CN106341922A - Led应急照明电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及一种LED应急照明电源。本发明提出的LED应急照明电源，包括：微控制器、功放驱动电路、变压器、LED稳压输出电路、LED电流监控电路、过放电电压保护电路和可充电电池，微控制器分别与功放驱动电路、LED电流监控电路和过放电电压保护电路连接，功放驱动电路、变压器和LED稳压输出电路依次连接，LED稳压输出电路还与LED灯具的正极连接，LED电流监控电路还与LED灯具的负极连接，过放电电压包括电路还与LED稳压输出电路连接，可充电电池与变压器连接。本发明LED应急照明电源，能够监控放电状态控制输出的电参数，兼容性强，减少设备故障维护成本。

Description

LED应急照明电源

技术领域

本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及一种LED应急照明电源。

背景技术

目前，各类应急照明灯具广泛应用于商场、宾馆、医院、娱乐场所、工矿、石化及商业办公和民用建筑等场所。应急照明灯具接入市电，在市电停电后作紧急照明使用，平时则提供日常照明使用。

LED灯具寿命长，能耗低，尤其适合使用在应急照明灯具中，目前，在诸多应用领域中，消防规范要求应急照明灯具使用LED灯具，由此催生了对LED应急照明灯具的需求。

LED应急照明电源是LED应急照明灯具的核心部件，通常包括图1中实现框内的组件，即工频变压器、电池充电电路、市电检测电路、应急切换开关、电池放电电路。图1中虚线箭头表示控制逻辑信号的走向；实线箭头表示用电功率的走向。输入的市电经工频变压器隔离整流滤波后，变换后的功率随后用于分别测控逻辑和功率传递，如市电电压检测，如控制市电照明与应急照明的切换；如充放电管理等。另外，输入的市电还用于通过配套的LED驱动电源点亮LED灯具，提供市电照明。在市电失电时，应急照明启动，由电池组放电为LED灯具提供用电功率，LED灯具继续保持点亮。

现有LED应急照明电源的放电电路通常为恒功率恒压的功率输出模式。在实际应用中，经常导致接入的较小功率LED灯具的用电功率过大而损坏LED灯具。鉴于LED应急照明电源对LED灯具的兼容性差，需要根据LED灯具的规格分别适配不同的LED应急照明电源，增加了LED应急照明灯具的使用维护成本，增加了设备管理的难度。

发明内容

针对现有的LED应急照明电源对LED灯具的兼容性差的问题，本发明提出一种LED应急照明电源，能够提高LED应急照明电源对LED灯具的兼容性。

本发明提出的LED应急照明电源，包括微控制器、功放驱动电路、变压器、LED稳压输出电路、LED电流监控电路、过放电电压保护电路和可充电电池，微控制器分别与功放驱动电路、LED电流监控电路和过放电电压保护电路连接，功放驱动电路、变压器和LED稳压输出电路依次连接，LED稳压输出电路还与LED灯具的正极连接，LED电流监控电路还与LED灯具的负极连接，过放电电压包括电路还与LED稳压输出电路连接，可充电电池与变压器连接。

进一步地，功放驱动电路包括第一三极管(Q6)、第二三极管(Q9)、第一场效应管(Q10)、第一电阻(R2)、第二电阻(R22)和第三电阻(R38)，第一三极管(Q6)的基极与微控制器的第一脉冲宽度调制管脚(PWM1)连接，第一三极管(Q6)的发射极与第一电阻(R2)的第一端连接，第二三极管(Q9)的发射极与第一场效应管(Q10)的栅极连接，第二三极管(Q9)的基极与第二电阻(R22)的第一端连接，第二三极管(Q9)的集电极与地线连接，第一场效应管(Q10)的源极与变压器连接，第一场效应管(Q10)的漏极与地线连接，第一电阻(R2)的第二端和(R22)的第二端均与第一场效应管(Q10)的栅极连接，第三电阻(R38)的第一端与第二三极管(Q9)的基极连接，第三电阻(R38)的第二端与第二三极管(Q9)的集电极连接。

基于上述任意LED应急照明电源实施例，进一步地，LED稳压输出电路包括第一稳压二极管(ZD2)和第四电阻(R5)，第一稳压二极管(ZD2)的负极连接于变压器的次级绕组的第一端，第一稳压二极管(ZD2)的正极连接于第四电阻(R5)的第一端，第四电阻(R5)的第二端连接于变压器的次级绕组的第二端。

进一步地，过放电电压保护电路包括第五电阻(R17)、第六电阻(R18)、第七电阻(R19)、第一二极管(D4)和第一电容(C18)，第五电阻(R17)的第一端与LED灯具的正极连接，第五电阻(R17)的第二端分别与第六电阻(R18)、第七电阻(R19)和第一电容(C18)的第一端连接，第五电阻(R17)的第二端还与微控制器的过放电电压控制输入端(OP1N)连接，第六电阻(R18)的第二端与第一二极管(D4)的负极连接，第七电阻(R19)的第二端与LED灯具的负极连接，第一二极管(D4)的正极与第一稳压二极管(ZD2)的正极连接，第一电容(C18)的第二端与微控制器的过放电电压控制输出端(OP1OUT)连接。

基于上述任意LED应急照明电源实施例，进一步地，LED电流监控电路包括第二二极管(D7)、第八电阻(R44)、第九电阻(R45)、第十电阻(R46)、第十一电阻(R24)、第二电容(C3)和第三电容(C15)，第二二极管(D7)的正极分别与第八电阻(R44)、第九电阻(R45)、第十电阻(R46)、第十一电阻(R24)和第二电容(C3)的第一端连接，第二二极管(D7)的负极分别与第八电阻(R44)、第九电阻(R45)、第十电阻(R46)和第二电容(C3)的第二端连接，第二二极管(D7)的负极还与地线连接，第十一电阻(R24)的第二端与第三电容(C15)的第一端连接，第三电容(C15)的第一端与微控制器的电流监测管脚(AN9)连接，第三电容(C15)的第二端与地线连接。

基于上述任意LED应急照明电源实施例，进一步地，本实施例LED应急照明电源还包括：LED电压监控电路，LED电压监控电路包括第十二电阻(R23)、第十三电阻(R16)和第四电容(C9)连接，第十二电阻(R23)的第一端连接于LED灯具的正极，第十二电阻(R23)的第二端分别连接于第十三电阻(R16)和第四电容(C9)的第一端，第十三电阻(R16)的第二端连接于地线，第四电容(C9)的第一端还与微控制器的LED电压监控管脚(AN8)连接，第四电容(C9)的第二端与地线连接。

基于上述任意LED应急照明电源实施例，进一步地，本实施例LED应急照明电源还包括可充电电池充放电执行电路，可充电电池充放电执行电路包括第十四电阻至第二十三电阻、第二场效应管至第四场效应管、第二稳压二极管(U3)、第三二极管(D3)、第三三极管(Q4)、第五电容至第六电容、第一保险丝(F2)和可充电电池。

第二场效应管(Q2)的源极用于接收外界的充电电压，第二场效应管(Q2)的漏极与第三二极管(D3)的正极连接，第三二极管(D3)的负极与第三场效应管(Q3)的漏极连接，第三场效应管(Q3)的源极与可充电电池的正极连接，第十四电阻(R14)的第一端与第三二极管(D3)的正极连接，第十四电阻(R14)的第二端与第三二极管(D3)的负极连接，第十五电阻(R33)的第一端与第二场效应管(Q2)的源极连接，第十五电阻(R33)的第二端与第二场效应管(Q2)的栅极连接，第十六电阻(R41)的第一端与第三场效应管(Q3)的源极连接，第十六电阻(R41)的第二端与第三场效应管(Q3)的栅极连接。

第十七电阻(R30)的第一端与第二场效应管(Q2)的源极连接，第十七电阻(R30)的第二端与第二场效应管(Q2)的漏极连接，第十八电阻(R39)的第一端与第十七电阻(R30)的第二端连接，第十八电阻(R39)的第二端与第十九电阻(R40)的第一端连接，第十九电阻(R40)的第二端与地线连接，第二稳压二极管(U3)的负极分别连接于第二场效应管(Q2)的栅极和第十九电阻(R40)的第一端，第二稳压二极管(U3)的正极与地线连接。

第三三极管(Q4)的集电极与第三场效应管(Q3)的栅极连接，第三三极管(Q4)的基极与第二十电阻(R20)的第一端连接，第三三极管(Q4)的发射极和第二十电阻(R20)的第二端均与地线连接，第二十一电阻(R43)的第一端与微控制器的电池控制管脚(P0.1)连接，第二十一电阻(R43)的第二端与第二十电阻(R20)的第一端连接，第五电容(C10)的第一端与第二十电阻(R20)的第一端连接，第五电容(C10)的第二端与地线连接。

第二十二电阻(R9)的第一端与第三场效应管(Q3)的漏极连接，第二十二电阻(R9)的第二端与第二十三电阻(R10)的第一端连接，第二十三电阻(R10)的第二端与地线连接，第六电容(C12)的第一端与第二十三电阻(R10)的第一端连接，第六电容(C12)的第一端还与微控制器的电池电压监测管脚(AN0)连接，第六电容(C12)的第二端与地线连接。

第四场效应管(Q11)的源极与第一保险丝(F2)的第一端连接，第四场效应管(Q11)的漏极与地线连接，第四场效应管(Q11)的源极的栅极与可充电电池的正极连接，第一保险丝(F2)的第二端与可充电电池的负极连接。

进一步地，本实施例LED应急照明电源还包括可调隔离转换电路，可调隔离变换电路包括第二十四电阻至第三十六电阻、第七电容至第十二电容、第四二极管至第六二极管、第四三极管至第六三极管、第三稳压二极管至第四稳压二极管、光耦(U4A/B)、第一电解电容(C16)和高频变压器(T1)。

第二十四电阻(R6)的第一端与高压直流母线的正极连接，第二十四电阻(R6)的第二端与第二十五电阻(R7)的第一端连接，第七电容(C5)的第一端与第二十五电阻(R7)的第二端连接，第七电容(C5)的第二端与第二十六电阻(R1)的第一端连接，第二十六电阻(R1)的第二端与高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接，述高频变压器(T1)的初级线圈的第一端与第八电容(C8)的第一端连接，第八电容(C8)的第二端与地线连接。

第二十四电阻(R6)的第一端还与高频变压器(T1)的初级线圈的第四端连接，高频变压器(T1)的初级线圈的第三端与第四三极管(Q7)的集电极连接，第四三极管(Q7)的基极还与第二十五电阻(R7)的第二端连接，第四三极管(Q7)的发射极与第二十七电阻(R13)的第一端连接，第二十七电阻(R13)的第二端与地线连接。

第二十八电阻(R12)的第一端与第二十四电阻(R6)的第一端连接，第二十八电阻(R12)的第二端与第四二极管(D2)的负极连接，第四二极管(D2)的正极与高频变压器(T1)的初级线圈的第三端连接，第九电容(C11)的第一端与高频变压器(T1)的初级线圈的第四端连接，第九电容(C11)的第二端与第四二极管(D2)的负极连接。

第二十七电阻(R13)的第二端与地线连接，第二十九电阻(R15)的第一端还与第二十七电阻(R13)的第一端连接，第二十九电阻(R15)的第二端分别与第十电容(C7)的第一端和第五三极管(Q1)的基极连接，第五三极管(Q1)的集电极与第二十五电阻(R7)的第二端连接，第五三极管(Q1)的发射极与地线连接。

第五二极管(D1)的负极与高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接，第五二极管(D1)的正极与地线连接，第三稳压二极管(ZD1)的负极与高频变压器(T1)的初级线圈的第一端连接，第三稳压二极管(ZD1)的正极与第五三极管(Q1)的基极连接。

第六二极管(D6)的正极与高频变压器(T1)的初级线圈的第一端连接，第六二极管(D6)的负极与第一电解电容(C16)的正极连接，第一电解电容(C16)的负极与高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接。

光耦的初级侧(U4A)的正极与第六二极管(D6)的负极连接，光耦的初级侧(U4A)的负极与第三十电阻(R29)的第一端连接，第三十一电阻(R25)的第一端与光耦的初级侧(U4A)的正极连接，第三十一电阻(R25)的第二端与光耦的初级侧(U4A)的负极连接，第三十电阻(R29)的第二端与第四稳压二极管(U2)的负极连接，第四稳压二极管(U2)的正极与地线连接，第三十二电阻(R31)的第一端与第六二极管(D6)的负极连接，第三十二电阻(R31)的第二端与第三十三电阻(R32)的第一端连接，第三十二电阻(R32)的第二端与地线连接，三十三电阻(R32)的第一端分别与第四稳压二极管(U2)的负极和第十一电容(C17)的第一端连接，第十一电容(C17)的第二端与第四稳压二极管(U2)的负极连接。

第三十四电阻(R34)的第一端与第十一电容(C17)的第一端连接，第三十四电阻(R34)的第二端与第六三极管(Q12)的集电极连接，第六三极管(Q12)的基极分别与第三十五电阻(R50)的第一端和第三十六电阻(R51)的第一端连接，第三十五电阻(R50)的第二端与微控制器的第二脉冲宽度调制管脚(PWM2)连接，第六三极管(Q12)的发射极和第三十六电阻(R51)的第二端均与地线连接。第十二电容(C13)的第一端与第一电解电容(C16)的负极连接，第十二电容(C13)的第二端与地线连接。

进一步地，本实施例LED应急照明电源还包括市电监测电压监测电路，市电监测电压监测电路包括第三十七电阻至第三十九电阻、第七二极管(D9)和第八极管(D10)，第三十七电阻(R47)的第一端与第六二极管(D6)的正极连接，第三十七电阻(R47)的第二端与第三十八电阻(R48)的第一端连接，第三十八电阻(R48)的第二端与微控制器的回差控制管脚(P2.4)连接，第三十九电阻(R49)的第一端与第七二极管(D9)的负极连接，第三十九电阻(R49)的第二端和第七二极管(D9)的正极均与第八二极管(D10)的负极连接，第八二极管(D10)的正极与地线连接，第八二极管(D10)的负极还与微控制器的市电监测管脚(INT44)连接。

进一步地，本实施例LED应急照明电源还包括电源转换模块，电源转换模块的电压输入端与第六二极管(D6)的负极连接，电源转换模块的电压输出端与微控制器的供电端连接，电源转换模块的接地端与地线连接。

本发明LED应急照明电源，采用微控制器向功放驱动电路发送工作模式控制指令，功放驱动电路根据接收的工作模式控制指令，发送不同模式的工作电参数至变压器，控制变压器将可充电电池的电压转换为LED灯具适用的电压及电压类型，提高与LED灯具的兼容性。

并且，采用LED电流监控电路能够实时监测该LED应急照明电源的输出电流，实时监控放电状态。同时，采用过放电电压保护电路与LED稳压输出电路连接，在可充电电池过放电时，微控制器能够采用过放电电压保护电路切断LED稳压输出电路的输出电压，保护LED灯具。

因此，本发明LED应急照明电源，能够监控放电状态控制输出的电参数，兼容性强，减少设备故障维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了LED应急照明电源的组成示意图；

图2示出了本发明实施例LED应急照明电源的组成示意图；

图3示出了本发明实施例提供的功放驱动电路和变压器的电路图；

图4示出了本发明实施例提供的LED稳压输出电路的电路图；

图5示出了本发明实施例提供的过放电电压保护电路的电路图；

图6示出了本发明实施例提供的LED电流监控电路的电路图；

图7示出了本发明实施例提供的LED电压监控电路的电路图；

图8示出了本发明实施例提供的微控制器的管脚示意图；

图9示出了本发明实施例提供的可充电电池充放电执行电路的连接示意图；

图10示出了本发明实施例提供的可调隔离转换电路的连接示意图；

图11示出了本发明实施例提供的市电监测电压监测电路连接示意图；

图12示出了本发明实施例提供的电源转换模块的管脚示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

本实施例提供一种LED应急照明电源，结合图2，该LED应急照明电源包括微控制器1、功放驱动电路2、变压器3、LED稳压输出电路4、LED电流监控电路5、过放电电压保护电路6和可充电电池7。微控制器1分别与功放驱动电路2、LED电流监控电路5和过放电电压保护电路6连接。功放驱动电路2、变压器3和LED稳压输出电路4依次连接，LED稳压输出电路4还与LED灯具的正极连接。LED电流监控电路5还与LED灯具的负极连接，过放电电压包括电路还与LED稳压输出电路4连接，可充电电池7与变压器3连接。

由上述技术方案可知，本实施例LED应急照明电源，采用微控制器1向功放驱动电路2发送工作模式控制指令，功放驱动电路2根据接收的工作模式控制指令，发送不同模式的工作电参数至变压器3，控制变压器3将可充电电池7的电压转换为LED灯具适用的电压及电压类型，提高与LED灯具的兼容性。

并且，采用LED电流监控电路5能够实时监测该LED应急照明电源的输出电流，实时监控放电状态。同时，采用过放电电压保护电路6与LED稳压输出电路4连接，在可充电电池7过放电时，微控制器1能够采用过放电电压保护电路6切断LED稳压输出电路4的输出电压，保护LED灯具。

因此，本实施例LED应急照明电源，能够监控放电状态控制输出的电参数，兼容性强，减少设备故障维护成本。

在实际应用时，本实施例LED应急照明电源能够实现两种工作模式，即恒流恒压模式和自适应恒功率模式。若微控制器1向功放驱动电路2发送恒流恒压模式控制指令，功放驱动电路2即可控制变压器3将可充电电池7的电压转换为恒定电压，并且控制输出电流恒定。若微控制器1向功放驱动电路2发送自适应恒功率模式控制指令，功放驱动电路2即可控制变压器3将可充电电池7的电能量转换为恒定功率，进行输出。

为了进一步提高LED应急照明电源的可靠性和稳定性，具体地，在功放驱动电路的实现方面，结合图3，功放驱动电路包括第一三极管(Q6)、第二三极管(Q9)、第一场效应管(Q10)、第一电阻(R2)、第二电阻(R22)和第三电阻(R38)，第一三极管(Q6)的基极与微控制器1的第一脉冲宽度调制管脚(PWM1)连接，第一三极管(Q6)的发射极与第一电阻(R2)的第一端连接，第二三极管(Q9)的发射极与第一场效应管(Q10)的栅极连接，第二三极管(Q9)的基极与第二电阻(R22)的第一端连接，第二三极管(Q9)的集电极与地线连接，第一场效应管(Q10)的源极与变压器T2连接，第一场效应管(Q10)的漏极与地线连接，第一电阻(R2)的第二端和第二电阻(R22)的第二端均与第一场效应管(Q10)的栅极连接，第三电阻(R38)的第一端与第二三极管(Q9)的基极连接，第三电阻(R38)的第二端与第二三极管(Q9)的集电极连接。微控制器1通过第一脉冲宽度调制管脚(PWM1)控制第一三极管(Q6)和第二三极管(Q9)的工作状态，驱动第一场效应管(Q10)。在第一场效应管(Q10)导通时，变压器T2即可将可充电电池的电压转换为适用不同LED灯具的电压及电压类型，电路结构简单，且反应迅速，有助于增强系统性能。

具体地，在该LED应急照明电源的稳压输出控制方面，结合图4，LED稳压输出电路采用第一稳压二极管(ZD2)和第四电阻(R5)，第一稳压二极管(ZD2)的负极连接于变压器T2的次级绕组的第一端，第一稳压二极管(ZD2)的正极连接于第四电阻(R5)的第一端，第四电阻(R5)的第二端连接于变压器T2的次级绕组的第二端。在输出电压达到第一稳压二极管(ZD2)的导通电压时，第一稳压二极管(ZD2)导通，该LED应急照明电源即可为光源提供稳定的电压。

同时，为了防止可充电电池过放电，导致输出电压过高，本实施例LED应急照明电源还能够在电压过高时切断电压输出，在过放电电压保护电路的硬件实现方面，具体地，结合图5或图8，过放电电压保护电路采用第五电阻(R17)、第六电阻(R18)、第七电阻(R19)、第一二极管(D4)和第一电容(C18)。第五电阻(R17)的第一端与LED灯具的正极连接，第五电阻(R17)的第二端分别与第六电阻(R18)、第七电阻(R19)和第一电容(C18)的第一端连接，第五电阻(R17)的第二端还与微控制器1的过放电电压控制输入端(OP1N)连接。第六电阻(R18)的第二端与第一二极管(D4)的负极连接，第七电阻(R19)的第二端与LED灯具的负极连接。第一二极管(D4)的正极与第一稳压二极管(ZD2)的正极连接，第一电容(C18)的第二端与微控制器1的过放电电压控制输出端(OP1OUT)连接。在可充电电池7过放电时，微控制器1通过过放电电压控制输出端(OP1OUT)控制电压的输出，及时有效地保护LED灯具，且有利于延长可充电电池的使用寿命。

本实施例LED应急照明电源还能够监控输出状态，如输出电流或输出电压的大小，微控制器1根据LED灯具的使用状态，调整第一脉冲宽度调制管脚(PWM1)的控制指令，调整输出的工作模式，确保该LED应急照明电源能够与多种类型的LED灯具兼容。具体地，在输出电流监控方面，结合图6，LED电流监控电路采用第二二极管(D7)、第八电阻(R44)、第九电阻(R45)、第十电阻(R46)、第十一电阻(R24)、第二电容(C3)和第三电容(C15)，第二二极管(D7)的正极分别与第八电阻(R44)、第九电阻(R45)、第十电阻(R46)、第十一电阻(R24)和第二电容(C3)的第一端连接，第二二极管(D7)的负极分别与第八电阻(R44)、第九电阻(R45)、第十电阻(R46)和第二电容(C3)的第二端连接，第二二极管(D7)的负极还与地线连接。第十一电阻(R24)的第二端与第三电容(C15)的第一端连接，第三电容(C15)的第一端与微控制器1的电流监测管脚(AN9)连接，第三电容(C15)的第二端与地线连接。本实施例LED应急照明电源能够精确采样输出电流的大小，有利于更好地实现恒流恒压模式和自适应恒功率模式，从而实现与LED灯具的兼容。

具体地，在输出电压监控方面，本实施例LED应急照明电源还包括LED电压监控电路。结合图7，LED电压监控电路包括第十二电阻(R23)、第十三电阻(R16)和第四电容(C9)连接。第十二电阻(R23)的第一端连接于LED灯具的正极，第十二电阻(R23)的第二端分别连接于第十三电阻(R16)和第四电容(C9)的第一端，第十三电阻(R16)的第二端连接于地线。第四电容(C9)的第一端还与微控制器1的LED电压监控管脚(AN8)连接，第四电容(C9)的第二端与地线连接。采用该电路能够有效监测输出电路，微控制器1根据检测的输出电压大小，调整功放驱动电路2、变压器3和LED稳压输出电路4的工作参数，实现与LED灯具的有效兼容，提到设备的可靠性。

为了进一步方便用户使用，提高用户体验，本实施例LED应急照明电源还包括可充电电池充放电执行电路，结合图9，可充电电池充放电执行电路包括第十四电阻至第二十三电阻、第二场效应管至第四场效应管、第二稳压二极管(U3)、第三二极管(D3)、第三三极管(Q4)、第五电容至第六电容、第一保险丝(F2)和可充电电池。

第二场效应管(Q2)的源极用于接收外界的充电电压，第二场效应管(Q2)的漏极与第三二极管(D3)的正极连接，第三二极管(D3)的负极与第三场效应管(Q3)的漏极连接，第三场效应管(Q3)的源极与可充电电池的正极连接，第十四电阻(R14)的第一端与第三二极管(D3)的正极连接，第十四电阻(R14)的第二端与第三二极管(D3)的负极连接，第十五电阻(R33)的第一端与第二场效应管(Q2)的源极连接，第十五电阻(R33)的第二端与第二场效应管(Q2)的栅极连接，第十六电阻(R41)的第一端与第三场效应管(Q3)的源极连接，第十六电阻(R41)的第二端与第三场效应管(Q3)的栅极连接。该电路能够对可充电电池进行充电或放电，无能量损耗，其中，第十四电阻(R14)为充电电流采样电阻，第三二极管(D3)限制第十四电阻(R14)的最大功耗电流，以提高充电效率；第三场效应管(Q3)为电池放电控制开关，第三场效应管(Q3)导通时，可充电电池进行放电。

第十七电阻(R30)的第一端与第二场效应管(Q2)的源极连接，第十七电阻(R30)的第二端与第二场效应管(Q2)的漏极连接，第十八电阻(R39)的第一端与第十七电阻(R30)的第二端连接，第十八电阻(R39)的第二端与第十九电阻(R40)的第一端连接，第十九电阻(R40)的第二端与地线连接，第二稳压二极管(U3)的负极分别连接于第二场效应管(Q2)的栅极和第十九电阻(R40)的第一端，第二稳压二极管(U3)的正极与地线连接，由第十七电阻(R30)，第十八电阻(R39)，第十九电阻(R40)和第二稳压二极管(U3)组成充电回路短路和电池电压过低保护电路，对可充电电池起到一定的保护作用，有利于延长可充电电池的使用寿命。

第三三极管(Q4)的集电极与第三场效应管(Q3)的栅极连接，第三三极管(Q4)的基极与第二十电阻(R20)的第一端连接，第三三极管(Q4)的发射极和第二十电阻(R20)的第二端均与地线连接，第二十一电阻(R43)的第一端与微控制器的电池控制管脚(P0.1)连接，第二十一电阻(R43)的第二端与第二十电阻(R20)的第一端连接，第五电容(C10)的第一端与第二十电阻(R20)的第一端连接，第五电容(C10)的第二端与地线连接，微控制器的电池控制管脚(P0.1)控制第三三极管(Q4)的基极的电平状态，第三三极管(Q4)导通时，第三场效应管(Q3)导通，可充电电池进行放电。第三场效应管(Q3)为电池放电控制开关，通过微控制器实现对可充电电池的放电管理。

第二十二电阻(R9)的第一端与第三场效应管(Q3)的漏极连接，第二十二电阻(R9)的第二端与第二十三电阻(R10)的第一端连接，第二十三电阻(R10)的第二端与地线连接，第六电容(C12)的第一端与第二十三电阻(R10)的第一端连接，第六电容(C12)的第一端还与微控制器的电池电压监测管脚(AN0)连接，第六电容(C12)的第二端与地线连接，微控制器的电池电压监测管脚(AN0)能够实时获取可充电电池的电池电压，提高可充电电池的充电效率及可靠性。第四场效应管(Q11)的源极与第一保险丝(F2)的第一端连接，第四场效应管(Q11)的漏极与地线连接，第四场效应管(Q11)的源极的栅极与可充电电池的正极连接，第一保险丝(F2)的第二端与可充电电池的负极连接。

本实施例LED应急照明电源还包括可调隔离转换电路，结合图10，可调隔离变换电路包括第二十四电阻至第三十六电阻、第七电容至第十二电容、第四二极管至第六二极管、第四三极管至第六三极管、第三稳压二极管至第四稳压二极管、光耦(U4A/B)、第一电解电容(C16)和高频变压器(T1)。

第二十四电阻(R6)的第一端与高压直流母线的正极连接，第二十四电阻(R6)的第二端与第二十五电阻(R7)的第一端连接，第七电容(C5)的第一端与第二十五电阻(R7)的第二端连接，第七电容(C5)的第二端与第二十六电阻(R1)的第一端连接，第二十六电阻(R1)的第二端与高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接，述高频变压器(T1)的初级线圈的第一端与第八电容(C8)的第一端连接，第八电容(C8)的第二端与地线连接。第二十四电阻(R6)的第一端还与高频变压器(T1)的初级线圈的第四端连接，高频变压器(T1)的初级线圈的第三端与第四三极管(Q7)的集电极连接，第四三极管(Q7)的基极还与第二十五电阻(R7)的第二端连接，第四三极管(Q7)的发射极与第二十七电阻(R13)的第一端连接，第二十七电阻(R13)的第二端与地线连接，通过第四三极管(Q7)、第二十七电阻(R13)、第二十六电阻(R1)、第七电容(C5)、高频变压器(T1)等部件对市电进行隔离变换，实现了市电电压的比例变换，能够输出可调稳定的电压。其中，第二十四电阻(R6)和第二十五电阻(R7)用于限流启动。

第二十八电阻(R12)的第一端与第二十四电阻(R6)的第一端连接，第二十八电阻(R12)的第二端与第四二极管(D2)的负极连接，第四二极管(D2)的正极与高频变压器(T1)的初级线圈的第三端连接，第九电容(C11)的第一端与高频变压器(T1)的初级线圈的第四端连接，第九电容(C11)的第二端与第四二极管(D2)的负极连接，第二十八电阻(R12)、第九电容(C11)和第四二极管(D2)用于高频变压器(T1)漏感尖峰吸收，提高设备的可靠性。

第二十七电阻(R13)的第二端与地线连接，第二十九电阻(R15)的第一端还与第二十七电阻(R13)的第一端连接，第二十九电阻(R15)的第二端分别与第十电容(C7)的第一端和第五三极管(Q1)的基极连接，第五三极管(Q1)的集电极与第二十五电阻(R7)的第二端连接，第五三极管(Q1)的发射极与地线连接，其中，第二十七电阻(R13)、第二十九电阻(R15)、第十电容(C7)和第五三极管(Q1)能够起到限制电流的作用，限制最大电流的输出。第五二极管(D1)的负极与高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接，第五二极管(D1)的正极与地线连接，第三稳压二极管(ZD1)的负极与高频变压器(T1)的初级线圈的第一端连接，第三稳压二极管(ZD1)的正极与第五三极管(Q1)的基极连接，第五二极管(D1)、第八电容(C8)和第三稳压二极管(ZD1)能够限制最大电压输出，进一步确保高频变压器能够输出稳定的电信号。

第六二极管(D6)的正极与高频变压器(T1)的初级线圈的第一端连接，第六二极管(D6)的负极与第一电解电容(C16)的正极连接，第一电解电容(C16)的负极与高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接，其中，第六二极管(D6)和第一电解电容(C16)用于起到整流滤波的作用。

光耦的初级侧(U4A)的正极与第六二极管(D6)的负极连接，光耦的初级侧(U4A)的负极与第三十电阻(R29)的第一端连接，第三十一电阻(R25)的第一端与光耦的初级侧(U4A)的正极连接，第三十一电阻(R25)的第二端与光耦的初级侧(U4A)的负极连接，第三十电阻(R29)的第二端与第四稳压二极管(U2)的负极连接，第四稳压二极管(U2)的正极与地线连接，第三十二电阻(R31)的第一端与第六二极管(D6)的负极连接，第三十二电阻(R31)的第二端与第三十三电阻(R32)的第一端连接，第三十二电阻(R32)的第二端与地线连接，三十三电阻(R32)的第一端分别与第四稳压二极管(U2)的负极和第十一电容(C17)的第一端连接，第十一电容(C17)的第二端与第四稳压二极管(U2)的负极连接。其中，第三十一电阻(R25)、第三十电阻(R29)、第三十二电阻(R31)、第三十三电阻(R32)、第十一电容(C17)、第四稳压二极管(U2)和光耦(U4A/B)能够调节高频变压器的工作状态，以确保输出稳定的电压。

第三十四电阻(R34)的第一端与第十一电容(C17)的第一端连接，第三十四电阻(R34)的第二端与第六三极管(Q12)的集电极连接，第六三极管(Q12)的基极分别与第三十五电阻(R50)的第一端和第三十六电阻(R51)的第一端连接，第三十五电阻(R50)的第二端与微控制器的第二脉冲宽度调制管脚(PWM2)连接，第六三极管(Q12)的发射极和第三十六电阻(R51)的第二端均与地线连接，第十二电容(C13)的第一端与第一电解电容(C16)的负极连接，第十二电容(C13)的第二端与地线连接。其中，第三十四电阻(R34)、第三十五电阻(R50)、第三十六电阻(R51)和第六三极管(Q12)能够形成高电平有效输出电压调节电路，高电平有效模式可防止微控制器故障时电压调节失控而损坏电池。可调隔离转换电路与可充电电池充放电执行电路连接，可调隔离转换电路还与微控制器1的第二脉冲宽度调制管脚(PWM2)连接，采用微控制器1的第二脉冲宽度调制管脚(PWM2)向可调隔离转换电路发送调节指令，以提高充电效率，并且为不同类型的可充电电池进行充电。

本实施例LED应急照明电源还包括市电监测电压监测电路，结合图11，市电监测电压监测电路包括第三十七电阻至第三十九电阻、第七二极管(D9)和第八极管(D10)，第三十七电阻(R47)的第一端与第六二极管(D6)的正极连接，第三十七电阻(R47)的第二端与第三十八电阻(R48)的第一端连接，第三十八电阻(R48)的第二端与微控制器的回差控制管脚(P2.4)连接，第三十九电阻(R49)的第一端与第七二极管(D9)的负极连接，第三十九电阻(R49)的第二端和第七二极管(D9)的正极均与第八二极管(D10)的负极连接，第八二极管(D10)的正极与地线连接，第八二极管(D10)的负极还与微控制器的市电监测管脚(INT44)连接。本实施例LED应急照明电源还能够快速准确地判断市电是否正常，通过市电监测电压监测电路分别与可调隔离转换电路和微控制器1的市电监测管脚(INT44)连接。快速稳定的检测市电电压是否正常，在市电异常或掉电时，微控制器1启动功放驱动电路2、变压器3和LED稳压输出电路4，为LED灯具供电，实现应急照明。

本实施例LED应急照明电源还包括电源转换模块，结合图12，电源转换模块的电压输入端与第六二极管(D6)的负极连接，电源转换模块的电压输出端与微控制器的供电端连接，电源转换模块的接地端与地线连接。采用该电源转换模块，本实施例LED应急照明电源能够利用市电电压的电能量为微控制器进行供电，保障该LED应急照明电源系统正常稳定的工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种LED应急照明电源，其特征在于，包括：

微控制器、功放驱动电路、变压器、LED稳压输出电路、LED电流监控电路、过放电电压保护电路和可充电电池，

所述微控制器分别与所述功放驱动电路、所述LED电流监控电路和所述过放电电压保护电路连接，

所述功放驱动电路、所述变压器和所述LED稳压输出电路依次连接，所述LED稳压输出电路还与LED灯具的正极连接，

所述LED电流监控电路还与所述LED灯具的负极连接，

所述过放电电压包括电路还与所述LED稳压输出电路连接，

所述可充电电池与所述变压器连接。

2.根据权利要求1所述的LED应急照明电源，其特征在于，

所述功放驱动电路包括第一三极管(Q6)、第二三极管(Q9)、第一场效应管(Q10)、第一电阻(R2)、第二电阻(R22)和第三电阻(R38)，

所述第一三极管(Q6)的基极与所述微控制器的第一脉冲宽度调制管脚(PWM1)连接，所述第一三极管(Q6)的发射极与所述第一电阻(R2)的第一端连接，

所述第二三极管(Q9)的发射极与所述第一场效应管(Q10)的栅极连接，所述第二三极管(Q9)的基极与所述第二电阻(R22)的第一端连接，所述第二三极管(Q9)的集电极与地线连接，

所述第一场效应管(Q10)的源极与所述变压器连接，所述第一场效应管(Q10)的漏极与地线连接，

所述第一电阻(R2)的第二端和所述第二电阻(R22)的第二端均与所述第一场效应管(Q10)的栅极连接，

所述第三电阻(R38)的第一端与所述第二三极管(Q9)的基极连接，所述第三电阻(R38)的第二端与所述第二三极管(Q9)的集电极连接。

3.根据权利要求1所述的LED应急照明电源，其特征在于，

所述LED稳压输出电路包括第一稳压二极管(ZD2)和第四电阻(R5)，

所述第一稳压二极管(ZD2)的负极连接于所述变压器的次级绕组的第一端，所述第一稳压二极管(ZD2)的正极连接于所述第四电阻(R5)的第一端，

所述第四电阻(R5)的第二端连接于所述变压器的次级绕组的第二端。

4.根据权利要求3所述的LED应急照明电源，其特征在于，

所述过放电电压保护电路包括第五电阻(R17)、第六电阻(R18)、第七电阻(R19)、第一二极管(D4)和第一电容(C18)，

所述第五电阻(R17)的第一端与所述LED灯具的正极连接，所述第五电阻(R17)的第二端分别与所述第六电阻(R18)、所述第七电阻(R19)和所述第一电容(C18)的第一端连接，所述第五电阻(R17)的第二端还与所述微控制器的过放电电压控制输入端(OP1N)连接，

所述第六电阻(R18)的第二端与所述第一二极管(D4)的负极连接，所述第七电阻(R19)的第二端与所述LED灯具的负极连接，

所述第一二极管(D4)的正极与所述第一稳压二极管(ZD2)的正极连接，

所述第一电容(C18)的第二端与所述微控制器的过放电电压控制输出端(OP1OUT)连接。

5.根据权利要求1所述的LED应急照明电源，其特征在于，

所述LED电流监控电路包括第二二极管(D7)、第八电阻(R44)、第九电阻(R45)、第十电阻(R46)、第十一电阻(R24)、第二电容(C3)和第三电容(C15)，

所述第二二极管(D7)的正极分别与所述第八电阻(R44)、所述第九电阻(R45)、所述第十电阻(R46)、所述第十一电阻(R24)和所述第二电容(C3)的第一端连接，所述第二二极管(D7)的负极分别与所述第八电阻(R44)、所述第九电阻(R45)、所述第十电阻(R46)和所述第二电容(C3)的第二端连接，所述第二二极管(D7)的负极还与地线连接，

所述第十一电阻(R24)的第二端与所述第三电容(C15)的第一端连接，

所述第三电容(C15)的第一端与所述微控制器的电流监测管脚(AN9)连接，所述第三电容(C15)的第二端与地线连接。

6.根据权利要求1所述的LED应急照明电源，其特征在于，还包括：LED电压监控电路，LED电压监控电路包括第十二电阻(R23)、第十三电阻(R16)和第四电容(C9)连接，

所述第十二电阻(R23)的第一端连接于所述LED灯具的正极，所述第十二电阻(R23)的第二端分别连接于所述第十三电阻(R16)和所述第四电容(C9)的第一端，所述第十三电阻(R16)的第二端连接于地线，

所述第四电容(C9)的第一端还与所述微控制器的LED电压监控管脚(AN8)连接，所述第四电容(C9)的第二端与地线连接。

7.根据权利要求1所述的LED应急照明电源，其特征在于，还包括可充电电池充放电执行电路，所述可充电电池充放电执行电路包括第十四电阻至第二十三电阻、第二场效应管至第四场效应管、第二稳压二极管(U3)、第三二极管(D3)、第三三极管(Q4)、第五电容至第六电容、第一保险丝(F2)和所述可充电电池，

所述第二场效应管(Q2)的源极用于接收外界的充电电压，所述第二场效应管(Q2)的漏极与所述第三二极管(D3)的正极连接，所述第三二极管(D3)的负极与所述第三场效应管(Q3)的漏极连接，所述第三场效应管(Q3)的源极与所述可充电电池的正极连接，第十四电阻(R14)的第一端与所述第三二极管(D3)的正极连接，第十四电阻(R14)的第二端与所述第三二极管(D3)的负极连接，所述第十五电阻(R33)的第一端与所述第二场效应管(Q2)的源极连接，所述第十五电阻(R33)的第二端与所述第二场效应管(Q2)的栅极连接，所述第十六电阻(R41)的第一端与所述第三场效应管(Q3)的源极连接，所述第十六电阻(R41)的第二端与所述第三场效应管(Q3)的栅极连接，

所述第十七电阻(R30)的第一端与所述第二场效应管(Q2)的源极连接，所述第十七电阻(R30)的第二端与所述第二场效应管(Q2)的漏极连接，所述第十八电阻(R39)的第一端与所述第十七电阻(R30)的第二端连接，所述第十八电阻(R39)的第二端与所述第十九电阻(R40)的第一端连接，所述第十九电阻(R40)的第二端与地线连接，所述第二稳压二极管(U3)的负极分别连接于所述第二场效应管(Q2)的栅极和所述第十九电阻(R40)的第一端，所述第二稳压二极管(U3)的正极与地线连接，

所述第三三极管(Q4)的集电极与所述第三场效应管(Q3)的栅极连接，所述第三三极管(Q4)的基极与所述第二十电阻(R20)的第一端连接，所述第三三极管(Q4)的发射极和所述第二十电阻(R20)的第二端均与地线连接，所述第二十一电阻(R43)的第一端与所述微控制器的电池控制管脚(P0.1)连接，所述第二十一电阻(R43)的第二端与所述第二十电阻(R20)的第一端连接，所述第五电容(C10)的第一端与所述第二十电阻(R20)的第一端连接，所述第五电容(C10)的第二端与地线连接，

所述第二十二电阻(R9)的第一端与所述第三场效应管(Q3)的漏极连接，所述第二十二电阻(R9)的第二端与所述第二十三电阻(R10)的第一端连接，所述第二十三电阻(R10)的第二端与地线连接，所述第六电容(C12)的第一端与所述第二十三电阻(R10)的第一端连接，所述第六电容(C12)的第一端还与所述微控制器的电池电压监测管脚(AN0)连接，所述第六电容(C12)的第二端与地线连接，

所述第四场效应管(Q11)的源极与所述第一保险丝(F2)的第一端连接，所述第四场效应管(Q11)的漏极与地线连接，所述第四场效应管(Q11)的源极的栅极与所述可充电电池的正极连接，

所述第一保险丝(F2)的第二端与所述可充电电池的负极连接。

8.根据权利要求7所述的LED应急照明电源，其特征在于，还包括可调隔离转换电路，所述可调隔离变换电路包括第二十四电阻至第三十六电阻、第七电容至第十二电容、第四二极管至第六二极管、第四三极管至第六三极管、第三稳压二极管至第四稳压二极管、光耦(U4A/B)、第一电解电容(C16)和高频变压器(T1)，

所述第二十四电阻(R6)的第一端与所述高压直流母线的正极连接，所述第二十四电阻(R6)的第二端与所述第二十五电阻(R7)的第一端连接，

所述第七电容(C5)的第一端与所述第二十五电阻(R7)的第二端连接，所述第七电容(C5)的第二端与所述第二十六电阻(R1)的第一端连接，所述第二十六电阻(R1)的第二端与所述高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接，所述高频变压器(T1)的初级线圈的第一端与所述第八电容(C8)的第一端连接，所述第八电容(C8)的第二端与地线连接，

所述第二十四电阻(R6)的第一端还与所述高频变压器(T1)的初级线圈的第四端连接，所述高频变压器(T1)的初级线圈的第三端与第四三极管(Q7)的集电极连接，所述第四三极管(Q7)的基极还与所述第二十五电阻(R7)的第二端连接，所述第四三极管(Q7)的发射极与所述第二十七电阻(R13)的第一端连接，所述第二十七电阻(R13)的第二端与地线连接，

所述第二十八电阻(R12)的第一端与所述第二十四电阻(R6)的第一端连接，所述第二十八电阻(R12)的第二端与所述第四二极管(D2)的负极连接，所述第四二极管(D2)的正极与所述高频变压器(T1)的初级线圈的第三端连接，所述第九电容(C11)的第一端与所述高频变压器(T1)的初级线圈的第四端连接，所述第九电容(C11)的第二端与所述第四二极管(D2)的负极连接，

所述第二十七电阻(R13)的第二端与地线连接，所述第二十九电阻(R15)的第一端还与所述第二十七电阻(R13)的第一端连接，所述第二十九电阻(R15)的第二端分别与所述第十电容(C7)的第一端和所述第五三极管(Q1)的基极连接，所述第五三极管(Q1)的集电极与所述第二十五电阻(R7)的第二端连接，所述第五三极管(Q1)的发射极与地线连接，

所述第五二极管(D1)的负极与所述高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接，所述第五二极管(D1)的正极与地线连接，所述第三稳压二极管(ZD1)的负极与所述高频变压器(T1)的初级线圈的第一端连接，所述第三稳压二极管(ZD1)的正极与所述第五三极管(Q1)的基极连接，

所述第六二极管(D6)的正极与所述高频变压器(T1)的初级线圈的第一端连接，所述第六二极管(D6)的负极与所述第一电解电容(C16)的正极连接，所述第一电解电容(C16)的负极与所述高频变压器(T1)的初级线圈的第二端连接，

所述光耦的初级侧(U4A)的正极与所述第六二极管(D6)的负极连接，所述光耦的初级侧(U4A)的负极与所述第三十电阻(R29)的第一端连接，所述第三十一电阻(R25)的第一端与所述光耦的初级侧(U4A)的正极连接，所述第三十一电阻(R25)的第二端与所述光耦的初级侧(U4A)的负极连接，所述第三十电阻(R29)的第二端与所述第四稳压二极管(U2)的负极连接，所述第四稳压二极管(U2)的正极与地线连接，所述第三十二电阻(R31)的第一端与所述第六二极管(D6)的负极连接，所述第三十二电阻(R31)的第二端与所述第三十三电阻(R32)的第一端连接，所述第三十二电阻(R32)的第二端与地线连接，所述三十三电阻(R32)的第一端分别与所述第四稳压二极管(U2)的负极和所述第十一电容(C17)的第一端连接，所述第十一电容(C17)的第二端与所述第四稳压二极管(U2)的负极连接，

所述第三十四电阻(R34)的第一端与所述第十一电容(C17)的第一端连接，所述第三十四电阻(R34)的第二端与所述第六三极管(Q12)的集电极连接，所述第六三极管(Q12)的基极分别与所述第三十五电阻(R50)的第一端和所述第三十六电阻(R51)的第一端连接，所述第三十五电阻(R50)的第二端与所述微控制器的第二脉冲宽度调制管脚(PWM2)连接，所述第六三极管(Q12)的发射极和所述第三十六电阻(R51)的第二端均与地线连接，

所述第十二电容(C13)的第一端与所述第一电解电容(C16)的负极连接，所述第十二电容(C13)的第二端与地线连接。

9.根据权利要求8所述的LED应急照明电源，其特征在于，还包括市电监测电压监测电路，所述市电监测电压监测电路包括第三十七电阻至第三十九电阻、第七二极管(D9)和第八极管(D10)，

所述第三十七电阻(R47)的第一端与所述第六二极管(D6)的正极连接，所述第三十七电阻(R47)的第二端与所述第三十八电阻(R48)的第一端连接，所述第三十八电阻(R48)的第二端与所述微控制器的回差控制管脚(P2.4)连接，所述第三十九电阻(R49)的第一端与所述第七二极管(D9)的负极连接，所述第三十九电阻(R49)的第二端和所述第七二极管(D9)的正极均与所述第八二极管(D10)的负极连接，所述第八二极管(D10)的正极与地线连接，所述第八二极管(D10)的负极还与所述微控制器的市电监测管脚(INT44)连接。

10.根据权利要求9所述的LED应急照明电源，其特征在于，还包括电源转换模块，所述电源转换模块的电压输入端与所述第六二极管(D6)的负极连接，所述电源转换模块的电压输出端与所述微控制器的供电端连接，所述电源转换模块的接地端与地线连接。