CN108684107B - 复式隔离型的led应急灯控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复式隔离型的LED应急灯控制电路，属于安全保护技术领域。复式隔离型的LED应急灯控制电路包括第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路、LED模组、升压恒流电路、检测控制电路、稳压电路、电池、充电保护电路、和开关SW等。第一隔离电路中包括变压器T20A，变压器T20A为电隔离的变压器；第二隔离电路中包括变压器T70，变压器T70为电隔离的变压器；第三隔离电路中包括光耦U70，光耦U70是电隔离的光耦。通过变压器T20A、变压器T70和光耦U70的电隔离作用，将复式隔离型的LED应急灯电路隔离成为初级和次级。解决了在符合安规的情况下在市电停电之后，开关无法控制应急灯的问题。
Description
技术领域
本发明涉及安全保护领域，特别涉及一种复式隔离型的LED应急灯控制电路。
背景技术
目前存在二种类型的LED应急灯控制电路，第一种类型的电路是电隔离的电路，符合安全标准，但是在市电停电的情况下不能通过墙壁开关来控制LED应急灯的亮和灭；第二种类型的电路是非电隔离的电路，在市电停电的情况下能通过墙壁开关来控制LED应急灯的亮和灭，但是不符合安全标准。
发明内容
为了解决现有技术中在符合安规的情况下，在市电停电之后开关无法控制应急灯的问题，本发明实施例提供了一种复式隔离型的LED应急灯控制电路。所述技术方案如下：
所述复式隔离型的LED应急灯控制电路包括所述的第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路、LED模组、升压恒流电路、检测控制电路、稳压电路、电池、充电保护电路、和开关等。所述第一隔离电路中包括变压器T20A等，变压器T20A为电隔离的；所述第二隔离电路中包括变压器T70等，变压器T70为电隔离的；所述第三隔离电路中包括光耦U70等，光耦U70是电隔离的。通过所述变压器T20A、变压器T70和光耦U70的电隔离作用，将复式隔离型的LED应急灯电路隔离成为初级和次级，初级和次级是电隔离的，符合相关安规要求。所述初级电路用于连接市电，所述次级电路用于连接LED模组，所述电池设置在次级。所述第二隔离电路用于在初级未连接到市电时，利用所述电池为第三隔离电路提供间断电源；在初级未连接到市电时，通过所述开关的开通或者断开，再经过所述第三隔离电路的变换，控制应急灯的工作状态。
所述第二隔离电路，在初级未电连接到市电时，利用所述电池为所述第三隔离电路提供间断电源，并且所述间断电源的波形特征符合图5所示的形状特征，所述开关管Q70的驱动波形符合图4和图6所示的形状特征。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括所述第一隔离电路。所述第一隔离电路包括AC整流滤波电路、驱动电路、DC整流滤波电路以及高频变压器T20A等。
所述变压器T20A为电隔离的，将所述第一隔离电路电隔离成为初级和次级，所述AC整流滤波电路和所述驱动电路位于电路的初级，所述DC整流滤波电路位于电路的次级。所述AC整流滤波电路将市电整流滤波成为脉动直流VR，所述驱动电路、高频变压器T20A和DC整流滤波电路构成隔离恒流电路，将所述脉动直流电VR变换成满足需求的直流电压和电流，这种能够满足需求的直流电压和电流分为3路：VA、VB和VC。VA为LED模组提供合适的恒流电源；VB为电池充电提供电源，还为稳压电路提供电源；VC为检测控制电路提供检测信号，还为单片机U60提供复位信号。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括所述第二隔离电路。所述第二隔离电路包括：变压器T70、开关管Q70、二极管D70、电阻R76、电容C71、电容C72、二极管D71、稳压管Z71、电阻R75和电容C70。所述变压器T70是电隔离的，将整个应急灯电路电隔离成为初级和次级。所述的开关管Q70和电容C70位于次级，所述的二极管D70、电阻R76、电容C71、电容C72、二极管D71、稳压管Z71和电阻R75位于初级。
所述第二隔离电路为所述第三隔离电路提供间断电源。在初级没有接入市电的情况下，第二隔离电路为第三隔离电路提供的间断电源，其波形符合图5所示的形状特征，其频率为fL＝0.1Hz～10Hz，其中高电平时间为tH＝0.1mS～100mS，低电平时间为tL＝0.1S～10S；所述开关管Q70的驱动波形符合图4和图6所示，其中高频频率fH＝20kHz～600kHz，高频持续总时间tH＝0.1mS～100mS，其中低频频率fL＝0.1Hz～10Hz。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括所述第三隔离电路。所述第三隔离电路包括：光耦U70、晶体管Q71、晶体管Q72、电阻R70、电阻R72、电阻R73、电阻R74、电容C73。所述光耦U70将所述第三隔离电路隔离成为初级和次级，所述光耦U70内的发光二极管、晶体管Q71、晶体管Q72、电阻R70、电阻R72、电阻R73、电阻R74和电容C73位于电路的初级，所述光耦U70内的光敏管位于电路的次级。
所述第三隔离电路的初级电源是由所述第二隔离电路来提供的；用来感应是否有市电供应，并且感应所述开关是闭合的还是断开的，并且通过所述光耦U70来输出所感应到的信息(输出到网络SN所在的线路)传递到所述检测控制电路进行处理，实现相应的控制功能。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括所述检测控制电路。所述检测控制电路包括：单片机U60、晶体管Q61、晶体管Q50、晶体管Q62、二极管D61、稳压管Z61、电容C61、电容C62、电容C63、电阻R50、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电阻R65、电阻R67和电阻R68。所述检测控制电路处于整个电路的次级。
所述检测控制电路具有以下功能：第一，检测第三隔离电路的输出到网络SN的信号；第二，检测第一隔离电路是否有输出；第三，检测电池的电压，控制LED模组的工作状态；第四，输出电压电流到网络PE；第五，输出控制信号到网络N1；第六，输出控制信号到网络EN；第七，输出驱动信号到网络PA上【驱动波形符合图4和图6所示，其中高频频率fH＝20kHz～600kHz，高频持续总时间tH＝0.1mS～100mS，其中低频频率fL＝0.1Hz～10Hz】。
所述U60是单片机，是检测控制电路的核心部分，相当于人的大脑和五官。单片机U60具有以下主要特征：暂停和唤醒，看门狗定时器，A/D转换器，PWM功能，可编程定时/计数器，低电压复位功能，等等。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括LED模组。LED模组包括二极管D90、电容C90、开关管Q91以及一定数量的LED。
LED模组是光源，是整灯的主要部分。这些LED可以串联，也可以并联，甚至可以混合联接。LED模组的驱动电压电流来源于两部分：第一部分是第一隔离电路的输出VA，第二部分是升压恒流电路输出VD。LED模组是否工作是通过检测控制电路的网络N1来实现的，N1为正电压时LED模组工作，N1为0电压时LED模组不工作。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括电池。电池可以是锂离子电池、也可以是镍氢电池等等。电池位于电路的次级。电池通过升压恒流电路为LED模组提供合适的电压电流，在应急的情况下使用。电池直接为第二隔离电路提供电源，还通过稳压电路的稳压为检测控制电路和光耦U70的光敏管提供一定电压(3V左右，但不限于)的稳定电压。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括充电保护电路。充电保护电路包括充电集成电路U30、保护集成电路U41、电阻R31、电阻R41、电容C30、电容C31、电容C41。
所述充电保护电路用来控制电池的充电电流和充电状态，防止电池受到下列情况损害，确保其长寿命和安全：过充、过放、输出过流、输出短路、电池反接、过温等。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括升压恒流电路。升压恒流电路包括集成电路U60、二极管D50、电感L50、电阻Rs50、电容C50、C52。
所述升压恒流电路将电池提供的电压电流，通过变换成为比电池电压更高的恒定电流，以适合LED模组正常工作。升压恒流电路的电源是由电池提供的。升压恒流电路的工作状态是由检测控制电路来控制的，检测控制电路的输出PE控制升压恒流电路中U60的电源供应，检测控制电路的输出EN为升压恒流电路的使能或去能的控制信号。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路包括稳压电路。稳压电路包括集成电路U80、二极管D81、稳压管Z81、电阻R80、电容C80、C81。
稳压电路为检测控制电路和光耦U70的光敏管提供3V左右的稳定电压。稳压电路的电源来源于电池的VB+和第一隔离电路的输出VB。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路还包括T、R0和开关。
T相当于市电变压器的一个次级，其内阻很小，在没有市电时供应时相当于短路状态(相对于第三隔离电路)。
R0相当于与T相连接的所有用电器的等效输入电阻，一般地，R0的阻值很小(相对于第三隔离电路)。一般地R0与T并联。
墙壁开关，用来控制整灯的。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过设置第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路和检测控制电路，在符合安规的情况下，在市电停电之后，利用墙壁开关控制应急灯。第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路中分别包括隔离器件，隔离器件将复式隔离型的LED应急灯控制电路电隔离成为初级和次级，初级电路用于连接市电，开关设置在初级，应急灯设置在次级。第二隔离电路用于在初级未连接到市电时，利用电池为第三隔离电路提供间断电源。第三隔离电路用于感应检测是否有市电供应，并且感应检测墙壁开关是否闭合，并且通过所述光耦U70来输出所感应到的信息传递到所述检测控制电路进行处理，实现相应的控制功能。总之，在符合安规的情况下，在市电停电之后，墙壁开关仍然可以通过第三隔离电路控制应急灯，解决了在符合安规的情况下在市电停电之后墙壁开关无法控制应急灯的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一示例性实施例示出的一种复式隔离型的LED应急灯控制电路的电路图(电路框图)；
图2是本发明一示例性实施例示出的一种复式隔离型的LED应急灯控制电路的电路图(具体实施电路图)；
图3是本发明一个实施例提供的检测控制电路的电路图；
图4是检测控制电路07的输出信号的示意图；
图5是第二隔离电路向第三隔离电路提供的间断电源的电压示意图；
图6是图4中高频信号的放大示意图，是高频信号的细部特征。
具体实施方式
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
网络，就是导线与接口或者元器件的端口连接起来的线路，一般具有相同的电位，或者具有相同波形的信号，不存在电阻，不存在损耗。参考图1和图2，命名下列网络：
电源网络：AC1、AC2、VB+、3V、VA、VB、VC、VD、VR、PB、等；
信号网络：PA、PE、EN、N1、SN、D1、D2、D3、D4、D5等。
参考图1和图2，初级是指图中红色的粗虚线左侧的部分电路(非虚线框，标识为‘初级’)，次级是指图中红色的粗虚线右侧的部分电路(非虚线框，标识为‘次级’)。
参考图1和图2，其示出了本申请一个实施例提供的复式隔离型的LED应急灯控制电路的电路图，其中图1是电路方框图，图2是具体实施图。如图1和图2所示，所述复式隔离型的LED应急灯控制电路包括：LED模组04、升压恒流电路06、检测控制电路07、稳压电路08、电池12、充电保护电路05、和开关15等。所述第一隔离电路01中包括变压器T20A等，变压器T20A为电隔离的；所述第二隔离电路02中包括变压器T70等，变压器T70为电隔离的；所述第三隔离电路03中包括光耦U70等，光耦U70是电隔离的。通过所述变压器T20A、变压器T70和光耦U70的电隔离作用，将复式隔离型的LED应急灯电路隔离成为初级和次级，初级和次级是电隔离的，符合相关安规要求。所述初级电路用于连接市电，所述次级电路用于连接LED模组04，所述电池12设置在次级。所述第二隔离电路02用于在初级未连接到市电时，利用所述电池12为第三隔离电路03提供间断电源；在初级未连接到市电时，通过所述开关15的开通或者断开，再经过所述第三隔离电路03的变换，控制应急灯的工作状态。
所述第二隔离电路02，在初级未电连接到市电时，利用所述电池12为所述第三隔离电路03提供间断电源，并且所述间断电源的波形特征符合图5所示的形状特征，所述开关管Q70的驱动波形符合图4和图6所示的形状特征。所述开关15用于在所述初级未连接到市电时，通过所述第三隔离电路03控制所述LED模组04的工作状态。
其中，所述第一隔离电路01包括AC整流滤波电路09、驱动电路10、DC整流滤波电路11以及高频变压器T20。
所述变压器T20为电隔离的，将所述第一隔离电路01电隔离成为初级和次级，所述AC整流滤波电路09和所述驱动电路10位于初级，所述DC整流滤波电路11位于次级。所述AC整流滤波电路09将市电整流滤波成为脉动直流电VR，所述驱动电路10、变压器T20和DC整流滤波电路11构成隔离恒流电路，将所述脉动电源VR变换成满足需求的直流电压和电流，这种能够满足需求的直流电压和电流分为3路：VA、VB和VC。VA为LED模组04提供合适的恒流电源；VB为电池12充电提供电源，还为稳压电路08提供电源；VC为检测控制电路07提供检测信号，还为单片机U60提供复位信号。
变压器T20是电隔离的高频变压器，共有三个绕组，其中的T20A的两个绕组为主绕组，T20B为辅助绕组，T20B位于整个电路的初级。
AC整流滤波电路09包括二极管D10、D11、D12、D13、电容C10、C11等元器件，将市电整流滤波成为脉动直流电VR。
驱动电路10包括晶体管Q20、集成电路U20、二极管D20、二极管D21、电容C20、电容C22、电容C23、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R26、电阻Rs21、变压器T20的辅助绕组T20B。
U20是一个单级、高功率因数，原边控制交流转直流LED驱动芯片。U20的功率因数校正功能，在临界导通模式下运行，实现了高功率因数并减少功率MOS管Q20的开关损耗，无需光耦及副边感应器件就可以精确地调制LED电流，U20同时实现了各种保护功能，包括过流保护、过压保护,短路保护和过热保护等，以确保系统可靠的工作。
DC整流滤波电路11包括二极管D22、二极管D24、二极管D25、电容C24、电容C25、电容C26、电容C92。DC整流滤波电路11都位于整个电路的次级。二极管D24和D25共用一个绕组。二极管D22和电容C24、电容C92构成整流滤波电路，输出电压为VA，VA为LED模组04提供合适的恒流电源；二极管D24和电容C26构成整流滤波电路，输出电压为VB，VB为电池12充电提供电源，还为稳压电路08提供电源；二极管D25和电容C25构成整流滤波电路，输出电压为VC，VC为检测控制电路07提供检测信号，还为单片机U60提供复位信号。
可选地，所述第二隔离电路02包括：变压器T70、开关管Q70、二极管D70、电阻R76、电容C71、电容C72、二极管D71、稳压管Z71、电阻R75和电容C70。所述变压器T70是电隔离的，将整个应急灯电路电隔离成为初级和次级。所述的开关管Q70和电容C70位于次级，所述的二极管D70、电阻R76、电容C71、电容C72、二极管D71、稳压管Z71和电阻R75位于初级。
所述第二隔离电路02为所述第三隔离电路03提供间断电源。在初级没有接入市电的情况下，所述第二隔离电路02为第三隔离电路03提供的间断电源，其波形符合图5所示的形状特征，其频率为fL＝0.1Hz～10Hz，其中高电平时间为tH＝0.1mS～100mS，低电平时间为tL＝0.1S～10S；所述开关管Q70的驱动波形符合图4和图6所示，其中高频频率fH＝20kHz～600kHz，高频持续总时间tH＝0.1mS～100mS，其中低频频率fL＝0.1Hz～10Hz。
所述开关管Q70使所述第二隔离电路02工作于高频状态，使变压器T70处于蓄电和放电的状态，从而使电池12的能量转换成为第三隔离电路03工作所需要的能量。所述二极管D70为高频整流二极管，使高频电压电流单相导通。所述电容C71、电容C72和电阻R76构成型滤波器，将高频电压滤波为直流电压，其中的电阻R76还起着限制电流的作用。所述二极管D71为隔离二极管，复式隔离型的LED应急灯控制电路接入市电时电隔离高压的市电AC，没有接入市电时为所述第三隔离电路03提供正向偏置电流。所述稳压管Z71对所述第二隔离电路02输出的电压进行稳压，防止所述第三隔离电路03损坏。所述电阻R75，为所述第二隔离电路02提供所需的电流负载。所述电容C70为去耦电容，起到一个电池的作用，避免相互间的干扰。
第二隔离电路02为第三隔离电路03提供间断电源，这个间断电源的电压输出是网络PB，且间断电源的电压输出符合图5所示的形状和性能参数。在没有市电供应的情况下，必须为第三隔离电路03提供必要的合适的电源。第二隔离电路02的工作电流是很大的(一般为mA级)，在没有市电供应的情况下，如果电池持续为第二隔离电路02提供电源，电池的电量很快就会消耗殆尽。因此，通过检测控制电路07的控制，为第三隔离电路03提供间断电源，最大极限地延长电池的使用时间。实施方法是：当检测控制电路07检测到没有市电供应时，检测控制电路07在网络PA的线路输出如图4和图6所示的驱动信号，经过开关管Q70、变压器T70等元器件变换，最终在网络PB的线路输出如图5的间断电压，为第三隔离电路03提供间断电源。
第二隔离电路02实际上为开放隔离型反激式直流变换电路：通过变压器T70电隔离，没有反馈信号而成为开放式电路(用稳压管Z71进行电压稳定)，变压器T70的原边电压和副边电压的相位相反而成为反激式电路。为了保证本电路正常工作，为了不至于损坏开关管Q70，本电路必须设置最小电流负载，而电阻R75就是为这个最小电流负载而设置的。
市电AC的电压很高，如果不隔离，一定会损坏第二隔离电路02和第三隔离电路03。AC1和AC2是市电AC相线的网络，当相线AC1的电压高于相线AC2的电压时，由于二极管D71反偏而不能导通，几近绝缘，那么电压AC不会对第二隔离电路02和第三隔离电路03构成过电压危害；当相线AC1的电压低于相线AC2的电压时，二极管D71基本不起作用，电流从相线AC2，流经电阻R70、三极管Q72的B极和E极(B极-E极之间的电压很低，只有1V以内)、初级公共地AC整流滤波电路中的整流二极管(正偏而导通)，到相线AC1，形成回路，这样形成的电流，取名为I2。因为电阻R70的阻值很大，B极-E极之间的电压很低，所以I2很小，不至于损坏三极管Q72。综上所述，I2除了流经电阻R70、三极管Q72的B极和E极，不流经第二隔离电路02和第三隔离电路03的其它元器件，所以当相线AC1的电压低于相线AC2的电压时，高压的市电AC对第二隔离电路02和第三隔离电路03不构成损害。
可选地，所述第三隔离电路03包括：光耦U70、晶体管Q71、晶体管Q72、电阻R70、电阻R72、电阻R73、电阻R74、电容C73。所述光耦U70将所述第三隔离电路03隔离成为初级和次级，所述光耦U70内的发光二极管、晶体管Q71、晶体管Q72、电阻R70、电阻R72、电阻R73、电阻R74和电容C73位于电路的初级，所述光耦U70内的光敏管位于电路的次级。
所述第三隔离电路03的初级电源是由所述第二隔离电路02来提供的；用来感应是否有市电供应，并且感应所述开关15是闭合的还是断开的，并且通过所述光耦U70来输出所感应到的信息(输出到网络SN所在的线路)传递到所述检测控制电路07进行处理，实现相应的控制功能。
所述第三隔离电路03的工作状态有下列四种情况：
第一种情况：有市电供应、且墙壁开关15是闭合的情况。在这种情况下，检测控制电路07会检测到，且不会在网络PA处输出高频驱动信号，即网络PA始终为低电平，因此第二隔离电路02不会为第三隔离电路03提供间断电源。在这种情况下，又由于第二隔离电路02中二极管D71的隔离作用，第三隔离电路03中没有电源供应。因为这种情况的上述2种原因，光耦U70的发光二极管不会导通进而不会发光，光耦U70的光敏管呈现高阻抗输出状态，网络SN为低电压信号并被检测控制电路07检测到，检测控制电路07便不会启动电池供电，只能启动市电供电模式，为LED模组04提供合适的电压电流。
第二种情况：有市电供应、且墙壁开关15是断开的情况。在这种情况下，检测控制电路07会检测到，且会在网络PA处输出高频驱动信号，即网络PA的电平符合图4和图6的性能参数，因此第二隔离电路02会为第三隔离电路03提供间断电源。在这种情况下，市电AC不会对第二隔离电路02和第三隔离电路03提供电源。在这种情况下，晶体管Q72没有正向偏置而处于关断状态，晶体管Q71处于零偏置也处于关断状态。因为这种情况的上述3种原因，光耦U70的发光二极管不会导通进而不会发光，光耦U70的光敏管呈现高阻抗输出状态，网络SN为低电压信号并被检测控制电路07检测到，不会启动电池供电，也不会启动市电供电模式，也不会为LED模组04提供合适的电压电流。
第三种情况：没有市电供应、且墙壁开关15是闭合的情况。在这种情况下，检测控制电路07会检测到，且会在网络PA处输出高频驱动信号，即网络PA的电平符合的图4和图6的性能参数，因此第二隔离电路02会为第三隔离电路03提供间断电源。在这种情况下，晶体管Q72的正向偏置而导通，晶体管Q71处于负向偏置而导通。因为这种情况的上述3种原因，光耦U70的发光二极管导通而发光，进而光耦U70的光敏管呈现低阻抗输出状态而导通，网络SN为高电压信号并被检测控制电路07检测到，检测控制电路07便会启动电池供电，而不会启动市电供电模式，为LED模组提供合适的电压电流。
第四种情况：没有市电供应、且墙壁开关15是断开的情况。在这种情况下，检测控制电路07会检测到，且会在网络PA处输出高频驱动信号，即网络PA的电平符合的图4和图6的性能参数，因此第二隔离电路02会为第三隔离电路03提供间断电源。在这种情况下，没有市电对第二隔离电路02和第三隔离电路03提供电源。在这种情况下，晶体管Q72没有正向偏置，晶体管Q72不会导通而处于关断状态，晶体管Q71没有处于负向偏置而关断。因为这种情况的上述3种原因，光耦U70的发光二极管不会导通，更不会发光，进而光耦U70的光敏管呈现高阻抗输出状态而断开，网络SN为低电压信号并被检测控制电路07检测到，检测控制电路07不会启动电池供电，也不会启动市电供电模式，因而不会为LED模组提供合适的电压电流。
可选地，所述检测控制电路07包括：单片机U60、晶体管Q61、晶体管Q50、晶体管Q62、二极管D61、稳压管Z61、电容C61、电容C62、电容C63、电阻R50、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电阻R65、电阻R67和电阻R68。所述检测控制电路07处于整个电路的次级。
所述检测控制电路07具有以下功能：第一，检测第三隔离电路03的输出到网络SN的信号(光耦U70的光敏管输出到网络SN上的信息)；第二，检测第一隔离电路01是否有输出(其信息输出到网络VC上)；第三，检测电池12的电压，控制LED模组04的工作状态；第四，输出电压电流到网络PE【为升压恒流电路06提供电源】；第五，输出控制信号到网络N1【用来选择是VA还是VD作为LED模组04的驱动电压电流】；第六，输出控制信号到网络EN【用来控制升压恒流电路06是否工作】；第七，输出驱动信号【即图4和图6所示的驱动信号，经过开关管Q70、变压器T70等变换，最终在网络PB的线路输出如图5的间断电压，为第三隔离电路提供间断电源。驱动波形符合图4和图6所示，其中高频频率fH＝20kHz～600kHz，高频持续总时间tH＝0.1mS～100mS，其中低频频率fL＝0.1Hz～10Hz】到网络PA上。
所述U60是单片机，是所述检测控制电路07的核心部分，相当于人的大脑和五官。单片机U60具有以下主要特征：暂停和唤醒，看门狗定时器，A/D转换器，PWM功能，可编程定时/计数器，低电压复位功能，等等。单片机U60的所用到的引脚及其所用到的功能如下：
第1脚是供应电源的引脚，第8脚是公共引脚
第2脚输出信号到网络D3。当输出信号为高电压时，网络D3为高电压，晶体管Q61正向偏置而导通，网络N1为低电压，晶体管Q50负向偏置而导通，网络PE为高电压，网络PE为升压恒流电路06提供电源；当输出信号为低电压时，网络D3为低电压，晶体管Q61没有偏置而不导通，网络N1为高电压，晶体管Q50没有负向偏置而不导通，网络PE为低电压，网络PE不为升压恒流电路06提供电源。网络PE为高电压的情况下，因为网络PE的电压实际上约等于电池12的电压(晶体管Q50导通，其输出内阻很小，晶体管Q50的D-S极相当短路，MOS管Q50的S极又与电池的正极VB+相连接)，所以通过分压电路(电阻R60和电阻R61组成的分压电路)的分压，以及电容C63的滤波(滤除干扰)，将电池12的电压反映到网络D2上，来检测电池12的电压。
第3脚是网路SN的信号输入脚，用来检查下列状态：是否有市电AC输入到第一隔离电路01中，墙壁开关15是否闭合。
当有市电，且开关15闭合时，第一隔离电路01便输出电压VC，VC通过电阻R67和R68分压以及稳压二极管Z61稳压，形成电压D1(用网络D1来表示这个电压D1)，电压D1使二极管D61正偏而导通，电压D1便加到了网络SN上了。此种情况，单片机U60刚刚完成复位，程序从头开始，不会输出驱动信号【即图4和图6所示的驱动信号】到网络PA上，进而不会为第三隔离电路03提供间断电源，光耦U70的光敏管就会呈现高阻抗，网络SN上的信号就是高电压的VC；因此第3脚输入的信息是有市电AC输入且开关15闭合。
当有市电，且开关15断开时，VC上的电压变为低电压，网络D1上的电压也为低，二极管D61负偏而不导通，网络SN上的信号也由高电压转为低电压，在此转换过程中以及转换后的不久的时间内，网络PA上没有高频驱动电压，第三隔离电路03也就没有电源供应，光耦U70的光敏管也就会呈现高阻抗，网络SN上的信号为低电压，因此第3脚输入的信息是有市电输入且开关15断开。
当有没有市电，且开关15闭合时，网络VC上的电压为0，网络D1上的电压也为0，二极管D61负偏而不导通，网络VC对网络SN上的信号没有影响；这种情况，网络PA上就有高频驱动电压，第三隔离电路也就有电源供应，由于开关15闭合从而光耦U70的光敏管就会导通，此时网络SN上的信号为高电压，因此第3脚输入的信息是没有市电AC输入且开关15闭合。
当有没有市电，且开关15断开时，网络VC上的电压为0，网络D1上的电压也为0，二极管D61负偏而不导通，网络VC对网络SN上的信号没有影响；这种情况，网络PA上就有高频驱动电压，第三隔离电路03也就有电源供应，由于开关15断开从而光耦U70的光敏管也就会呈现高阻抗而断开，此时网络SN上的信号为低电压，因此第3脚输入的信息是没有市电AC输入且开关15断开。
第4脚是单片机U60外部复位脚。电阻R63和电容C61是外部复位电阻和电容。当有市电AC，且开关15刚闭合时，第一隔离电路01便输出电压VC，VC通过电阻R67和电阻R68的分压以及稳压二极管Z61的钳位，形成电压D1(用网络D1来表示这个电压D1)，电压D1经过电容C62和电阻R62组成的微分电路形成一个正脉冲电压D4(用网络D4来表示这个电压D4)，电压D4再经过晶体管Q62的反向便形成单片机U60的外部复位信号D5，强制单片机U60复位。
第5脚是单片机U60的输出脚，输出图4和图6所示的驱动信号，其中高频频率fH＝20kHz～600kHz，高频持续总时间tH＝0.1mS～100mS，其中低频频率fL＝0.1Hz～10Hz。即图3和图5所示的驱动信号，经过开关管Q70、变压器T70等变换，最终在网络PB的线路输出如图5的间断电压，为第三隔离电路03提供间断电源。
第6脚是单片机U60的A/D转换输入脚，用来检查电池BT1的电压，从而控制LED模组04在电池12供电的情况下的亮度、开启或关断、以及工作时间。
第7脚是单片机U60的PWM转换输出脚，用来控制LED模组04在电池12供电的情况下的亮度、开启或关断、以及工作时间。
可选地，所述LED模组04包括二极管D90、电容C90、开关管Q91以及一定数量的LED。
LED模组04是光源，是整灯的主要部分。这些LED可以串联，也可以并联，甚至可以混合联接。LED模组04的驱动电压电流来源于两部分：第一部分是第一隔离电路01的输出VA，第二部分是升压恒流电路06输出VD。LED模组是否工作是通过检测控制电路07的网络N1来实现的，N1为正电压时LED模组工作，N1为0电压时LED模组不工作。
可选地，所述电池12可以是锂离子电池、也可以是镍氢电池等等。电池12位于电路的次级。电池12通过升压恒流电路06为LED模组04提供合适的电压电流，在应急的情况下使用。电池12直接为第二隔离电路02提供电源，还通过稳压电路08的稳压为检测控制电路07和光耦U70的光敏管提供一定电压(3V左右，但不限于)的稳定电压。
可选地，所述充电保护电路05包括充电集成电路U30、保护集成电路U41、电阻R31、电阻R41、电容C30、电容C31、电容C41.
所述充电保护电路05用来控制电池12的充电电流和充电状态，防止电池12受到下列情况损害，确保其长寿命和安全：过充、过放、输出过流、输出短路、电池反接、过温等。
集成电路U30是一款完整的单节锂电池恒流恒压线性充电IC，采用SOT23-5封装，具有恒流恒压涓流充电以及各种保护功能，还具有软启动功能，能有效限制冲击电流。预设4.2V充电电压(精度1％)，涓流充电电压为2.9V，涓流大小为20mA左右。
集成电路U41采用SOT23-5封装，还具有电池零电压充电功能。
可选地，所述升压恒流电路06包括集成电路U60、二极管D50、电感L50、电阻Rs50、电容C50、电容C52等。
所述升压恒流电路06将电池12提供的电压电流，通过变换成为比电池12的电压更高的恒定电流，以适合LED模组04正常工作。升压恒流电路06的电源是由电池12提供的，其转换效率达到90％。
集成电路U60的工作频率为恒频1.2MHz，因此只需要很小的电感L50，只需很小的滤波电容C52；U60采用SOT23-6封装，内置功率MOS管；U60具有软启动和PWM调光功能；U60具有过压、过流、过热等保护功能；U60还具有很低的关断电流(<1uA)。
升压恒流电路06的工作状态是由检测控制电路07来控制的，检测控制电路07的输出PE控制升压恒流电路06中U60的电源供应；检测控制电路07的输出EN为升压恒流电路06的使能或去能的控制信号，EN为高电平时则使能升压恒流电路06，EN为低电平时则去能升压恒流电路06。
可选地，稳压电路08包括集成电路U80、二极管D81、稳压管Z81、电阻R80、电容C80、C81。
稳压电路08为检测控制电路07和光耦U70的光敏管提供一定(3V左右)的稳定电压。
稳压电路08的电源来源于电池的VB+和第一隔离电路的输出VB。当有市电时，所述第一隔离电路01输出VB，VB通过电阻R80，经过稳压管Z81，再通过二极管D81为稳压电路08提供电源；当没有市电时，所述第一隔离电路01不输出VB(即VB＝0)，二极管D81反偏截止而不导通，这时电池12直接为稳压电路08提供电源。
可选地，复式隔离型的LED应急灯控制电路还包括T13、R014和开关15。
T13相当于市电变压器的一个次级，其内阻很小，在没有市电时供应时相当于短路状态(相对于第三隔离电路)。
R014相当于与T13相连接的所有用电器的等效输入电阻，一般地，R014的阻值很小(相对于第三隔离电路)。一般地R014与T13并联。
开关15实际上是墙壁开关，用来控制整灯的，本文开关15专指墙壁开关。
T13、Ro14和开关15位于复式隔离型的LED应急灯控制电路的初级。
本发明通过设置第一隔离电路、第二隔离电路、第三隔离电路和检测控制电路等，在符合安规的情况下，在市电停电之后，利用墙壁开关控制应急灯。第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路中分别包括隔离器件，隔离器件将复式隔离型的LED应急灯控制电路电隔离成为初级和次级，初级电路用于连接市电，开关设置在初级，应急灯设置在次级。第二隔离电路用于在初级未连接到市电时，利用电池为第三隔离电路提供间断电源。第三隔离电路用于感应检测是否有市电供应，并且感应检测墙壁开关是否闭合，并且通过所述光耦U70来输出所感应到的信息传递到所述检测控制电路进行处理，实现相应的控制功能。总之，在符合安规的情况下，在市电停电之后，墙壁开关仍然可以通过第三隔离电路控制应急灯，解决了在符合安规的情况下在市电停电之后墙壁开关无法控制应急灯的问题。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种复式隔离型的LED应急灯控制电路，其特征在于，所述复式隔离型的LED应急灯控制电路包括第一隔离电路（01）、第二隔离电路（02）、第三隔离电路（03）、LED模组（04）、升压恒流电路（06）、检测控制电路（07）、稳压电路（08）、电池（12）、充电保护电路（05）和开关（15）；第一隔离电路（01）中包括变压器T20A等，变压器T20A为电隔离的；第二隔离电路（02）中包括变压器T70等，变压器T70为电隔离的；第三隔离电路（03）中包括光耦U70等，光耦U70是电隔离的；通过所述变压器T20A、变压器T70和光耦U70的电隔离作用，将复式隔离型的LED应急灯电路隔离成为初级和次级；所述电池（12）设置在次级;第二隔离电路（02）用于在初级未连接到市电时，利用所述电池（12）为第三隔离电路（03）提供间断电源；在初级未连接到市电时，通过所述开关（15）的开通或者断开，再经过第三隔离电路（03）的变换，控制应急灯的工作状态。
2.根据权利要求1所述的复式隔离型的LED应急灯控制电路，其特征在于，所述复式隔离型的LED应急灯控制电路包括第一隔离电路（01）;所述第一隔离电路（01），将市电AC变换成满足需求的直流VA、VB和VC。
3.根据权利要求1所述的复式隔离型的LED应急灯控制电路，其特征在于，所述第二隔离电路（02）的功能特征是：在初级未电连接到市电AC时，利用所述电池（12）为所述第三隔离电路（03）提供间断电源；
所述第二隔离电路（02）包括：变压器T70、开关管Q70、二极管D70、电阻R76、电容C71、电容C72、二极管D71、稳压管Z71、电阻R75和电容C70;所述变压器T70是电隔离的，将整个应急灯电路电隔离成为初级和次级;所述的开关管Q70和电容C70位于次级，所述的二极管D70、电阻R76、电容C71、电容C72、二极管D71、稳压管Z71和电阻R75位于初级。
4.根据权利要求3所述的复式隔离型的LED应急灯控制电路，其特征在于，当初级接入市电时，所述二极管D71反向偏置而隔离高压市电，防止损坏电路；当初级没有接入市电时，二极管D71正向偏置而导通，使第二隔离电路（02）产生的间断电压电流流经二极管D71为第三隔离电路（03）提供间断电源。
5.根据权利要求1所述的复式隔离型的LED应急灯控制电路，其特征在于，所述第三隔离电路（03）的功能特征是：第三隔离电路（03）的初级电源是由第二隔离电路（02）来提供的；用来感应是否有市电供应，并且感应所述开关（15）是否闭合，并且通过所述光耦U70来输出所感应到的信息传递到所述检测控制电路（07）进行处理，实现相应的控制功能；
所述第三隔离电路包括：光耦U70、晶体管Q71、晶体管Q72、电阻R70、电阻R72、电阻R73、电阻R74、电容C73；
所述光耦U70将所述第三隔离电路隔离成为初级和次级，所述光耦U70内的发光二极管、晶体管Q71、晶体管Q72、电阻R70、电阻R72、电阻R73、电阻R74和电容C73位于电路的初级，所述光耦U70内的光敏管位于电路的次级。
6.根据权利要求1所述的复式隔离型的LED应急灯控制电路，其特征在于，所述检测控制电路（07）的功能特征是：检测第三隔离电路（03）的输出信息；检测第一隔离电路（01）是否有输出；市电一接通到第一隔离电路（01），单片机U60复位，程序从头执行；检测所述电池（12）的电压，控制LED模组（04）的工作状态；输出驱动信号到网络PA上；输出信号到网络N1、网络EN和网络PE上，控制所述升压恒流电路（06）的和所述LED模组（04）的工作状态；所述检测控制电路07包括：单片机U60、晶体管Q61、晶体管Q50、晶体管Q62、二极管D61、稳压管Z61、电容C61、电容C62、电容C63、电阻R50、电阻R60、电阻R61、电阻R62、电阻R63、电阻R64、电阻R65、电阻R67和电阻R68；所述检测控制电路（07）处于电路的次级。
7. 根据权利要求3或6所述的复式隔离型的LED应急灯控制电路，其特征在于，在初级没有接入市电的情况下，所述第二隔离电路（02）为第三隔离电路（03）提供的间断电源，其频率为fL=0.1Hz~10Hz，其中高电平时间为tH=0.1mS~100mS，低电平时间为tL=0.1S~10S;所述检测控制电路（07）输出到网络PA上的信号，所述信号的高频频率fH=20kHz~600kHz，高频持续总时间tH=0.1mS~100mS，其中低频频率fL=0.1Hz~10Hz。
8.根据权利要求1至6任一所述的复式隔离型的LED应急灯控制电路，其特征在于，所述电池位于次级。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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