CN109152149B - 自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路及其应急电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路及其应急电源，包括备用电源输入端口、恒流升压单元、电压自适应单元、LED连接端口，恒流升压单元与备用电源输入端口及LED连接端口连接，形成主回路，电压自适应单元包括顺次连接的控制单元和积分单元，恒流升压单元分别与控制单元和积分单元连接，本发明控制单元根据恒流升压单元连接LED连接端口的输入电压，并输出相应的pwm信号，通过积分单元生成相应的参考电压，进而调整恒流升压单元的输出电压，适应不同LED灯功率对电压的要求，使得应急电源可适配不同功率要求的应急灯具。
Description
技术领域
本发明涉及应急灯电源领域，尤其涉及一种自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路及其应急电源。
背景技术
LED应急照明灯具广泛用于宾馆、商场、医院、娱乐场所、及商业办公和民用建筑等场所，一般是由LED应急照明灯具电源、电池组和LED照明灯等组装而成，其中，现有的LED应急照明灯具电源是由LED应急电源、LED驱动电源、光控开关和LED调光驱动电源等多个部件。其中，应急电源，英文全称为EmergencyPowerSupply（紧急电力供给），是当今重要建筑物中，为了应急照明、事故照明、消防设施而采用的一种应急电源。而应急灯具一般采样LED，LED采用直流驱动，因此在市电与LED需要加一个电源适配器即驱动电源。它的功能是把交流市电转换成合适LED的直流电。应急灯虽然在正常情况下是否点亮人工可控，但由于应急灯功率和光源类型受供电电池和应急灯自身所限，一般一个电源适配器只能适用一种功率的应急灯具，生产成本高。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种自适应检测恒定功率输出电源的控制电路及其应急电源，能够通过电压自适应单元通过恒流升压单元的LED输入端口的输入电压，来调节恒流升压单元的输出电压，进而适应不同功率的应急LED灯具的电压需求。
为实现上述目的，本发明提供一种自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路，包括备用电源输入端口、恒流升压单元、电压自适应单元、 LED连接端口，所述恒流升压单元与备用电源输入端口及LED连接端口连接，形成主回路，所述电压自适应单元包括顺次连接的控制单元和积分单元，所述恒流升压单元分别与控制单元和积分单元连接，所述控制单元根据所述恒流升压单元连接LED连接端口的输入电压，并输出相应的pwm信号，通过积分单元生成相应的参考电压，进而调整所述恒流升压单元的输出电压，适应不同LED灯功率对电压的要求。
其中，所述控制单元包括电压采样单元、单片机及其外围电路，所述电压采样单元的输入端与恒流升压单元的LED输出端连接、输出端与所述单片机的输入端连接，且所述单片机的pwm端与积分单元连接，所述电压采样单元将采集的LED输出端的输入电压，单片机根据所述输入电压进行处理后通过pwm端输入相应的占空比，进而通过积分电压调整所述恒流升压单元的输出电压。
其中，所述电压采样单元包括采样电阻R322和与采样电阻R322串联的相互并联的分压电阻R321和R320,所述采样电阻R322采集的LED输出端的输入电压通过并联的分压电阻R321和R320分压后接入到所述单片机的电压输入端中，对单元机的电压输入端进行保护。
其中，所述单片机为PIC12F615芯片，所述PIC12F615芯片的pc/ad输入端与所述电压采样单元连接，所述PIC12F615芯片的P5端输出相应的pwm的占空比，进而通过积分电压调整所述恒流升压单元的输出电压。
其中，所述积分单元为RC积分单元，包括依次串联的积压电阻和积压电容，所述控制单元的pwm的输出端与RC积分单元的积压电阻的一端连接，所述RC积分单元对pwm信号进行滤波直流形成参考电压，连接到所述恒流升压单元的输入端，所述恒流升压单元根据所述RC积分单元的参考单元输出相应的使能实现对LED功率的调节。
其中，所述积分单元还包括电压跟随器，电压跟随器的输入端与RC积分单元的输出端连接，电压跟随器的输出端与所述恒流升压单元的输入端连接，所述RC积分单元输出电压经过电压跟随器，电压跟随器输出参考电压反馈到恒流升压单元。
其中，所述恒流升压单元包括芯片HV9912和连接在boost升压电路，所述HV9912芯片通过mos管的使能端与LED灯负极连接，且通过boost升压电路与LED灯正极连接。
其中，所述控制电路自适应的输出电压为25-48V。
本发明还提供一种应急电源，包括上任一项所述的自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路、备用电池组、电源转换电路和充电电路，所述充电电路的输入端与电源转换电路连接、输出端与所述备用电池组连接，所述电源转换电路与市电连接，所述备用电池组的输出端与自适应检测恒定功率输出应急电源的控制电路的备用电源输入端口连接，提供电能。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的一种自适应检测恒定功率输出电源控制电路及其应急电源，设置电压自适应单元，且与恒流升压电路的电压输出端连接，将电压自适应单元设置为控制单元和积分单元，使控制单元接收的LED输出端的输入电压进行判断及处理，并输入相应比例的pwm占空比，接着积分单元将pwm的占空比输出相应的参考电压，进而调节恒流升压单元的输出电压，进而适应不同功率的应急LED灯具的电压需求，使得一种应急电源适配不同功率要求的应急灯具，自适应检测并调节，避免了人工调节的麻烦，且大大提高了应急电源的适配性，并极大地降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的整体方框图；
图2为本发明的电压自适应单元的控制电路示意图；
图3为本发明的电压自适应单元的电压采样单元示意图；
图4为本发明的电压自适应单元的积分单元示意图；
图5为本发明的电压自适应单元的恒流升压电路示意图。
主要元件符号说明如下：
1、电源转换电路 2、充电电路
3、备用电池组 4、备用电源输入端口
5、恒流升压单元 6、电压自适应单元
7、 LED连接端口。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
参阅图1和图2，本发明还提供一种应急电源，包括自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路、电源转换电路1、充电电路2和备用电池组3，电源转换电路1、充电电路2和备用电池组3顺次连接连接，且电源转换电路1的输入端与市电连接，备用电池组3的输出端与自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路的备用电源输入端口连接，提供电能，该应急电源通过自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路与应急灯具连接，并通过该控制电路的LED输入端输入的应急灯具的输入电压，进行调整后，输出相应的输出电压，进而实现可自适应不同功率的应急灯具的电压要求，具体地，该自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路如下：
自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路包括备用电源输入端口4、恒流升压单元5、电压自适应单元6、 LED连接端口7，恒流升压单元5与备用电源输入端口4及LED连接端口7连接，形成主回路，电压自适应单元6包括顺次连接的控制单元61和积分单元62，恒流升压单元5分别与控制单元61和积分单元62连接，控制单元61根据恒流升压单元5连接LED连接端口7的输入电压，并输出相应的pwm信号，通过积分单元生成相应的参考电压，进而调整所述恒流升压单元的输出电压，适应不同LED灯功率对电压的要求。
在本实施例中，参阅图1-图5，控制单元61包括电压采样单元、mcu控制器及其外围电路，电压采样单元的输入端与恒流升压单元5的LED输出端连接、输出端与单片机的输入端连接，即图中的LEDA端，且单片机的pwm端与积分单元连接，电压采样单元采集的LED输出端的输入电压，单片机根据该输入电压进行处理后通过pwm端输入相应的占空比的方波信号，积分单元对该方波信号进行滤波整理后，通过IREF输出端输输出相应的参考电压，恒流升压单元通过IREF的输入端接收到该参考电压，进而通过恒流升压单元的输出端输出输出电压；优选地，电压采样单元611包括采样电阻R322和与采样电阻R322串联的相互并联的分压电阻R321和R320,采样电阻R322采集的LED输出端的输入电压通过并联的分压电阻R321和R320分压后接入到单片机的电压输入端中，对单片机的电压输入端进行保护。
在本实施例中，单片机为PIC12F615芯片，PIC12F615芯片的pc/ad输入端与电压采样单元连接，PIC12F615芯片的P5端输出相应的pwm的占空比，进而通过积分电压调整恒流升压单元的输出电压；积分单元包括RC积分单元，包括依次串联的积压电阻和积压电容，如图3中的RC积分单元为两组串联的积压电阻和积压电容，为积压电阻R76和积压电容C25为一组，积压电阻R77和积压电容C11为一组，顺次串接后，积压电阻R76的输入端与单片机的pwm的输出端连接，输入pwm信号为方波信号，积压电阻和积压电容对该方波信号进行滤波整流，积分单元还包括电压跟随器，在R77的输出端与电压跟随器的第一输入端3连接，电压跟随器的第二输入端和第三输入端之间串接有电容C68，保证第一输入端输入的参考电压与输出端的参考电压一致，通过恒流升压单元的参考电压输入端输入该参考电压，恒流升压单元根据该参考电压输入相应的输出电流；恒流升压单元包括芯片HV9912和连接在boost升压电路，二极管、电感L1、mos管Q7构成boost升压电路，HV9912芯片通过mos管Q6的使能端,即图中6的mos管Q6的1端与LED灯正极连接，且通过boost升压电路与LED灯负极连接。
在本实施例中，本发明的自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路自适应的最佳输出电压为25-48V，具体地，当LED连接端口的输入电压为25V时，即LEDA端输入25V的电压，此时电压采样单元的R94的输入端输入25V的电压，再通过分压电阻R322和R321进行分压后从LED+端输入,单片机的LED+输入1.0V的电压，单片机对该电压进行处理、分析后从pwm的输出端输入占空比为20%的方波信号，积分单元进行滤波直流后VREF得到0.2V的电压,此时芯片HV9912的IREF输入端输入0.2V的电压后，输出200mA电流；当LED连接端口的输入电压为40V时，即LEDA端输入40V的电压，此时电压采样单元的R94的输入端输入40V的电压，再通过分压电阻R322和R321进行分压后从LED+端输入5.0V,单片机的LED+输入5.0V的电压，单片机对该电压进行处理、分析后从pwm的输出端输入占空比为100%的高电平信号，积分单元进行滤波直流后输出参考电压为1V,此时芯片HV9912的IREF输入端输入1V的电压后，输出1000mA电流。
以上公开的仅为本发明的一个或几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路，其特征在于，包括备用电源输入端口、恒流升压单元、电压自适应单元、 LED连接端口，所述恒流升压单元与备用电源输入端口及LED连接端口连接，形成主回路，所述电压自适应单元包括顺次连接的控制单元和积分单元，所述恒流升压单元分别与控制单元和积分单元连接，所述控制单元根据所述恒流升压单元与LED连接端口连接处的输入电压，输出相应的pwm信号，通过积分单元生成相应的参考电压，进而调整所述恒流升压单元的输出电压，适应不同LED灯功率对电压的要求;
其中，所述控制单元包括电压采样单元、单片机及其外围电路，所述电压采样单元的输入端与恒流升压单元的LED输出端连接、输出端与所述单片机的输入端连接，且所述单片机的pwm端与积分单元连接，所述电压采样单元将采集的LED输出端的输入电压，单片机根据所述输入电压进行处理后通过pwm端输入相应的占空比，进而通过积分电压调整所述恒流升压单元的输出电压；所述电压采样单元包括采样电阻R322和与采样电阻R322串联的相互并联的分压电阻R321和R320,所述采样电阻R322采集的LED输出端的输入电压通过并联的分压电阻R321和R320分压后接入到所述单片机的电压输入端中，对单片机的电压输入端进行保护;
所述积分单元包括RC积分单元，包括依次串联的积压电阻和积压电容，所述控制单元的pwm的输出端与RC积分单元的积压电阻一端连接，所述RC积分单元对pwm信号进行滤波直流形成参考电压，连接到所述恒流升压单元的输入端，所述恒流升压单元根据所述积分单元的参考单元输出相应的使能实现对LED功率的调节;
所述积分单元还包括电压跟随器，电压跟随器的输入端与RC积分单元的输出端连接，电压跟随器的输出端与所述恒流升压单元的输入端连接，所述RC积分单元输出电压经过电压跟随器，电压跟随器输出参考电压反馈到恒流升压单元。
2.根据权利要求1所述的自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路，其特征在于，所述单片机为PIC12F615芯片，所述PIC12F615芯片的pc/ad输入端与所述电压采样单元连接，所述PIC12F615芯片的P5端输出相应的pwm的占空比，进而通过积分电压调整所述恒流升压单元的输出电压。
3.根据权利要求1所述的自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路，其特征在于，所述恒流升压单元包括芯片HV9912和连接在芯片HV9912上的boost升压电路，所述芯片HV9912通过mos管的使能端与LED灯负极连接，且通过boost升压电路与LED灯正极连接。
4.根据权利要求1所述的自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路，其特征在于，所述控制电路自适应的输出电压为25-48V。
5.一种应急电源，包括权利要求1-4任一项所述的自适应检测恒定功率输出应急电源控制电路、备用电池组、电源转换电路和充电电路，所述充电电路的输入端与电源转换电路连接、输出端与所述备用电池组连接，所述电源转换电路与市电连接，所述备用电池组的输出端与自适应检测恒定功率输出应急电源的控制电路的备用电源输入端口连接，提供电能。
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