CN106704957A - 一种led应急照明控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED应急照明控制装置，包括电源处理模块、电池充电模块、正常供电模块、应急控制模块、输出转换模块和过放保护模块；电网正常时第一输入电压经电源处理模块滤波、整流和功率因数校正和反激后分两路，一路经电池充电模块给备用电池充电，另一路经正常供电模块输出供电电压给输出转换模块以点亮LED光源；正常供电模块的开关操作控制供电电压的输出状态，使输出转换模块对应控制LED光源的亮灭。电网异常时，备用电池给应急控制模块供电使其输出恒流电压、并经输出转换模块输出点亮LED光源实现应急照明；过放保护模块启动防止备用电池过放电。与现有技术相比减少了部分电路，使装置体积缩小、成本降低、减少了灯具布线。

Description

一种LED应急照明控制装置

技术领域

本发明涉及LED技术领域，特别涉及一种LED应急照明控制装置。

背景技术

传统的LED应急照明控制装置均采用线性电源或独立的开关电源作为电池充电电路，同时具有防止电池过放电保护，应急时恒流输出电路，转换操作控制等电路；其作为一个产品，通常与另一个产品——LED恒流驱动电源产品配合使用，构成一种LED应急照明控制装置。或者、上述两个产品设计在一起作为一个产品。

如图1所示，上虚线框为传统LED应急照明控制器，下虚线框为LED恒流驱动电源产品，两者构成一个传统的LED应急照明控制装置，实现LED应急照明。在供电正常时，电源火线PL2和零线PN上的电压依次通过第二滤波整流电路、第二PFC电路、第二反激电路进行相应处理后，由正常恒流输出电路通过输出转换电路点亮LED光源（LED+、LED-分别表示LED光源的+极、－极），进入正常照明状态。

在供电正常时，电源火线PL1和零线PN上的电压依次通过第一滤波整流电路、第一PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）电路、第一反激电路进行处理后，由电池充电电路给备用电池充电；同时具有充电指示等功能

在供电异常时，正常恒流驱动电源停止工作、电池充电电路停止工作，电池过放电保护电路、输出转换电路及应急恒流输出电路开始工作，（LEDOUTPUT+、LEDOUTPUT-分别表示LED恒流驱动电源输出的+极、－极）实现供电异常时的应急恒流驱动，点亮LED光源，并实现过放电保护功能，处于应急照明状态。

在供电正常的情况下、可通过关闭正常恒流输出电路的供电PL2得以实现关闭正常照明。

上述传统的LED应急照明控制装置至少需要两组电源处理（依次为滤波整流、PFC、反激）分别对应正常和应急两种情况；至少需要两个开关电源电路，一个开关电源电路（即第一反激电路）给备用电池充电、另一个开关电源电路（即第二反激电路）对LED光源供电、点亮LED光源。这样设计出的电路存在体积大、重量大、成本高、温升高、损耗大，施工布线难度大、容易出错、EMC（Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性）难通过等问题。

因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种LED应急照明控制装置，以解决现有LED应急照明控制装置电路体积大、成本高、施工布线难度大的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种LED应急照明控制装置，连接备用电池和LED光源，其包括电源处理模块、电池充电模块、正常供电模块、应急控制模块、输出转换模块和过放保护模块；

当电网正常时，第一火线上传输的第一输入电压通过电源处理模块进行滤波、整流和功率因数校正和反激电压转换后分两路输出，一路通过电池充电模块给备用电池充电，另一路通过正常供电模块输出供电电压给输出转换模块以点亮LED光源；第二火线上传输的第二输入电压根据正常供电模块的开关操作控制供电电压的输出状态；输出转换模块根据供电电压的输出状态控制LED光源的亮灭；

当电网供电异常时，备用电池给应急控制模块供电使其工作，应急控制模块输出恒流电压通过输出转换模块输出点亮LED光源实现应急照明；过放保护模块启动以防止备用电池过放电。

所述的LED应急照明控制装置中，所述电源处理模块包括滤波整流电路、PFC电路和反激电路；所述滤波整流电路对第一火线上传输的第一输入电压进行滤波、整流处理，输出第一电压；PFC电路对第一电压进行功率因数校正后输出第二电压；

反激电路将第二电压转换为第四电压、第五电压，分别输出给正常供电模块、电池充电模块。

所述的LED应急照明控制装置中，所述正常供电模块包括正常控制电路、正常输出电路和反馈电路；所述正常输出电路和电池充电模块均通过反馈电路连接到反激电路；

所述正常控制电路在正常供电时关闭正常照明；

正常输出电路；在正常供电时提供第四电压点亮LED光源；

反馈电路反馈电压信号给反激电路控制输出电压的稳定。

所述的LED应急照明控制装置中，所述反激电路包括第二芯片、第二变压器、第二MOS管、第三二极管、第四二极管、第五电容、第六电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第一光敏三极管；

所述第二变压器的第1脚连接第四二极管的负极、PFC电路和第八电阻的一端；第八电阻的另一端连接第二芯片的HV脚和第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第二芯片的VCC脚和供电端，第二变压器的第2脚连接第四二极管的正极和第二MOS管的漏极，第二MOS管的栅极连接第十电阻的一端和第二芯片的GATE脚；第二MOS管的源极连接第十电阻的另一端、第十一电阻的一端和第二芯片的CS脚，第二变压器的第3脚连接第十二电阻的一端和第三二极管的正极，第三二极管的负极连接第五电容的正极和PFC电路，第十二电阻的另一端连接第十三电阻的一端和第二芯片的DET脚；第二变压器的第4脚连接第十三电阻的另一端、第五电容的负极和第二地；第二变压器的第5脚连接正常供电模块，第二变压器的第7脚连接电池充电模块，第二芯片的CS脚还通过第六电容连接第一光敏三极管的发射极和第二地，第二芯片的FB脚连接第一光敏三极管的集电极；第十一电阻的另一端、第二变压器的第6脚和第二变压器的第8脚均连接第二地。

所述的LED应急照明控制装置中，所述电池充电模块包括第五二极管、第六二极管、第七二极管、第七电容、第八电容、第十四电阻和第十五电阻；

所述第十四电阻的一端连接第二变压器的第7脚，第十四电阻的另一端连接第五二极管的正极；第五二极管的负极连接第七电容的正极、充电端和第七二极管的正极；第七二极管的负极连接第八电容的正极、第六二极管的负极、备用电池的正极和电池端；第六二极管的正极通过第十五电阻连接充电端和第七二极管的正极，第八电容的负极连接备用电池的负极和第三地。

所述的LED应急照明控制装置中，所述正常控制电路包括第八二极管、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第九电容、第二发光二极管、第二光敏三极管、第二TVS管、第二三极管和第三MOS管；

所述第八二极管的正极连接第二火线；第八二极管的负极通过第十六电阻连接第九电容的正极、第二TVS管的负极和第十七电阻的一端；第十七电阻的另一端连接第二发光二极管的正极；第二发光二极管的负极连接第九电容的负极、第二TVS管的正极和第二地；第二光敏三极管的集电极连接第二三极管的基极、第十八电阻的一端和正常输出电路；第二三极管的集电极连接第十八电阻的另一端、第十九电阻的一端和第三MOS管的栅极；第二三极管的发射极连接第二光敏三极管的发射极、第三地、第十九电阻的另一端和第三MOS管的源极；第三MOS管的漏极连接正常输出电路。

所述的LED应急照明控制装置中，所述正常输出电路包括第九二极管、第十二极管、第十电容、第十一电容、第二十电阻、第四电感和第三Y电容；

所述第九二极管的正极连接第二变压器的第5脚；第九二极管的负极连接第十电容的正极、第二三极管的基极、第十八电阻的一端和第四电感的第1脚，第四电感的第2脚连接第十一电容的一端和第一输出端；第四电感的第3脚连接第二十电阻的一端、第十二极管的正极和反馈电路；第二十电阻的另一端连接第十二极管的负极和第三MOS管的漏极；第四电感的第4脚连接第十一电容的另一端、LED光源的负极和第三Y电容的一端，第三Y电容的另一端连接第一地。

所述的LED应急照明控制装置中，所述应急控制模块包括集成芯片、第四MOS管、第五电感、第十三二极管、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第二十九电阻和第三十电阻；

所述第五电感的一端连接第十四电容的一端和电池端，第五电感的另一端连接第四MOS管的漏极和第十三二极管的正极，第十三二极管的负极连接第二输出端和第二十九电阻的一端；第十四电容的另一端连接集成芯片的GND脚、第三地和第四MOS管的源极，第四MOS管的栅极连接集成芯片的DRV脚，第二十九电阻的另一端连接集成芯片的Vfb脚和第三十电阻的一端，第三十电阻的另一端连接第三地，集成芯片的Vcc脚连接断电端，集成芯片的Vctl脚通过第十五电容连接第三地；集成芯片的Vbo脚连接电池端、还通过第十六电容连接第三地。

相较于现有技术，本发明提供的LED应急照明控制装置，当电网正常时，第一火线上传输的第一输入电压通过电源处理模块进行滤波、整流和功率因数校正和反激电压转换后分两路输出，一路通过电池充电模块给备用电池充电，另一路通过正常供电模块输出供电电压给输出转换模块以点亮LED光源；第二火线上传输的第二输入电压根据正常供电模块的开关操作控制供电电压的输出状态；输出转换模块根据供电电压的输出状态控制LED光源的亮灭。当电网供电异常时，备用电池给应急控制模块供电使其工作，应急控制模块输出恒流电压通过输出转换模块输出点亮LED光源实现应急照明；过放保护模块启动以防止备用电池过放电。由于该LED应急照明控制装置只需要一组电源处理（依次为滤波整流、PFC、反激），既能实现对备用电池充电，同时也能给LED光源提供恒流供电，还能实现应急照明。与传统的LED应急照明控制装置（如图1所示）相比减少了一组电源处理的电路模块，使产品的体积和重量大大缩小、成本大大降低、损耗大为减小、EMC易通过、温升低、减少了灯具布线、方便灯具安装，起到安全、节能的效果。

附图说明

图1为传统的LED应急照明控制装置的结构框图。

图2为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置的结构框图。

图3为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置中滤波整流电路的电路图。

图4为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置中PFC电路的电路图。

图5为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置中反激电路的电路图。

图6为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置中电池充电模块的电路图。

图7为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置中正常控制电路、正常输出电路和反馈电路的电路图。

图8为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置中应急控制模块的电路图。

图9为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置中输出转换模块的电路图。

图10为本发明实施例提供的LED应急照明控制装置中过放保护模块的电路图。

具体实施方式

本发明提供一种LED应急照明控制装置，只需要一个开关电源电路（此处对应反激电路），既能实现对备用电池充电，同时也能给LED光源供电。在供电正常的情况下，还可通过关断火线供电开关实现关闭正常照明。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图2，本发明提供的一种LED应急照明控制装置，连接备用电池和LED光源；其包括电源处理模块10、电池充电模块20、正常供电模块30、应急控制模块40、输出转换模块50和过放保护模块60。其中，PL1、PL2均表示电网的火线；PN表示电网的零线；BATTERY+（相当于电池端Battery+）、BATTERY-分别表示备用电池的正极、负极；LED+、LED-分别表示LED光源的正极、负极。

当电网正常时，第一火线PL1上传输的第一输入电压通过电源处理模块10进行滤波、整流和功率因数校正和反激电压转换后分两路输出，一路通过电池充电模块20给备用电池充电，另一路通过正常供电模块30输出供电电压给输出转换模块50以点亮LED光源。第二火线PL2上传输的第二输入电压根据正常供电模块30的开关操作控制供电电压的输出状态；输出转换模块50根据供电电压的输出状态控制LED光源的亮灭，以随时关闭正常照明，实现正常照明的开或关的功能。

当电网供电异常时，备用电池给应急控制模块40供电使其工作，应急控制模块40输出恒流电压通过输出转换模块50输出点亮LED光源，实现应急照明。同时过放保护模块60启动以防止备用电池过放电。

由于该LED应急照明控制装置只需要一组电源处理（依次为滤波整流、PFC、反激），既能实现对备用电池充电，同时也能给LED光源提供恒流供电，还能实现应急照明。与传统的LED应急照明控制装置（如图1所示）相比减少了一组电源处理的电路模块，使产品的体积和重量大大缩小、成本大大降低、损耗大为减小、EMC易通过、温升低、减少了灯具布线、方便灯具安装，起到安全、节能的效果。

需要理解的是，由于本实施例减少了部分电路，电路内部的结构和电路之间的连接也做出了相应的修改。如图2所示，所述电源处理模块10包括滤波整流电路110、PFC电路120和反激电路130。所述滤波整流电路110对第一火线PL1上传输的第一输入电压进行滤波、整流处理，输出第一电压OUT1，PFC电路120对第一电压OUT1进行功率因数校正后输出第二电压OUT2。反激电路130将第二电压OUT2转换为第四电压OUT4、第五电压OUT5，分别输出给正常供电模块30、电池充电模块20。

所述正常供电模块30包括正常控制电路310、正常输出电路320和反馈电路330。所述正常控制电路310在正常供电时可通过该电路关闭正常照明。所述正常输出电路可在正常供电时提供第四电压点亮LED光源；反馈电路可反馈电压信号（下图5中以OUT3表示）给反激电路的控制芯片、实现输出电压的稳定。

请一并参阅图3，所述滤波整流电路110包括保险丝F1、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容C1、第二电容C2、第一Y电容CY1、第二Y电容CY2和整流桥BD1；所述保险丝F1的一端连接第一火线PL1，保险丝F1的另一端连接第一电感L1的第1脚和第一电容C1的一端，第一电感L1的第2脚连接第一Y电容CY1的一端和第二电感L2的第1脚，第一电感L1的第3脚连接零线PN和第一电容C1的另一端，第一电感L1的第4脚连接第二Y电容CY2的另一端和第二电感L2的第3脚，第一Y电容CY1的另一端连接第二Y电容CY2的一端和第一地（图3中类似E字代表的地符号，PE为保护地线），第二电感L2的第2脚通过第三电感L3连接整流桥BD1的第1脚，第二电感L2的第4脚连接整流桥BD1的第3脚，整流桥BD1的第2脚连接PFC电路和第二电容C2的一端，整流桥BD1的第4脚连接第二电容C2的另一端和第二地（即图3中三角形代表的地符号）。

其中，第一电感L1和第二电感L2为共模滤波电感，第三电感L3为差模电感。Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间的电容，具有抑制共模干扰的作用。这些器件对输入的第一输入电压进行滤波，使LED应急照明控制装置符合相关EMC（电磁兼容性）标准的要求。

请一并参阅图4，所述PFC电路120包括校正芯片IC1、第一变压器T1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一TVS管TVS1、第一MOS管Q1、第一三极管VT1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三电容C3和第四电容C4；所述第一变压器T1的第1脚连接整流桥BD1的第2脚，第一变压器T1的第2脚连接第一二极管D1的正极和第一MOS管Q1的漏极；第一二极管D1的负极连接反激电路130和第一电阻R1的一端；第一变压器T1的第3脚连接校正芯片IC1的ZCD脚，第一MOS管Q1的栅极连接第二电阻R2的一端和校正芯片IC1的GD脚；第一MOS管Q1的源极连接第二电阻R2的另一端、校正芯片IC1的CS脚和第七电阻R7的一端，第一电阻R1的另一端连接校正芯片IC1的INV脚、第三电容C3的一端和第四电阻R4的一端，第三电容C3的另一端连接校正芯片IC1的COMP脚；校正芯片IC1的MULT脚通过第五电阻R5连接整流桥BD1的第2脚，MULT脚还通过第六电阻连接第二地；校正芯片IC1的CS脚通过第四电容C4接地，校正芯片IC1的Vcc脚连接供电端VCC和第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接第一三极管VT1的发射极，第一三极管VT1的集电极连接第三电阻R3的一端和反激电路，第一三极管VT1的基极连接第一TVS管TVS1的负极和第三电阻R3的另一端；第三电容C3的负极、第一变压器T1的第4脚、第四电阻R4的另一端、第七电阻R7的另一端和第一TVS管TVS1的正极均连接第二地。

其中，校正芯片IC1的型号为L6562D SO-8；PFC电路120对线路的功率因数进行校正，提高线路的功率因数，以减少线路的谐波对电网的影响。

请一并参阅图5，所述反激电路130包括第二芯片IC2（型号为FAN6300A）、第二变压器T2、第二MOS管Q2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五电容C5、第六电容C6、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第一光敏三极管OPT1B；所述第二变压器T2的第1脚连接第四二极管D4的负极、第一二极管D1的负极和第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端连接第二芯片IC2的HV脚和第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接第二芯片IC2的VCC脚和供电端VCC，第二变压器T2的第2脚连接第四二极管D4的正极和第二MOS管Q2的漏极，第二MOS管Q2的栅极连接第十电阻R10的一端和第二芯片IC2的GATE脚；第二MOS管Q2的源极连接第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的一端和第二芯片IC2的CS脚，第二变压器T2的第3脚连接第十二电阻R12的一端和第三二极管D3的正极，第三二极管D3的负极连接第五电容C5的正极和第一三极管VT1的集电极，第十二电阻R12的另一端连接第十三电阻R13的一端和第二芯片IC2的DET脚；第二变压器T2的第4脚连接第十三电阻R13的另一端、第五电容C5的负极和第二地；第二变压器T2的第5脚连接正常供电模块30，第二变压器T2的第7脚连接电池充电模块20，第二芯片IC2的CS脚还通过第六电容C6连接第一光敏三极管OPT1B的发射极和第二地，第二芯片IC2的FB脚连接第一光敏三极管OPT1B的集电极；第十一电阻R11的另一端、第二变压器T2的第6脚和第二变压器T2的第8脚均连接第二地。

所述反激电路作为主开关电路，主要功能是由辅助绕组（第二变压器T2的右侧绕组）对后续模块供电。供电正常时，通过第二变压器T2右上侧绕组输出第四电压OUT4给正常供电模块30，为LED光源提供恒流驱动。同时，第二变压器T2右下侧绕组输出第五电压OUT5给电池充电模块20，为备用电池提供充电电压。第二芯片IC2的型号为FAN6300A，是一种反激电路控制芯片。

请一并参阅图6，所述电池充电模块20包括第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第七电容C7、第八电容C8、第十四电阻R14和第十五电阻R15；所述第十四电阻R14的一端连接第二变压器T2的第7脚，第十四电阻R14的另一端连接第五二极管D5的正极；第五二极管D5的负极连接第七电容C7的正极、充电端Charge+和第七二极管D7的正极；第七二极管D7的负极连接第八电容C8的正极、第六二极管D6的负极、备用电池的正极BATTERY+和电池端Battery+；第六二极管D6的正极通过第十五电阻R15连接充电端Charge+和第七二极管D7的正极，第八电容C8的负极连接备用电池的负极BATTERY-和第三地（图中线条组成的倒三角形所示）。

其中，第二变压器T2右下侧绕组输出第五电压OUT5通过第十四电阻R14限流、第五二极管D5隔离、第七电容C7整流滤波，接着再通过第七二极管D7隔离、第八电容C8滤波后为备用电池充电。同时，充电端Charge+对正常供电模块30和过放保护模块60供电；在供电异常时电池端Battery+输出电压为应急控制模块供电，以实现应急照明。第五二极管D5还可防止充电端Charge+上的电压倒灌至第二变压器T2，第七电容C7还对充电端Charge+上的电压进行滤波。第七二极管D7还用于确保第五电压OUT5（充电电压）单向流至备用电池，避免备用电池上的电反灌至充电端Charge+。第六二极管D6为发光二极管，在对备用电池充电时被点亮起到充电指示作用。

请一并参阅图7，所述正常控制电路310包括第八二极管D8、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第九电容C9、第二发光二极管OPT2A、第二光敏三极管OPT2B、第二TVS管TVS2、第二三极管VT2（NPN）和第三MOS管Q3（NMOS）；所述第八二极管D8的正极连接第二火线PL2；第八二极管D8的负极通过第十六电阻R16连接第九电容C9的正极、第二TVS管TVS2的负极和第十七电阻R17的一端；第十七电阻R17的另一端连接第二发光二极管OPT2A的正极；第二发光二极管OPT2A的负极连接第九电容C9的负极、第二TVS管TVS2的正极和第二地；第二光敏三极管OPT2B的集电极连接第二三极管VT2的基极、第十八电阻R18的一端和正常输出电路320；第二三极管VT2的集电极连接第十八电阻R18的另一端、第十九电阻R19的一端和第三MOS管Q3的栅极；第二三极管VT2的发射极连接第二光敏三极管OPT2B的发射极、第三地、第十九电阻R19的另一端和第三MOS管Q3的源极；第三MOS管Q3的漏极连接正常输出电路320。

正常控制电路310在供电正常时，可以按需要确定是否关闭照明、实现节能。第二发光二极管OPT2A和第二光敏三极管OPT2B组成第二光耦OPT2。具体为：正常供电，若第二火线PL2接通，则输入的电压依次通过第八二极管D8整流，第十六电阻R16限流降压，第九电容C9滤波，第二TVS管TVS2（或稳压二极管）稳压后得到一个稳定的电压，再通过第十七电阻R17限流，为第二发光二极管OPT2A提供电流，从而使其对应的第二光敏三极管OPT2B导通，导致第二三极管VT2断开，第十八电阻R18和第十九电阻R19的分压使第三MOS管Q3导通，为正常输出电路320提供供电，也即是为LED光源正常照明提供恒流驱动，处于正常照明状态。

若在此状态下想关闭正常照明，可使第二火线PL2断开，则第二发光二极管OPT2A侧无电流通过，从而其第二光敏三极管OPT2B断开，第二三极管VT2导通使第三MOS管Q3断开，从而LED光源的恒流驱动被断开，LED光源不亮，实现节能。

请继续参阅图7，所述正常输出电路320包括第九二极管D9、第十二极管D10、第十电容C10、第十一电容C11、第二十电阻R20、第四电感L4和第三Y电容CY3；所述第九二极管D9的正极连接第二变压器T2的第5脚；第九二极管D9的负极连接第十电容C10的正极、第二三极管VT2的基极、第十八电阻R18的一端和第四电感L4的第1脚，第四电感L4的第2脚连接第十一电容C11的一端和第一输出端RD；第四电感L4的第3脚连接第二十电阻R20的一端、第十二极管D10的正极和反馈电路330；第二十电阻R20的另一端连接第十二极管D10的负极和第三MOS管Q3的漏极；第四电感L4的第4脚连接第十一电容C11的另一端、LED光源的负极和第三Y电容CY3的一端，第三Y电容CY3的另一端连接第一地。

第四电压OUT4通过正常控制电路310的控制其是否输出给LED光源供电。若输出，则通过第四电感L4（共模滤波电感）、第十一电容C11和第三Y电容CY3滤波后再从第一输出端RD输出，使产品符合相关EMC标准的要求。第十二极管D10防止输出端短路时对第二十电阻R20的冲击。

请继续参阅图7，所述反馈电路330包括运算放大器IC3（型号为TSM103A）、第三三极管VT3、第三TVS管TVS3、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十二电容C12、第十三电容C13和第一发光二极管OPT1A；所述第三三极管VT3的集电极连接充电端Charge+和第二十一电阻R21的一端，第三三极管VT3的基极连接第三TVS管TVS3的负极和第二十一电阻R21的另一端，第三TVS管TVS3的正极连接第三地；第三三极管VT3的发射极连接第二十二电阻R22的一端、运算放大器IC3的Vcc脚和第一发光二极管OPT1A的正极；第二十二电阻R22的另一端连接运算放大器IC3的Ref脚、第二十六电阻R26的一端和运算放大器IC3的Input+(2)脚；第二十六电阻R26的另一端连接运算放大器IC3的GND脚和第三地，第一发光二极管OPT1A的负极连接第十一二极管D11的正极和第十二二极管D12的正极；第十一二极管D11的负极连接运算放大器IC3的Output1脚，还通过第二十七电阻R27连接第十二电容C12的一端；第十二电容C12的另一端连接运算放大器IC3的Input-(1)脚、第二十三电阻R23和第二十四电阻R24的一端，第二十三电阻R23的另一端连接第一输出端RD，第二十四电阻R24的另一端连接第三地，第十二二极管D12的负极连接运算放大器IC3的Output2脚和第十三电容C13的一端，第十三电容C13的另一端通过第二十八电阻R28连接运算放大器IC3的Input-(2)脚和第二十五电阻R25的一端，第二十五电阻R25的另一端连接第四电感L4的第3脚。

该反馈电路由电压反馈电路和电流反馈电路构成。电压反馈电路包括第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第十二电容C12、第十一二极管D11（并结合第十二极管D10）、第一发光二极管OPT1A、运算放大器IC3的第1、2、3脚构成；用于限制正常时恒流输出的最大输出电压。电流反馈电路包括第二十五电阻R25、 第二十六电阻R26（结合第二十电阻R20）、第十三电容C13、第十二二极管D12、第一发光二极管OPT1A、运算放大器IC3的第5、6、7脚构成；用于实现正常时恒流输出功能，实现对LED光源的恒流驱动。其中起优化作用的元件有第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第十二电容C12、第十三电容C13使反馈环路更稳定。

请一并参阅图8，所述应急控制模块40包括集成芯片IC4（型号为NCP1654）、第四MOS管Q4、第五电感L5、第十三二极管D13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第二十九电阻R29和第三十电阻R30；所述第五电感L5的一端连接第十四电容C14的一端和电池端Battery+，第五电感L5的另一端连接第四MOS管Q4的漏极和第十三二极管D13的正极，第十三二极管D13的负极连接第二输出端EM+和第二十九电阻R29的一端；第十四电容C14的另一端连接集成芯片IC4的GND脚、第三地和第四MOS管Q4的源极，第四MOS管Q4的栅极连接集成芯片IC4的DRV脚，第二十九电阻R29的另一端连接集成芯片IC4的Vfb脚和第三十电阻R30的一端，第三十电阻R30的另一端连接第三地，集成芯片IC4的Vcc脚连接断电端shut_vcc，集成芯片IC4的Vctl脚通过第十五电容C15连接第三地；集成芯片IC4的Vbo脚连接电池端Battery+、还通过第十六电容C16连接第三地。

电网供电正常时，由于集成芯片IC4的Vbo脚没有从电池获取电源供电、从而不工作、无输出。供电异常时，备用电池通过过放保护模块为IC4的电源脚（Vbo脚）供电，该恒流输出工作，恒流输出从第二输出端EM+输出点亮LED光源，实现应急时恒流驱动、也就是进入应急照明状态。

请一并参阅图9，所述输出转换模块50包括第十四二极管D14和第十五二极管D15；所述第十四二极管D14的正极连接第二输出端EM+，第十五二极管D15的正极连接第一输出端RD，第十四二极管D14的负极连接第十五二极管D15的负极和LED光源的正极LED+。

供电正常时，由正常时恒流输出正常输出电路的第一输出端口RD经过第十五二极管D15输出到LED光源的正极LED+，点亮LED光源。此时第十四二极管D14防止第一输出端口RD的输出电流干扰到应急控制模块40部分的电路，实现正常照明。

供电异常时，应急控制模块工作，正常输出电路停止工作，应急控制模块的第二输出端口EM+通过第十四二极管D14输出到LED光源的正极LED+，点亮LED光源。此时，第十五二极管D15防止第二输出端口EM+的输出电流干扰到正常输出电路，实现应急照明。这样即可根据供电的正常和异常状态自动实现正常照明与应急照明之间的转换。

请一并参阅图10，所述过放保护模块60包括第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十八二极管D18、第十七电容C17、第四三极管VT4、第五三极管VT5、第六三极管VT6、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34和第三十五电阻R35；所述第十六二极管D16的正极连接充电端Charge+；第十六二极管D16的负极连接第十七二极管D17的负极、第十七电容C17的正极、第三十二电阻R32的一端和第十八二极管D18的正极；第十七二极管D17的正极连接第三十四电阻R34的一端，第十八二极管D18的负极连接第三十五电阻R35的一端；第三十二电阻R32的另一端连接第四三极管VT4的集电极、第五三极管VT5的基极和第三十三电阻R33的一端，第三十三电阻R33的另一端连接第十七电容C17的负极和第三地，第四三极管VT4的基极通过第三十一电阻R31连接充电端Charge+，第四三极管VT4的发射极连接第五三极管VT5的发射极和第三十三电阻R33的另一端，第五三极管VT5的集电极连接第六三极管VT6的基极和第三十五电阻R35的另一端，第六三极管VT6的发射极连接电池端Battery+，第六三极管VT6的集电极连接第三十四电阻R34的另一端和断电端shut_vcc。

过放保护模块60防止电池过放电、实现电池保护功能，同时还能实现正常照明与应急照明之间的转换控制。供电正常时，通过第十六二极管D16对第十七电容C17充电，通过第三十一电阻R31使第四三极管VT4导通，从而第五三极管VT5断开，第六三极管VT6断开应急控制模块40的集成芯片IC4没电，没有启动工作。

若供电异常，第二变压器T2的辅助绕组断电，充电端Charge+无电则第四三极管VT4断开。第十七电容C17存储的电量通过第三十二电阻R32、第三十三电阻R33分压导通第五三极管VT5，从而第六三极管VT6导通，对应急控制模块40的集成芯片IC4供电，应急控制模块40启动工作，应急恒流输出，实现应急照明。同时，电池端Battery+通过第六三极管VT6、第三十四电阻R34、第十七二极管D17对第十七电容C17充电，维持其电压。第十七电容C17通过第十八二极管D18、第三十五电阻R35为第六三极管VT6维持续流、保证第六三极管VT6的导通。随着电池电压的下降，第三十二电阻R32、第三十三电阻R33分压下降，到达电池的过放电保护点时，第五三极管VT5断开，从而第六三极管VT6断开，停止应急控制模块40工作、也就是停止应急恒流输出、对电池起保护作用。

需要理解的是，在具体实施时，对于主开关电路（反激电路）的演绎，还可以使用正激电路、半桥电路、推挽电路等。对于由第二变压器的辅助绕组构成备用电池充电电路的演绎，还可以使用恒流充电电路、第三辅助绕组等。由光耦隔离实现在供电正常时关闭照明而演绎的，还可以使用继电器等。

综上所述，本发明提供的LED应急照明控制装置只需要一组电源处理（依次为滤波整流、PFC、反激），通过第二变压器的辅助绕组及外围相应的电路构成LED光源的恒流驱动，由正常供电模块实现关闭正常照明电路、同时不影响备用电池的正常充电；也就是在正常供电时，可以按需要确定是否关闭正常照明、实现节能；同时备用电池正常充电，以备应急之用。还能在电网异常时通过应急控制模块实现应急照明。与传统的LED应急照明控制装置（如图1所示）相比减少了一组电源处理的电路模块，使产品的体积和重量大大缩小、成本大大降低、损耗大为减小、EMC易通过、温升低、减少了灯具布线、方便灯具安装，起到安全、节能的效果。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种LED应急照明控制装置，连接备用电池和LED光源，其特征在于，包括电源处理模块、电池充电模块、正常供电模块、应急控制模块、输出转换模块和过放保护模块；

当电网正常时，第一火线上传输的第一输入电压通过电源处理模块进行滤波、整流和功率因数校正和反激电压转换后分两路输出，一路通过电池充电模块给备用电池充电，另一路通过正常供电模块输出供电电压给输出转换模块以点亮LED光源；第二火线上传输的第二输入电压根据正常供电模块的开关操作控制供电电压的输出状态；输出转换模块根据供电电压的输出状态控制LED光源的亮灭；

当电网供电异常时，备用电池给应急控制模块供电使其工作，应急控制模块输出恒流电压通过输出转换模块输出点亮LED光源实现应急照明；过放保护模块启动以防止备用电池过放电。

2.根据权利要求1所述的LED应急照明控制装置，其特征在于，所述电源处理模块包括滤波整流电路、PFC电路和反激电路；

所述滤波整流电路对第一火线上传输的第一输入电压进行滤波、整流处理，输出第一电压；PFC电路对第一电压进行功率因数校正后输出第二电压；

反激电路将第二电压转换为第四电压、第五电压，分别输出给正常供电模块、电池充电模块。

3.根据权利要求2所述的LED应急照明控制装置，其特征在于，所述正常供电模块包括正常控制电路、正常输出电路和反馈电路；所述正常输出电路和电池充电模块均通过反馈电路连接到反激电路；

所述正常控制电路在正常供电时关闭正常照明；

正常输出电路在正常供电时提供第四电压点亮LED光源；

反馈电路反馈电压信号给反激电路控制输出电压的稳定。

4.根据权利要求3所述的LED应急照明控制装置，其特征在于，所述反激电路包括第二芯片、第二变压器、第二MOS管、第三二极管、第四二极管、第五电容、第六电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第一光敏三极管；

所述第二变压器的第1脚连接第四二极管的负极、PFC电路和第八电阻的一端；第八电阻的另一端连接第二芯片的HV脚和第九电阻的一端，第九电阻的另一端连接第二芯片的VCC脚和供电端，第二变压器的第2脚连接第四二极管的正极和第二MOS管的漏极，第二MOS管的栅极连接第十电阻的一端和第二芯片的GATE脚；第二MOS管的源极连接第十电阻的另一端、第十一电阻的一端和第二芯片的CS脚，第二变压器的第3脚连接第十二电阻的一端和第三二极管的正极，第三二极管的负极连接第五电容的正极和PFC电路，第十二电阻的另一端连接第十三电阻的一端和第二芯片的DET脚；第二变压器的第4脚连接第十三电阻的另一端、第五电容的负极和第二地；第二变压器的第5脚连接正常供电模块，第二变压器的第7脚连接电池充电模块，第二芯片的CS脚还通过第六电容连接第一光敏三极管的发射极和第二地，第二芯片的FB脚连接第一光敏三极管的集电极；第十一电阻的另一端、第二变压器的第6脚和第二变压器的第8脚均连接第二地。

5.根据权利要求4所述的LED应急照明控制装置，其特征在于，所述电池充电模块包括第五二极管、第六二极管、第七二极管、第七电容、第八电容、第十四电阻和第十五电阻；

所述第十四电阻的一端连接第二变压器的第7脚，第十四电阻的另一端连接第五二极管的正极；第五二极管的负极连接第七电容的正极、充电端和第七二极管的正极；第七二极管的负极连接第八电容的正极、第六二极管的负极、备用电池的正极和电池端；第六二极管的正极通过第十五电阻连接充电端和第七二极管的正极，第八电容的负极连接备用电池的负极和第三地。

6.根据权利要求5所述的LED应急照明控制装置，其特征在于，所述正常控制电路包括第八二极管、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第九电容、第二发光二极管、第二光敏三极管、第二TVS管、第二三极管和第三MOS管；

所述第八二极管的正极连接第二火线；第八二极管的负极通过第十六电阻连接第九电容的正极、第二TVS管的负极和第十七电阻的一端；第十七电阻的另一端连接第二发光二极管的正极；第二发光二极管的负极连接第九电容的负极、第二TVS管的正极和第二地；第二光敏三极管的集电极连接第二三极管的基极、第十八电阻的一端和正常输出电路；第二三极管的集电极连接第十八电阻的另一端、第十九电阻的一端和第三MOS管的栅极；第二三极管的发射极连接第二光敏三极管的发射极、第三地、第十九电阻的另一端和第三MOS管的源极；第三MOS管的漏极连接正常输出电路。

7.根据权利要求6所述的LED应急照明控制装置，其特征在于，所述正常输出电路包括第九二极管、第十二极管、第十电容、第十一电容、第二十电阻、第四电感和第三Y电容；

所述第九二极管的正极连接第二变压器的第5脚；第九二极管的负极连接第十电容的正极、第二三极管的基极、第十八电阻的一端和第四电感的第1脚，第四电感的第2脚连接第十一电容的一端和第一输出端；第四电感的第3脚连接第二十电阻的一端、第十二极管的正极和反馈电路；第二十电阻的另一端连接第十二极管的负极和第三MOS管的漏极；第四电感的第4脚连接第十一电容的另一端、LED光源的负极和第三Y电容的一端，第三Y电容的另一端连接第一地。

8.根据权利要求7所述的LED应急照明控制装置，其特征在于，所述应急控制模块包括集成芯片、第四MOS管、第五电感、第十三二极管、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第二十九电阻和第三十电阻；

所述第五电感的一端连接第十四电容的一端和电池端，第五电感的另一端连接第四MOS管的漏极和第十三二极管的正极，第十三二极管的负极连接第二输出端和第二十九电阻的一端；第十四电容的另一端连接集成芯片的GND脚、第三地和第四MOS管的源极，第四MOS管的栅极连接集成芯片的DRV脚，第二十九电阻的另一端连接集成芯片的Vfb脚和第三十电阻的一端，第三十电阻的另一端连接第三地，集成芯片的Vcc脚连接断电端，集成芯片的Vctl脚通过第十五电容连接第三地；集成芯片的Vbo脚连接电池端、还通过第十六电容连接第三地。