CN107241834A - 一种小体积led应急灯电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小体积LED应急灯电路，包括AC/DC恒流电源、DC/DC恒流电源、充电电路、LED模组、光耦控制电路、电子开关电路和启动及欠压电路，本发明能够在市电接入或无市电的情况下对LED应急灯进行开、关控制，并直接采用DC‑DC开关电源架构计设，同时也将触发启动电路和欠压保护电路，进行整合共用一个继电器电路架构进行设计，具有工作转换效率高、体积小优点，能够满足于小尺寸LED应急灯具设计需求。触发启动电路在断电的情况下快速响应，欠压保护电路可以在电池电压下降到一定电压时，LED驱动停止工作，以避免电池深度放电。采用光耦能使危险的市电与LED模组进行隔离，让LED模组处于安全隔离状态。

Description

一种小体积LED应急灯电路

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，尤其涉及一种小体积LED应急灯电路。

背景技术

应急照明，是指在非正常状况下才使用的照明设施，包括：备用照明、疏散照明、安全照明。在民用建筑物中突发灾难时，应急照明、疏散指示照明显得尤其重要。在外界电源中断时，建筑物内的人员迅速安全撤离灾难区，大楼内的应急照明系统起到了主要作用。安全可靠、技术先进、经济合理的应急照明设计就十分重要。

现有的LED应急灯控制电路，通常采用非隔控制电路设计，或者采用传统电子变压器作为隔离控制电路设计，很不安全。LED应急灯的工作原理是：在市电正常的情况下，LED应急灯可点亮或不点亮，这时LED应急灯内部的充电电池是处于充电状态，当电池充电饱和后，LED应急灯内部的充电检测提示模块向用户提示电池已充满，用户手动切断充电电路；当市电出现故障时，充电电池为应急灯的照明负载供电。

现有LED应急照明设计中存在两方面不足：其一，LED应急灯的触发启动电路和欠压保护电路都是独立工作的；其二，现有的LED应急灯电池组供电通常使用DC-AC逆变架构，使其工作转换效率低，况且体积很大，甚至欠压保护电路都没有等缺陷。

发明内容

本发明提供了一种安全可靠的小体积LED应急灯电路，其技术方案是：包括AC/DC恒流电源、DC/DC恒流电源、充电电路和LED模组、光耦控制电路、电子开关电路和启动及欠压电路；市电从L和N端接入，市电则被分为两路，第一路市电向AC-DC恒流电源供电，输出一组直流电源V+、V-，直流电源V+、V-又分为两路工作，一路向光耦U2初级端工作，结果使启动及欠压电路禁止工作，最终导致DC-DC恒流电源也禁止工作；此时，由另一路充电电路供电正常工作，为充电电池B1充电；第二路市电经开关K1，若此时开关K1处于闭合状态，则向光耦控制电路供电，使电子开关电路动作导通，最终使LED模组正常亮灯，若K1处于断开状态时，则光耦控制电路停止工作，使电子开关电路动作截止，最终使LED模组熄灭。

进一步地，当市电停电时，AC-DC恒流电源、充电电路、光耦控制电路处于停止工作状态，充电电池B1由充电状态转为放电状态，经启动及欠压电路判定是否欠压，若充电电池B1欠压，则启动及欠压电路进入欠压保护状态，DC-DC恒流电源就禁止工作，LED模组则不亮灯；此工作状态称为停电应急工作状态；若充电电池B1无欠压，则启动及欠压电路进入启动工作状态，DC-DC恒流电源正常工作，LED模组则亮灯，此工作状态称为应急工作状态。

本发明的优点是：直接采用DC-DC开关电源架构计设，同时也将触发启动电路和欠压保护电路，进行整合共用一个继电器电路架构进行设计，具有工作转换效率高、体积小优点，能够满足于小尺寸LED应急灯具设计需求。触发启动电路在断电的情况下快速响应，欠压保护电路可以在电池电压下降到一定电压时，LED驱动停止工作，以避免电池深度放电。采用光耦能使危险的市电与LED模组进行隔离，让LED模组处于安全隔离状态。

附图说明

图1为一种小体积LED应急灯电路在有市电输入时的工作原理流程图。

图2为一种小体积LED应急灯电路的结构原理图。

图3为一种小体积LED应急灯电路在无市电输入时的工作原理流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明，如图2所示，小体积LED应急灯电路，包括AC/DC恒流电源、DC/DC恒流电源、充电电路和LED模组、光耦控制电路、电子开关电路和启动及欠压电路。

如图1所示，有市电输入时，工作原理是：当有市电输入时，市电从L和N端接入，市电则被分为两路，第一路市电向AC-DC恒流电源供电，输出一组直流电源V+、V-，直流电源V+、V-又分为两路工作，一路向光耦U2初级端工作，结果使启动及欠压电路禁止工作，最终导致DC-DC恒流电源也禁止工作；此时，由另一路充电电路供电使DC-DC恒流电源正常工作，为充电电池B1充电。

第二路市电经开关K1，若此时开关K1处于闭合状态，则向光耦控制电路供电，使电子开关电路动作导通，最终使LED模组正常亮灯，若K1处于断开状态时，则光耦控制电路停止工作，使电子开关电路动作截止，最终使LED模组熄灭。

又如图2所示，详细工作原理如下：设K1处于闭合状态时，市电L、N分为两路供电，第一路市电向AC-DC恒流电源供电，输出一组直流电源V+、V-；第二路市电L线经开关K1，流向二极管D1、电阻R1、稳压二极管Z1，再回到市电N线形成闭环电路，其中在稳压二极管Z1两端形成一组相对稳定电压，经电容C1滤波及电阻R2限流后，为光耦U1的初级端1脚和2端供电并触发了次级端3脚和4脚导通，其结果引发了三极管Q1的b、e极之间短路，导致三极管Q1截止，即c、e极之间开路，最终引起了MOS管Q2的G、S极之间有形成一组门电压，触发了MOS管Q2导通，即c、e极之间导通了。前面提到AC/DC恒流电源供电，将输出一组直流电源V+、V-，并分三路向不同电路供电：

第一路经二极管D2为LED模组供电到达了MOS管Q2，由于MOS管Q2的导通，电流回到了电源V-形成了闭环电路，LED模块处于工作亮灯状态。

第二路向电池组充电，电源V+、V-直接向充电电路供电，并输出相应电压和电流，向充电电池B1进行充电。

第三路V+经电阻R9向光耦U2的初级端1脚和2端供电，并触发了次级端3脚和4脚导通，其其结果引发了三极管Q2的b、e极之间短路，导致三极管Q2截止，即c、e极之间开路，最终引起了继电器J1不能工作，将导致启动欠压电路处于禁止工作，因此充电电池B1只能处于充电状态。

如图3所示，无市电输入时，即当市电停电时，由上述分析可知，AC-DC恒流电源、充电电路、光耦控制电路处于停止工作状态，充电电池B1由充电状态转为放电状态，经启动及欠压电路判定是否欠压，若充电电池B1欠压，则启动及欠压电路进入欠压保护状态，DC-DC恒流电源就禁止工作，LED模组则不亮灯，此工作状态称为停电应急工作状态；若充电电池B1无欠压，则启动及欠压电路进入启动工作状态，DC-DC恒流电源正常工作，LED模组则亮灯；此工作状态称为应急工作状态。

参照图2，无市电输入情况下的工作原理详述如下：充电电池B1由充电状态转为放电状态，充电电池B1的正极电流分三路输出：

第一路经J1继电器的线圈到三极管Q3的c极，其中二极管D4反向并联在继电器J1线圈电路中，是为了保护三极管Q3功能。

第二路经稳压管Z2、电阻R7到三极管Q3的b极流向e极，又因停电使光耦U2不能工作，则相当于不存在，故最终使三极管Q3导通，继电器J1双组开关闭合。

第三路因继电器J1的动作闭合，使充电电池B1正极经继电器J1的4端至5端，再流向稳压二极管Z3正极Z3+。

此时，稳压二极管Z3正极Z3+又分成二路输出，稳压二极管Z3正极Z3+第一路经稳压二极管Z3、电阻R8再到三极管Q3的集电极b，又因稳压二极管Z3稳压值比稳压二极管Z2低，故稳压二极管Z2和电阻R7基本不导通，同等于开路状态，此过程完成了触发启动继电器目的，称为触发启动电路；稳压二极管Z3正极Z3+第二路流向DC-DC恒流电源再回流向B1负极形成闭环电路，使DC-DC恒流电源正常工作，则DC-DC恒流电源输出端经二极管D3到L1+，再流向LED模组到达继电器J1的1端到2端，最终回到DC-DC恒流电源输出的另一端，形成闭环电路，LED模组亮灯，此时应急灯处于应急工作状态。

Claims (2)

1.一种小体积LED应急灯电路，包括AC/DC恒流电源、DC/DC恒流电源、充电电路和LED模组，其特征在于：还包括光耦控制电路、电子开关电路和启动及欠压电路；市电从L和N端接入，市电则被分为两路，第一路市电向AC-DC恒流电源供电，输出一组直流电源V+、V-，直流电源V+、V-又分为两路工作，一路向光耦（U2）初级端工作，结果使启动及欠压电路禁止工作，最终导致DC-DC恒流电源也禁止工作；此时，由另一路充电电路供电正常工作，为充电电池（B1）充电；第二路市电经开关（K1），若此时开关（K1）处于闭合状态，则向光耦控制电路供电，使电子开关电路动作导通，最终使LED模组正常亮灯，若（K1）处于断开状态时，则光耦控制电路停止工作，使电子开关电路动作截止，最终使LED模组熄灭。

2.根据权利要求1所述的一种小体积LED应急灯电路，其特征在于：当市电停电时，AC-DC恒流电源、充电电路、光耦控制电路处于停止工作状态，充电电池（B1）由充电状态转为放电状态，经启动及欠压电路判定是否欠压，若充电电池（B1）欠压，则启动及欠压电路进入欠压保护状态，DC-DC恒流电源就禁止工作，LED模组则不亮灯；此工作状态称为停电应急工作状态；若充电电池（B1）无欠压，则启动及欠压电路进入启动工作状态，DC-DC恒流电源正常工作，LED模组则亮灯，此工作状态称为应急工作状态。