CN201267041Y

CN201267041Y - 一种应急照明装置

Info

Publication number: CN201267041Y
Application number: CNU2008201468521U
Authority: CN
Inventors: 张子峰; 何山; 周从耿; 张磊
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2018-08-26

Abstract

本实用新型提供了一种应急照明装置，包括电源电路，转换电路，充电控制电路，直流稳压电路，控制电路，电池，电池保护电路，温度检测电路，加热电路和驱动电路，电源电路与转换电路的输入端相连，转换电路与充电控制电路相连，充电控制电路分别与直流稳压电路和电池相连，直流稳压电路与控制电路相连，电池分别与驱动电路和控制电相连，控制电路分别与电池保护电路和驱动电路相连，电池保护电路与电池相连，温度检测电路的输入端与控制电路的输出端相连，其输出端与加热电路相连。该应急照明装置可以根据温度检测电路检测环境温度的变换，通过加热电路对电池进行加热处理，延长其装置的应急时间。

Description

一种应急照明装置

技术领域

本实用新型属于照明领域，尤其涉及一种应急照明装置。

背景技术

照明产品是国民经济发展和人们生活的必需品，随着经济的发展和人民生活水平的提高，市场对照明产品的需求日益增长，照明电器行业在近些年来得到了快速的发展。应急灯是照明电器的一种，在各类场所都有着广泛的应用。现在的应急灯的电池大部分都是使用镍镉电池或者铅酸电池，这两种电池在低温环境下电池的充放电效率都不高，影响其应急时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种充放电效率高，提高应急时间的应急照装置。

本实用新型是这样实现的，一种应急照明装置，所述装置包括：电源电路，转换电路，充电控制电路，直流稳压电路，控制电路，电池，电池保护电路，温度检测电路，加热电路和驱动电路，所述电源电路与所述转换电路的输入端相连，所述转换电路的输出端与所述充电控制电路的输入端相连，所述充电控制电路的输出端分别与所述直流稳压电路和所述电池的输入端相连，所述直流稳压电路的输出端与所述控制电路的输入端相连，所述电池分别与所述驱动电路和所述控制电路的输入端相连，所述控制电路输出端分别与所述电池保护电路和驱动电路相连，所述电池保护电路的输出端与所述电池输入端相连，所述温度检测电路的输入端与所述控制电路的输出端相连，其输出端与所述加热电路相连。

本实用新型提供的应急照明装置可以根据温度检测电路检测环境温度的变换，通过加热电路对电池进行加热处理，延长其装置的应急时间。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的应急照明装置的结构图；

图2是本实用新型第二实施例提供的应急照明装置的结构图；

图3是本实用新型第二实施例提供的应急照明装置的控制电路的电路图；

图4是图1和图2中温度检测电路的电路结构图；

图5是图2和图2中加热电路的电路结构图；

图6是本实用新型实施例提供的应急照明装置中转换电路的电路结构图.

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型提供的应急照明装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

电源电路与转换电路1相连，转换电路1将电源电路所提供的交流电降压整流转换为直流电，为整个电路提供工作电压，转换电路1的输出端与充电控制电路2的输入端相连，充电控制电路2的输出端分别与直流稳压电路3的输入端和电池4的输入端相连，直流稳压电路3的输出端与控制电路6的输入端相连，为控制电路提供工作电源，电池4与驱动电路7的输入端和控制电路6的输入端分别相连，为驱动电路7提供工作电源，其中电池4为可充电电池，当电源电路出现故障时，其为控制电路6提供工作电源，控制电路6输出端分别与电池保护电路8和驱动电路7相连，电池保护电路8的输出端与电池输入端相连，防止电池的过充和过放，为电池提供保护功能，延长其寿命，温度检测电路51的输入端与控制电路6的输出端相连，其输出端与加热电路52相连，通过检测环境温度的变化，在低温的环境下，触发加热电路工作，对电池进行加热处理，延长照明装置的应急时间。

如图2所示，该应急照明装置还包括检测电路9，检测电路9的输入端与电源电路相连，其输出端与控制电路6的输入端相连，当电源电路关断或者其电压低于一定值时，控制电路就会触发驱动电路工作，由驱动电路驱动应急照明装置工作。

本实用新型通过调节电路对电池进行实时的监控，根据环境温度的变化，对其进行温度的补偿，延长应急照明装置的应急时间。

图3示出了本实用新型提供的应急照明装置的控制电路的电路图，其中控制电路包括单片机U4和外围电路组成。由开关S1、电阻R9、电阻R43以及电容C6、电阻C33组成单片机的复位电路；端子H10是向单片机内写入程序的接口；在单片机的P0.5、P0.6、P0.7引脚上还接有一个红绿双色的状态及故障显示指示灯LED1。单片机主要实现的功能：控制电池的充放电、检测交流电压以及控制应急转换、检测电池周围温度以及控制加热片加热、对电路进行自检等。

如图3、4所示，温度检测电路51包括电阻NTC、电阻R40和电阻R41，其电阻NTC的一端与单片机的P1.6脚相连，电阻R40的一端与单片机的P1.5脚相连，电阻NTC和电阻R40的另一端均与电阻R41的一端相连，电阻R41的另一端接地，其中单片机通过检测热敏电阻的阻值来算出电池周围环境的温度，温度低于设定值的时候单片机就会控制加热电路对电池进行加热，热敏电阻(NTC)与电阻R41串联接在单片机的P1.6和地之间，P1.6输出高电平，通过P1.5测量R41两端的电压，通过比较NTC和R41上的电压算出NTC在当时温度下的阻值，这样就可以得到周围环境的温度，当温度低于摄氏零度的时候，单片机就会发出控制信号控制加热电路对电池进行加热，高于10摄氏度的时候停止加热。

如图3、5所示，加热电路52包括光藕U2、双向晶闸管Q6、加热片、电阻R37、R44以及交流电，电阻R37的一端与控制电路相连，另一端与光耦U2相连，电阻R44的一端与光耦U2相连，另一端与双向晶闸管Q6的输入端相连，双向晶闸管Q6的输出端与交流电相连，其调整端与光耦U2相连，交流电与加热片相连，加热片的另一端与与双向晶管Q6的输入端相连，加热片贴附在电池的上，首先对加热片进行加热，加热片将热量传递给电池，引起电池温度的变化。根据交流电源的大小不同，单片机输出不同频率的脉冲控制加热电路进行加热，加热电路由220V/110V的交流电和双向晶闸管Q6以及加热片串联连接；需要加热时，单片机的P2.4口输出一定频率的脉冲信号给光藕，通过光藕控制双向晶闸管的打开和关断，实现对加热的控制，单片机可以通过P1.0口检测出接入的交流电是110V还是220V，根据不同的接入电压，单片机输出不同频率的脉冲控制加热电路进行加热，调节单片机输给光藕的脉冲信号的频率，使接入220V和110V电压时加热片的发热功率相近。

如图3、6所示，交流220V和110V电源作为电源电路，转换电路包括两种接入方式，交流220V的电压接在端子J1、J3之间，交流110V接在J2、J3之间，通过控制电路中的单片机的P1.0和P1.1判断接入电压的大小，转换电路还包括了防止浪涌产生的TVS管D18和电容C5。

在本实施例中，电池为铁电池。

在本实施例中，充电控制电路由稳压电路U8、电阻R10、R13、三极管Q2以及二极管D2组成，调节R10、R13阻值的大小可以设定U8输出电压的大小为8.3V，U8的输出端通过二极管D2后给两节铁电池充电，两节铁电池的标称电压为3.3V*2＝6.6V，单片机的P1.2口通过控制三极管Q2的导通与关断来改变电阻R13两端阻值，进而控制U8的输出电压，Q2关断时U8的输出电压是8.3V，Q2导通时U8的输出电压是1.3V，这样实现了通过单片机对电池充电的管理。

直流稳压电路由两个DC—DC的IC U7和U1组成，充电控制电路的输出端连接到直流稳压电路的输入端，U7输出电压为5V，为电路中的其他IC供电，U7的输出端连接U1的输入端，U1的输出端输出3.3V的电压，为单片机供电。铁电池经过二极管D10连接到直流稳压电路的输入端，在无交流电的情况下，由铁电池给单片机和各个IC供电。

驱动电路由LED驱动电路U3、电感L1，电容C9、C10、二极管D13以及反馈电阻R21组成。单片机的P2.3端口连接U3的使能端EN，当电源电路断开时单片机的P2.3输出高电平至驱动IC的使能端，使驱动IC工作，点亮应急灯，进入应急状态。因为U3的反馈电压VFB是恒定的，所以改变反馈电阻R21的大小，就可以改变流经LED灯的电流的大小，调节应急灯的亮度。

电池保护电路由电池保护ICU10、NMOS、PMOS、双MOS等组成，U10的过充检测引脚CO和过放检测引脚DO分别连接到双MOS管的GATE1、GATE2端，只有在GATE1、GATE2端都被置为高电平时双MOSFET管才能导通；电路正常工作时DO、CO均置为高电平，双MOSFET导通，电池正常充放电；当电池电压高于过充保护电压时，CO脚输出低电平至GATE1端，双MOSFET管关断，充电停止；当电池电压低于过放保护电压时，DO脚输出低电平至GATE2端，双MOSFET管关断，放电停止；当电池保护IC的过电流检测引脚VM检测的电流过大、电池短路的时候，DO脚输出低电平至GATE2端，双MOSFET管关断，停止放电。电流采样电阻R18连接到由U5、U6组成的运算放大电路的输入端，输出端经过电阻R34后与单片机的P1.7相连接，当电池的放电电流增大时，电流采样电阻两端的电压就会增大，但是为了减少损耗，电池采样电阻的阻值很小只有0.05欧姆左右，电阻R18两端的电压也就很小，很难直接测量出来，所以经过放大之后单片机就可以检测出运算放大电路输出端的电压增大，也就是电池采样电阻两端的电压增大。这样当电池放电电流过大、电池短路的时候，单片机就可以检测出来，并且输出控制信号给电池保护电路让电池停止放电，起到了保护电池的作用。

其中电池保护ICU10采用比亚迪公司生产的型号为BM220的IC。

检测电路由运算放大器U9、二极管D12以及电容、电阻组成，交流电经过电阻R26连接到运放的INT1-端，INT1+端输入一个2.5V的电平，从运放的OUT1输出的电压信号通过二极管D12之后输入给到单片机的P1.3口，当交流市电的电压降低时，运放输出的信号电压值升高。所以在交流电电压降低的时候(交流电断电相当于电压降为零)，单片机P1.3口检测到的电平值就会升高，当这个电平高于一定值时单片机就输出控制信号给LED驱动照明电路，点亮应急灯进入应急状态。

在单片机的P0.5、P0.6、P0.7引脚上接有一个红绿双色的状态及故障显示指示灯LED1，当电路出现故障时，由指示灯LED1点亮显示故障，检测结果可直观的显示，不易导致检测结果失误，可显示如下三种故障：

1、电池短路故障显示

当电池4短路时，控制电路6驱动P0.5脚输出高电平，指示灯LED1点亮。

2、电池开路故障检测检测

先由单片机输出信号使三极管Q2导通，停止对电池充电，再测量电池两端的电压，如检测不到电压说明电池开路，P0.5脚输出高电平，指示灯LED1点亮。

3、电源电路过低指示

当电源电路电压过低时，控制控制电路6驱动P0.5脚输出高电平，指示灯LED1点亮，此时应急照明装置为点亮状态。

通过单片机还可以实现应急照明装置的自检功能。自检有三种方式：上电自检、手动自检、定期自检，自检是通过单片机的软件复位来检测电路中的器件是否存在故障。上电自检是在单片机检测到有交流电接入电路时进行自检，手动自检是通过按下开关S1对单片机进行复位，定期自检是在单片机在设定的一段时间之后(比如说一个月)控制软件复位检测电路中是否存在故障。自检的项目包括电池故障检测、LED灯检测、加热器件检测。

1.电池老化检测，通过检测放电一瞬间电池两端电压的电压差以及电流采样电阻R18上电流的大小，近似算出电池内阻的大小，如果两节电池的内阻之和大于100毫欧，认为电池已经老化。

2.应急照明装置故障检测，放电时检测电池采样电阻R18上的电流，如果电流过小或为零，说明照明装置出现故障。

3.加热片及NTC故障检测，加热一定时间后测量NTC阻值的变化量，与理论计算值进行比较，如果相差较大，证明加热片或NTC片失效，加热电路出现故障。

应急照明装置状态显示如下图：

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种应急照明装置，其特征在于，所述装置包括：电源电路，转换电路，充电控制电路，直流稳压电路，控制电路，电池，电池保护电路，温度检测电路，加热电路和驱动电路，所述电源电路与所述转换电路的输入端相连，所述转换电路的输出端与所述充电控制电路的输入端相连，所述充电控制电路的输出端分别与所述直流稳压电路和所述电池的输入端相连，所述直流稳压电路的输出端与所述控制电路的输入端相连，所述电池分别与所述驱动电路和所述控制电路的输入端相连，所述控制电路输出端分别与所述电池保护电路和驱动电路相连，所述电池保护电路的输出端与所述电池输入端相连，所述温度检测电路的输入端与所述控制电路的输出端相连，其输出端与所述加热电路相连。

2、如权利要求1所述的应急照明装置，其特征在于，所述应急照明还包括：

检测电路，其输入端与所述电源电路相连，其输出端与所述控制电路的输入端相连。

3、如权利要求1所述的应急照明装置，其特征在于，所述加热电路包括：光藕、双向晶闸管、加热片、第一电阻、第二电子以及交流电，第一电阻的一端与控制电路相连，另一端与光耦相连，第二电阻的一端与光耦相连，另一端与双向晶闸管的输入端相连，双向晶闸管的输出端与交流电相连，其调整端与光耦相连，所述交流电与所述加热片相连，所述加热片的另一端与双向晶管的输入端相连，所述加热片贴附在所述电池上。

4、如权利要求1至3任一项所述的应急照明装置，其特征在于，所述电池为铁电池。

5、如权利要求1所述的应急照明装置，其特征在于，所述充电控制电路包括：

稳压电路，第三电阻、第四电阻、三极管和二极管，所述稳压电路的输入端与所述转换电路的输出端相连，所述稳压电路的输出端通过所述第三电阻与所述三极管的集电极相连，所述稳压电路的接地端通过所述第四电阻接地，所述二极管的一端与所述电池相连，其另一端与所述稳压电路的输出端相连。

6、如权利要求1所述的应急照明装置，其特征在于，所述直流稳压电路包含

第一直流转直流电路、第二直流转直流电路，所述第一直流转直流电路的输入端与所述充电控制电路的输出端相连，其输出端与所述第二直流转直流电路的输入端相连，所述第二直流转直流电路的输出端与所述控制电路的输入端相连。

7、如权利要求1所述的应急照明装置，其特征在于，所述驱动电路包括：

LED驱动电路、电感、第一电容、第二电容和第二二极管，所述控制电路的输出端与所述LED驱动电路的输入端相连，所述电感的一端与所述电池相连，另一端通过所述第二二极管与所述LED驱动电路相连，所述第一电容的一端与所述LED驱动电路相连，另一端接地，所述第二电容的一端与所述第二二极管相连，另一端接地。

8、如权利要求7所述的应急照明装置，其特征在于，所述驱动电路还包括：反馈电阻，所述反馈电阻的一端与所述LED驱动电路相连，另一端接地。

9、如权利要求1所述的应急照明装置，其特征在于，所述控制电路包括：单片机和复位电路，所述单片机与所述电池相连，所述复位电路的一端接地，另一端与所述单片机相连。

10、如权利要求1所述的应急照明装置，其特征在于，所述控制电路还包括：指示装置，所述指示装置为指示灯。