CN116191586A - 一种应急灯储能电感绕组快速充电回路 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及充电回路的技术领域，尤其涉及一种应急灯储能电感绕组快速充电回路，其技术方案是：包括耦合电感L、整流二极管D、稳压二极管ZD、滤波电容EC1、滤波电容EC2、限流电阻R、控制开关管Q、电池充电芯片IC1以及充电电池；整流二极管D的正极连接耦合电感L的同名端，负极连接滤波电容EC2的正极和控制开关管Q的漏极，滤波电容EC2负极连接耦合电感L的异名端，稳压二极管ZD的正极与耦合电感L的异名端连接，滤波电容EC1负极连接LED‑接线端，控制开关管Q栅极接限流电阻R和稳压二极管ZD的阴极，控制开关管Q源极接电池充电芯片IC1的充电输入端；本申请具有保证在LED负载开路的情况下保护电池充电芯片或者应急芯片IC1的安全。
Description
技术领域
本发明涉及充电回路的技术领域，特别是涉及一种应急灯储能电感绕组快速充电回路。
背景技术
目前应急灯常用充电方式分为LED灯珠取电直接充电，单独充电以及传统储能电感绕组充电三种方式。
LED灯珠取电直接充电的最大充电电流受LED灯珠电流限制，存在充电速度过慢的问题。
单独充电方式需要从交流电单独设计一路AC-DC转换电源，存在系统成本过高和体积过大的弊端。
传统储能电感耦合绕组充电方式存在设计充电电流过大时会造成LED闪灯或者当LED负载开路容易损坏电池充电芯片或者应急芯片的缺陷。基于目前常用的三种充电方式的弊端，本申请公开了一种应急灯储能电感绕组快速充电回路。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种应急灯储能电感绕组快速充电回路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种应急灯储能电感绕组快速充电回路，包括耦合电感L、整流二极管D、稳压二极管ZD、滤波电容EC1、滤波电容EC2、限流电阻R、控制开关管Q、电池充电芯片IC1以及充电电池；
所述整流二极管D的正极连接耦合电感L的同名端，整流二极管D的负极连接滤波电容EC2的正极和控制开关管Q的漏极，所述滤波电容EC2负极连接耦合电感L的异名端，所述稳压二极管ZD的正极与耦合电感L的异名端，负极连接限流电阻R，所述限流电阻R另一端连接滤波电容EC1正极以及用于连接LED+接线端，所述滤波电容EC1负极连接LED-接线端，所述控制开关管Q栅极接限流电阻R和稳压二极管ZD的阴极，所述控制开关管Q源极接电池充电芯片IC1的充电输入端，所述充电电池一端连接电池充电芯片IC1，另一端连接LED-接线端。
优选的，恒流控制芯片IC2和电阻R1，所述电阻R1为恒流控制芯片IC2空载电压设定电阻，所述恒流控制芯片IC2设置为非隔离或隔离恒流控制芯片。
优选的，所述LED+接线端与LED-接线端用于连接LED负载，LED负载工作时，输出电压经过限流电阻R给稳压二极管ZD供电，并产生控制开关管Q的栅极驱动电压，驱动电压大于充电电池满电状态电压加上控制开关管Q的开启导通电压。
优选的，所述LED负载处于开路状态时，所述滤波电容EC2上的电压超过电池充电芯片IC1的最大允许电压，控制开关管Q会将电池充电芯片IC1的供电电压钳位在稳压二极管ZD的稳压电压并减去控制开关管Q的开启导通电压，用于保护电池充电芯片IC1。
本发明的有益效果：
1、通过在传统储能电感耦合绕组充电方式基础上增加控制开关管，进而有效提高产品性价比，在应急灯系统设计时，允许将LED空载设定至更高的电压以保证在更大的充电电流情况下不会造成输出LED闪烁的问题，同时保证在LED负载开路的情况下保护电池充电芯片或者应急芯片IC1的安全；
2、传统储能电感耦合绕组充电方式需要在整流二极管D前增加限流电阻，用来平衡各种电池电压的充电电流，但是会带来不必要的充电损耗，本申请通过电阻的设置来提升充电转换效率。
附图说明
图1为本申请实施例的快速充电回路原理图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例：
参考图1，为本申请公开的一种应急灯储能电感绕组快速充电回路，包括耦合电感L、整流二极管D、稳压二极管ZD、滤波电容EC1、滤波电容EC2、限流电阻R、控制开关管Q、电池充电芯片IC1、充电电池、恒流控制芯片IC2和电阻R1。
电阻R1为恒流控制芯片IC2空载电压设定电阻，恒流控制芯片IC2设置为非隔离或隔离恒流控制芯片，整流二极管D的正极与耦合电感L的同名端连接，整流二极管D的负极与滤波电容EC2正极和控制开关管Q漏极连接，滤波电容EC2负极连接耦合电感L的异名端和整流二极管ZD的正极，稳压二极管ZD的正极与耦合电感L的异名端，负极连接限流电阻R；滤波电容EC1正极连接限流电阻，负极连接整流二极管ZD负极，同时滤波电容EC1正极用于连接LED+接线端，滤波电容EC1负极用于连接LED-接线端。
控制开关管Q栅极接限流电阻R和稳压二极管ZD的阴极，控制开关管Q源极接电池充电芯片IC1的充电输入端，充电电池一端连接电池充电芯片IC1，另一端连接LED-接线端。
参考图1，LED+接线端与LED-接线端用于连接LED负载，LED负载工作时，输出电压经过限流电阻R为稳压二极管ZD供电，并产生控制开关管Q的栅极驱动电压，此时驱动电压大于充电电池满电状态电压加上控制开关管Q的开启导通电压。为了获得更大的充电电流，需要调整电阻R1的电阻值，将隔离或者非隔离恒流芯片的空载电压设定在较高的状态，同时将耦合电感L的圈数比例控制在尽量小的范围。
系统工作在续流周期时，耦合电感L的能量通过整流二极管D和滤波电容EC2后，再经过导通状态的控制开关管Q给电池充电芯片或者电池充电芯片IC1供电。
参考图1，LED负载处于开路状态时，更高的空载开路电压和尽量小的储能电感匝比使得滤波电容EC2上的电压超过电池充电芯片IC1的最大允许电压，此时控制开关管Q会将电池充电芯片IC1的供电电压钳位在稳压二极管ZD的稳压电压并减去控制开关管Q的开启导通电压，达到保护电池充电芯片IC1的目的。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种应急灯储能电感绕组快速充电回路，其特征在于：包括耦合电感L、整流二极管D、稳压二极管ZD、滤波电容EC1、滤波电容EC2、限流电阻R、控制开关管Q、电池充电芯片IC1以及充电电池；
所述整流二极管D的正极连接耦合电感L的同名端，整流二极管D的负极连接滤波电容EC2的正极和控制开关管Q的漏极，所述滤波电容EC2负极连接耦合电感L的异名端，所述稳压二极管ZD的正极与耦合电感L的异名端，负极连接限流电阻R，所述限流电阻R另一端连接滤波电容EC1正极以及用于连接LED+接线端，所述滤波电容EC1负极连接LED-接线端，所述控制开关管Q栅极接限流电阻R和稳压二极管ZD的阴极，所述控制开关管Q源极接电池充电芯片IC1的充电输入端，所述充电电池一端连接电池充电芯片IC1，另一端连接LED-接线端。
2.根据权利要求1所述的一种应急灯储能电感绕组快速充电回路，其特征在于：包括恒流控制芯片IC2和电阻R1，所述电阻R1为恒流控制芯片IC2空载电压设定电阻，所述恒流控制芯片IC2设置为非隔离或隔离恒流控制芯片。
3.根据权利要求1所述的一种应急灯储能电感绕组快速充电回路，其特征在于：所述LED+接线端与LED-接线端用于连接LED负载，LED负载工作时，输出电压经过限流电阻R给稳压二极管ZD供电，并产生控制开关管Q的栅极驱动电压，驱动电压大于充电电池满电状态电压加上控制开关管Q的开启导通电压。
4.根据权利要求3所述的一种应急灯储能电感绕组快速充电回路，其特征在于：所述LED负载处于开路状态时，所述滤波电容EC2上的电压超过电池充电芯片IC1的最大允许电压，控制开关管Q会将电池充电芯片IC1的供电电压钳位在稳压二极管ZD的稳压电压并减去控制开关管Q的开启导通电压，用于保护电池充电芯片IC1。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116600441A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-08-15 | 广东东菱电源科技有限公司 | 一种非隔离单级电源空载输出电压保护电路 |
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2022
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| CN116600441B (zh) * | 2023-07-06 | 2023-09-19 | 广东东菱电源科技有限公司 | 一种非隔离单级电源空载输出电压保护电路 |
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