于在发电模块（图未示）发电时充电，在发电模块停止发电时，对升降工作灯及通过USB接口模块112对外部电子设备供电。从而能够充分利用发电模块的发电功率。

分压模块106用于将蓄电模块102的输出电压分压后输出给压降检测模块104。

压降检测模块104用于通过检测分压模块106的输出电压来检测蓄电模块102的输出电压，避免蓄电模块102过放而导致蓄电模块102受到损坏。具体地，压降检测模块104检测到蓄电模块102的输出电压大于放电阈值时，压降检测模块104控制继电器模块108得电，继电器模块108导通，从而使得蓄电模块102通过继电器模块108对外供电。压降检测模块104检测到蓄电模块102的输出电压小于或等于放电阈值时，压降检测模块104在控制继电器模块108失电，继电器模块108截止，从而使得蓄电模块102无法对外供电。蓄电模块102停止工作，避免出现过放。

继电器模块108用于连接蓄电模块102与负载及蓄电模块102与电压转换模块110之间的连接。具体地，继电器模块108得电时，蓄电模块102与负载升降工作灯连接且蓄电模块102也与电压转换模块110连接。继电器模块108失电时，蓄电模块102断开与负载升降工作灯及电压转换模块110之间的连接。

电压转换模块110用于将蓄电模块102的输出电压转换成USB的标准充电电压。

USB接口模块112用于为外部电子设备提供充电接口。

请结合图2。

蓄电模块102为蓄电池BT。

压降检测模块104包括三端稳压管U1，所述三端稳压管U1的检测端为所述压降检测模块104的检测端，所述三端稳压管U1的正极为所述压降检测模块104的接地端，所述三端稳压管U1的负极为所述压降检测模块104的输出端。

压降检测模块104还包括滤波电容C1，滤波电容C1一端与三端稳压管U1的检测端电连接，另一端接地。

分压模块106包括分压电阻R2和分压电阻R3，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3串联于所述继电器模块108的输出端与接地端之间，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3的公共连接点与所述压降检测模块104的检测端电连接。

继电器模块108包括继电器RL1，所述继电器RL1的电子线圈串联于所述分压模块106的输入端与所述压降检测模块104的输出端之间，所述继电器RL1的常开开关一端用于与蓄电模块102的正极电连接，所述继电器RL1的常开开关另一端与所述继电器RL1的电子线圈电连接，所述继电器RL1的电子线圈与常开开关的公共连接点为所述继电器模块108的输出端。

继电器模块108还包括二极管D3，二极管D3并联于继电器RL1的电子线圈两端，其中，二极管D3的负极与继电器RL1的常开开关一端电连接。

电压转换模块110包括电压转换芯片U2，所述电压转换芯片U2的输入端、反馈端、输出端及接地端对应为所述电压转换模块110的输入端、反馈端、输出端及接地端。

USB接口模块112包括续流二极管D4、储能电感L1、整流二极管D5、分压电阻R4、分压电阻R5、采样电阻R6及电解电容C4。

所述续流二极管D4与所述电解电容C4并联，所述分压电阻R4与所述分压电阻R5串联后并联于所述电解电容C4两端，所述储能电感L1的一端与所述续流二极管D4的负极电连接，另一端与所述电解电容C4的正极电连接；所述整流二极管D5的正极与所述电解电容的正极电连接，所述整流二极管D5的负极与所述分压电阻R4的公共连接点为所述USB接口模块112的正接口端，所述采样电阻R6的一端与所述分压电阻R5电连接，所述采样电阻R6的另一端为所述USB接口模块112的负接口端；所述分压电阻R4与所述分压电阻R5的公共连接点为所述USB接口模块112的反馈端，所述续流二极管D4与所述储能电感L1的公共连接点为所述USB接口模块112的输入端，所述续流二极管D4、所述电解电容C4、所述分压电阻R5及所述采样电阻R6的公共连接点为所述USB接口模块112的接地端。

基于升降工作灯的充放电电路还包括滤波模块114，所述滤波模块114的输入端与所述继电器模块108输出端和所述电压转换模块110输入端的公共连接点电连接，所述滤波模块114的输出端接地。

滤波模块114包括电解电容C2和滤波电容C3，所述电解电容C2与所述滤波电容C3并联后一端接地，另一端为所述滤波模块114的输入端。

基于升降工作灯的充放电电路还包括防反向模块116，所述防反向模块116的输入端用于接外部充电端口，所述防反向模块116的输出端与所述继电器模块108的输出端电连接，所述防反向模块116的反馈端与所述分压模块106的输出端电连接。

防反向模块116包括二极管D1、二极管D2和分压电阻R1，所述二极管D1的负极与所述分压电阻R1的一端连接，所述分压电阻R1的另一端为所述防反向模块116的反馈端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2的正极电连接，所述二极管D2的负极为所述防反向模块116的输出端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2的正极公共连接点为所述防反向模块116的输入端。

基于上述所有实施例，基于升降工作灯的充放电电路的工作原理如下：

升降工作灯系统中的发电模块发电，同时对升降工作灯供电及对蓄电池充电。发电模块通过充电接口对蓄电池充电时，三端稳压管U1两端的电压达到导通电压，三端稳压管U1导通。继电器RL1的电子线圈得电，因此，继电器RL1的常开开关闭合，发电模块通过闭合的常开开关对蓄电池充电。发电模块在对蓄电池充电的同时，通过电压转换芯片U2转换发电模块的输出电压，输出到电感L1的电压符合USB的标准充电电压。电压转换芯片U2的输出电压经由电解电容C4滤波、整流二极管D5整流、分压电阻R4和分压电阻R5分压后输出到USB接口的正负接口，为外部电子设备供电。

在发电模块停止发电时，蓄电池开始对升降工作灯及USB接口连接的外部电子设备供电。蓄电池电压Vbat大于2.5*（R2+R3）/R3时，三端稳压管U1检测端检测到的电压能够达到三端稳压管U1的导通电压，三端稳压管U1导通。因此，继电器RL1的电子线圈得电，继电器RL1的常开开关闭合，蓄电池对升降工作灯供电，并将电压输出给电压转换芯片U2。其中，在蓄电池输出电压与电压转换芯片U2接收电压之间增加了滤波电容C3和电解电容C2，从而滤除蓄电池输出电压中的干扰。电压转换芯片U2接收滤波后的蓄电池电压，将蓄电池输出电压转换成USB的标准充电电压。电压转换芯片U2输出的充电电压经由电解电容C4滤波、整流二极管D5整流、分压电阻R4和分压电阻R5分压后输出到USB接口的正负接口，为外部电子设备供电。同时，采样电阻R6用于采样USB接口模块112的电流，避免大电流对待充电的外部电子设备造成损坏。

当蓄电池电压Vbat小于或等于2.5*（R2+R3）/R3时，三端稳压管U1检测端检测到的电压无法使三端稳压管U1导通，因此，三端稳压管U1截止。继电器RL1的电子线圈失电，继电器RL1的常开开关断开。蓄电池停止对外供电。

在当发电模块再次发电并对蓄电池充电时，三端稳压管U1达到导通电压导通时，继电器RL1的电子线圈得电，继电器RL1的常开开关闭合，蓄电池开始被充电。

上述升降工作灯的充放电电路通过增加蓄电模块102，使得发电模块102能够在对灯具供电的同时也对蓄电模块102充电。在蓄电模块102的后级加入电压转换模块110及USB接口模块112，使得蓄电模块102的电压能够通过USB输出给外部的电子设备，从而充分利用发电模块的发电量。再者，蓄电模块102能够存储电量，因此，在发电模块停止发电时，蓄电模块102能够对灯具供电，从而延长升降工作灯的工作时间。

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 (10)

1.一种基于升降工作灯的充放电电路，用于对工作灯及外部电子设备放电，其特征在于，包括：用于接受发电模块充电的蓄电模块、用于检测所述蓄电模块电压的压降检测模块、用于将所述蓄电模块电压分压到所述压降检测模块的分压模块、用于控制蓄电模块对外供电的继电器模块、用于将蓄电模块电压转换为USB标准充电电压的电压转换模块及用于为USB数据线提供连接端口的USB接口模块；

所述压降检测模块的检测端与所述分压模块的输出端电连接，所述压降检测模块的接地端接地，所述压降检测模块的输出端与所述继电器模块的第一输入端电连接，所述分压模块的输入端与所述继电器模块的输出端电连接，所述继电器模块的第二输入端用于接所述蓄电模块的正极；所述继电器模块的输出端还与所述电压转换模块的输入端电连接，所述电压转换模块的输出端与所述USB接口模块的输入端电连接，所述电压转换模块的反馈端与所述USB接口模块的反馈端电连接，所述电压转换模块的接地端接地，所述USB接口模块的正负接口端用于连接外部USB数据线；

所述压降检测模块通过所述分压模块检测到蓄电模块的电压大于放电阈值时，所述压降检测模块控制所述继电器模块得电，所述蓄电模块通过所述继电器模块对所述电压转换模块供电，所述电压转换模块将蓄电模块的电压转换成USB标准充电电压并输出给所述USB接口模块；

所述压降检测模块通过所述分压模块检测到蓄电模块的电压小于或等于放电阈值时，所述压降检测模块控制所述继电器模块失电，所述继电器模块断开所述蓄电模块与所述电压转换模块之间的连接。

2.根据权利要求1所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，所述压降检测模块包括三端稳压管U1，所述三端稳压管U1的检测端为所述压降检测模块的检测端，所述三端稳压管U1的正极为所述压降检测模块的接地端，所述三端稳压管U1的负极为所述压降检测模块的输出端。

3.根据权利要求1所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，所述分压模块包括分压电阻R2和分压电阻R3，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3串联于所述继电器模块的输出端与接地端之间，所述分压电阻R2与所述分压电阻R3的公共连接点与所述压降检测模块的检测端电连接。

4.根据权利要求1所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，所述继电器模块包括继电器RL1，所述继电器RL1的电子线圈串联于所述分压模块的输入端与所述压降检测模块的输出端之间，所述继电器RL1的常开开关一端用于与蓄电模块的正极电连接，所述继电器RL1的常开开关另一端与所述继电器RL1的电子线圈电连接，所述继电器RL1的电子线圈与常开开关的公共连接点为所述继电器模块的输出端。

5.根据权利要求1所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，所述电压转换模块包括电压转换芯片U2，所述电压转换芯片U2的输入端、反馈端、输出端及接地端对应为所述电压转换模块的输入端、反馈端、输出端及接地端。

6.根据权利要求1所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，所述USB接口模块包括续流二极管D4、储能电感L1、整流二极管D5、分压电阻R4、分压电阻R5、采样电阻R6及电解电容C4；

所述续流二极管D4与所述电解电容C4并联，所述分压电阻R4与所述分压电阻R5串联后并联于所述电解电容C4两端，所述储能电感L1的一端与所述续流二极管D4的负极电连接，另一端与所述电解电容C4的正极电连接；所述整流二极管D5的正极与所述电解电容C4的正极电连接，所述整流二极管D5的负极与所述分压电阻R4的公共连接点为所述USB接口模块的正接口端，所述采样电阻R6的一端与所述分压电阻R5电连接，所述采样电阻R6的另一端为所述USB接口模块的负接口端；所述分压电阻R4与所述分压电阻R5的公共连接点为所述USB接口模块的反馈端，所述续流二极管D4与所述储能电感L1的公共连接点为所述USB接口模块的输入端，所述续流二极管D4、所述电解电容C4、所述分压电阻R5及所述采样电阻R6的公共连接点为所述USB接口模块的接地端。

7.根据权利要求1所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，还包括滤波模块，所述滤波模块的输入端与所述继电器模块输出端和所述电压转换模块输入端的公共连接点电连接，所述滤波模块的输出端接地。

8.根据权利要求7所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，所述滤波模块包括电解电容C2和滤波电容C3，所述电解电容C2与所述滤波电容C3并联后，与所述电解电容C2的负极连接的一端接地，另一端为所述滤波模块的输入端。

9.根据权利要求1所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，还包括防反向模块，所述防反向模块的输入端用于接外部充电端口，所述防反向模块的输出端与所述继电器模块的输出端电连接，所述防反向模块的反馈端与所述分压模块的输出端电连接。

10.根据权利要求9所述的基于升降工作灯的充放电电路，其特征在于，所述防反向模块包括二极管D1、二极管D2和分压电阻R1，所述二极管D1的负极与所述分压电阻R1的一端连接，所述分压电阻R1的另一端为所述防反向模块的反馈端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2的正极电连接，所述二极管D2的负极为所述防反向模块的输出端，所述二极管D1的正极与所述二极管D2的正极公共连接点为所述防反向模块的输入端。