CN106255278B - 一种带实时保护功能的应急led照明电路 - Google Patents

Abstract

本发明属于及电子技术领域，特别涉及一种带实时保护功能的应急LED照明电路；包括依次连接的整流桥、AC‑DC驱动电路、备用电源、LED光源，其特征在于：所述LED光源是通过MOS管Q2MOS管Q2与备用电源的；还包括依次连接的整流降压电路、电网断电检测电路，放大电路，放大电路输出端连接MOS管Q2的驱动端。本电路利用备用电源逆向供电和电流检测的方法检测LED灯的墙壁开关；当电网停电且墙壁开关闭合时，使用备用电源为LED灯供电；当电网供电且墙壁开关闭合导通时，进入AC供电和备用电源充电模式，通过AC‑DC驱动电路为备用电源进行充电；具有备用电源的保护电路，保证备用电源充放电的工作稳定。

Description

一种带实时保护功能的应急LED照明电路

技术领域

本发明属于及电子技术领域，特别涉及一种带实时保护功能的应急LED照明电路。

背景技术

随着LED制造成本的下降，具有高效、低能耗、寿命长等优势的LED灯将越来越广泛地被运用到照明领域。在实际应用中，电路设计的稳定性越来越多地引起了人们的重视，于是LED驱动电路输出的保护就显得尤为重要，传统实时保护应急LED照明电路需要多个专用的控制芯片才能对供电情况进行判断，而且判断精度差，容易造成误触发。

发明内容

本发明的目的在于：针对传统LED驱动电路的供电情况判断较差、结构复杂的问题，提供一种能准确判断电网停止供电和墙壁开关闭合情况的带实时保护功能应急LED照明电路。

本发明采用的技术方案如下：

一种带实时保护功能的应急LED照明电路，包括依次连接的整流桥、AC-DC驱动电路、备用电源、LED光源，其特征在于：所述LED光源是通过MOS管Q2与备用电源的；

还包括依次连接的整流降压电路、电网断电检测电路，放大电路，放大电路输出端连接MOS管Q2的驱动端。

上述技术方案中，整流降压电路包括：包括相连接的分压电阻和整流单元，分压电阻接电网，整流单元接电网断电检测电路的驱动端，所述整流单元包括并联的二极管D4和电阻R7。电阻R7在这里一方面能够降低二极管D4的虚拟电阻，从而降低二极管发热和功耗，另一方面为本申请的创新点，同时兼备将当电网断电的时候能够保证将电网断电检测电路的驱动端接入电网，与电网形成回路。

上述技术方案中，所述电网断电检测电路，包括PNP型的三极管Q3,三极管Q3的发射极接备用电源，三极管Q3的集电极连接有将三极管Q3的输出电流ic变化转换为电压变化的电阻R8。这里选择PNP型三极管也很重要，1首先是三极管是电流型器件，Vbe相对比较稳定，其能够对uA级别的电流进行检测，而如果选择mos管子的话，因为其是电压型器件，对uA级别电流无法实现检测，即无法完成该功能。当电网断电的时候PNP型三极管基极经过电阻R7等接入电网。

上述技术方案中，整流降压电路输出端连接有稳压管D5。因为PNP三极管的PNP的基极电压只能是小于5V的，否则会烧掉，因此稳压管在这里用来钳位电压的。

上述技术方案中，所述放大电路包括三极管Q4,三极管Q4的驱动端基极与电阻R8连接，集电极通过串联的电阻R1和电阻R5连接备用电源，电阻R1和电阻R5的连接端引出，连接MOS管Q2的驱动端栅极，当三极管Q4导通，电阻R1和电阻R5的连接端电压降低MOS管Q2导通。为什么这里需要设计一个放大电路路，因为三极管Q3的基极电流非常弱小，只有uA级别，因此需要对其进行放大后才能驱动MOS管Q2。

上述技术方案中，三极管Q3是通过二极管D3接发射极接备用电源的，二极管D3阳极接备用电源，阴极接三极管Q3。

上述技术方案中，AC-DC驱动电路与备用电源是通过串联MOS管Q1和二极管D1连接，MOS管Q1源极接AC-DC驱动电路输出端，漏极接二极管D1阳极，二极管D1阴极接备用电源。

上述技术方案中，所述MOS管Q1的栅极上连接有保护电路。当保护电路输出异常信号时，MOS管Q1截止，停止充电，保障备用电源的正常工作。

上述技术方案中，过温保护电路、过压欠压保护电路、过流保护电路。

上述技术方案中，所述过温保护电路结构为：第一温控电流源的输出端连接运放U1的正输入端，第一温控电流源输出端依次通过电阻R11和电阻R12接地，电阻R12的两端分别与MOS管Q11的源极和漏极连接；第二温控电流源的输出端连接运放U1的负输入端，第二温控电流源输出端连接三极管Q12的发射极，三极管Q12的基极和集电极连接后接地；运放U1的输出端输出过温保护信号；

所述过压欠压保护电路结构为：电阻R21一端连接备用电源正极，另一端依次通过电阻R22、电阻R23、电阻R24接地，电阻R21和电阻R22间节点连接运放U2的负输入端、电阻R22和电阻R23间节点连接运放U3的负输入端；运放U2和运放U3的正输入端输入基准电压；运放U2和运放U3的输出端分别连接或非门U5两个输入端，或非门U5输入端通过反向器U4连接到MOS管Q21的栅极，MOS管Q21源极和漏极分别连接电阻R24两端；所述运放U2输出端输出欠压保护信号，所述运放U3输出端输出过压保护信号；

所述过流保护电路结构为：电阻R25连接串联在备用电源正极和AC-DC驱动电路的输出端间的充电支路上；电阻R25两端分别连接运放U6的两个输入端，运放U6的输出端输出过流保护信号。

电网火线通过墙壁开关连接到整流桥和整流降压电路两者的正输入端，当墙壁开关闭合时，交流电通过整流桥和AC-DC转换模块，直接给LED光源灯板，此时电阻R3、二极管D4、电阻R4、电阻R2、二极管D3的通路直到备用电源正极上没有电流，此时PNP三极管Q3截止，NPN三极管Q4的基极电压为0，三极管Q4也处于截止状态，MOS管Q2栅极电压由备用电源提供不导通，此时，LED光源灯板依靠AC-DC驱动电路提供的电压供电，并同时为备用电源充电。

当墙壁开关断开时，AC-DC驱动电路无法供电，由于火线端和零线端之间存在大电阻Rx，备用电源通过二极管D3、电阻R2、电阻R7、电阻R3、大电阻、火线端、零线端构成接地的导电通路，此时电阻R4上存在电压差，使三极管Q3导通，进一步使NPN三极管Q4导通，使得MOS管Q2的栅极电压被拉低，进而导通，备用电源通过MOS管Q2和电阻R2进行的通路对LED光源灯板供电。

进一步的，整流降压电路结构为：其正输入端通过电阻R3连接到二极管D4的正极，二极管D4的负极作为整流降压电路正输出端；二极管D4并联有电阻R7，其负输入端与正输入端连接有电阻R10；其负输入端接地；正输入端和负输入端之间反向连接有齐纳二极管D5。

进一步的，检测应急电路负输入端接地，检测应急电路正输入端通过电阻R4连接到三极管Q3的基极，三极管Q3的基极和发射极之间连接有电阻R2，备用电源正极通过正向的二极管D3连接到三极管Q3的发射极，三极管Q3的集电极通过电阻R8连接到三极管Q4的基极；三极管Q4的发射极与基极之间连接有电阻R9，三极管Q4的发射极接地；三极管Q4的集电极通过电阻R5连接到MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极连接备用电源正极，MOS管Q2的漏极通过电阻R6连接LED光源灯板备用供电；备用电源正极通过电阻R1连接到电阻MOS管Q2的栅极，检测应急电路中与AC-DC驱动电路输出端连接的充电端连接MOS管Q1源极，MOS管Q1的漏极通过正向连接二极管D1连接到MOS管Q2的漏极，备用电源正极连接二极管D1的负极。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本电路利用备用电源逆向供电和电流检测的方法来判断LED灯的墙壁开关是否闭合；当电网停电且墙壁开关闭合时，使用备用电源为LED灯供电；当电网供电且墙壁开关闭合导通时，进入AC供电和备用电源充电模式，通过AC-DC驱动电路为备用电源进行充电。

2.本电路具有备用电源的保护电路，保证备用电源充放电的工作稳定。

3.本电路检测应急电路和保护电路进行芯片集成化设计，外围元件需求少，实现功能强大，结构简单。

附图说明

图1是本发明电路原理图；

图2是本发明过温保护电路原理图；

图3是本发明欠压过压保护电路图；

图4是本发明过流保护电路原理图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本发明作详细说明。

一种带实时保护功能的应急LED照明电路，包括依次连接的整流桥、AC-DC驱动电路、备用电源、LED光源，其特征在于：所述LED光源是通过MOS管Q2与备用电源的；

还包括依次连接的整流降压电路、电网断电检测电路，放大电路，放大电路输出端连接MOS管Q2的驱动端。

整流降压电路：整流降压电路正输入端通过电阻R3连接到二极管D4的正极，二极管D4的负极作为整流降压电路正输出端；二极管D4并联有电阻R7，其负输入端与正输入端连接有电阻R10；其负输入端接地；正输入端和负输入端之间反向连接有齐纳二极管D5。

整体电路中正输入端通过电阻R4连接到三极管Q3的基极，三极管Q3的基极和发射极之间连接有电阻R2，备用电源正极通过正向的二极管D3连接到三极管Q3的发射极，三极管Q3的集电极通过电阻R8连接到三极管Q4的基极；三极管Q4的发射极与基极之间连接有电阻R9，三极管Q4的发射极接地；三极管Q4的集电极通过电阻R5连接到MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极连接备用电源正极，MOS管Q2的漏极通过电阻R6连接LED光源灯板备用供电；备用电源正极通过电阻R1连接到电阻MOS管Q2的栅极，检测应急电路中与AC-DC驱动电路输出端连接的充电端连接MOS管Q1源极，MOS管Q1的漏极通过正向连接二极管D1连接到MOS管Q2的漏极，备用电源正极连接二极管D1的负极。备用电源采用充电电池。

MOS管Q1的栅极上连接有保护电路。

保护电路包括：过温保护电路、过压欠压保护电路、过流保护电路。过温保护电路结构为：第一温控电流源的输出端连接运放U1的正输入端，第一温控电流源输出端依次通过电阻R11和电阻R12接地，电阻R12的两端分别与MOS管Q11的源极和漏极连接；第二温控电流源的输出端连接运放U1的负输入端，第二温控电流源输出端连接三极管Q12的发射极，三极管Q12的基极和集电极连接后接地；运放U1的输出端输出过温保护信号。

过压欠压保护电路结构为：电阻R21一端连接备用电源正极，另一端依次通过电阻R22、电阻R23、电阻R24接地，电阻R21和电阻R22间节点连接运放U2的负输入端、电阻R22和电阻R23间节点连接运放U3的负输入端；运放U2和运放U3的正输入端输入基准电压；运放U2和运放U3的输出端分别连接或非门U5两个输入端，或非门U5输入端通过反向器U4连接到MOS管Q21的栅极，MOS管Q21源极和漏极分别连接电阻R24两端；所述运放U2输出端输出欠压保护信号，所述运放U3输出端输出过压保护信号。

过流保护电路结构为：电阻R25连接串联在备用电源正极和AC-DC驱动电路的输出端间的充电支路上；电阻R25两端分别连接运放U6的两个输入端，运放U6的输出端输出过流保护信号。

检测应急电路和保护电路进行集成化设计。

Claims (8)

1.一种带实时保护功能的应急LED照明电路，包括依次连接的整流桥、AC-DC驱动电路、备用电源、LED光源，其特征在于：所述LED光源是通过MOS管Q2与备用电源连接的；

还包括依次连接的整流降压电路、电网断电检测电路，放大电路，放大电路输出端连接MOS管Q2的驱动端，整流降压电路接电网；

整流降压电路包括：包括相连接的分压电阻和整流单元，分压电阻接电网，整流单元接电网断电检测电路的驱动端，所述整流单元包括并联的二极管D4和电阻R7；

整流降压电路输出端连接有稳压管D5。

2.根据权利要求1所述的一种带实时保护功能的应急LED照明电路，其特征在于：所述电网断电检测电路，包括PNP型的三极管Q3,三极管Q3的发射极接备用电源，三极管Q3的集电极连接有将三极管Q3的输出电流ic变化转换为电压变化的电阻R8。

3.根据权利要求1所述的一种带实时保护功能的应急LED照明电路，其特征在于：所述放大电路包括三极管Q4,三极管Q4的基极与电阻R8连接，集电极通过串联的电阻R1和电阻R5连接备用电源，电阻R1和电阻R5的连接端引出连接MOS管Q2的栅极，当三极管Q4导通，电阻R1和电阻R5的连接端电压降低，MOS管Q2导通。

4.根据权利要求3所述的一种带实时保护功能的应急LED照明电路，其特征在于：三极管Q3是通过二极管D3接发射极接备用电源的，二极管D3阳极接备用电源，阴极接三极管Q3。

5.根据权利要求1所述的一种带实时保护功能的应急LED照明电路，其特征在于，AC-DC驱动电路与备用电源是通过串联MOS管Q1和二极管D1连接，MOS管Q1源极接AC-DC驱动电路输出端，漏极接二极管D1阳极，二极管D1阴极接备用电源。

6.根据权利要求5所述的一种带实时保护功能的应急LED照明电路，其特征在于，所述MOS管Q1的栅极上连接有保护电路。

7.根据权利要求6所述的一种带实时保护功能的应急LED照明电路，其特征在于，所述保护电路包括：过温保护电路、过压欠压保护电路、过流保护电路。

8.根据权利要求7所述的一种带实时保护功能的应急LED照明电路，其特征在于，所述过温保护电路结构为：第一温控电流源的输出端连接运放U1的正输入端，第一温控电流源输出端依次通过电阻R11和电阻R12接地，电阻R12的两端分别与MOS管Q11的源极和漏极连接；第二温控电流源的输出端连接运放U1的负输入端，第二温控电流源输出端连接三极管Q12的发射极，三极管Q12的基极和集电极连接后接地；运放U1的输出端输出过温保护信号；

所述过压欠压保护电路结构为：电阻R21一端连接备用电源正极，另一端依次通过电阻R22、电阻R23、电阻R24接地，电阻R21和电阻R22间节点连接运放U2的负输入端、电阻R22和电阻R23间节点连接运放U3的负输入端；运放U2和运放U3的正输入端输入基准电压；运放U2和运放U3的输出端分别连接或非门U5两个输入端，或非门U5输入端通过反向器U4连接到MOS管Q21的栅极，MOS管Q21源极和漏极分别连接电阻R24两端；所述运放U2输出端输出欠压保护信号，所述运放U3输出端输出过压保护信号；

所述过流保护电路结构为：电阻R25连接串联在备用电源正极和AC-DC驱动电路的输出端间的充电支路上；电阻R25两端分别连接运放U6的两个输入端，运放U6的输出端输出过流保护信号。