CN205082003U - 一种应急灯逆变电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应急灯逆变电源；包括输入整流滤波单元，及与输入整流滤波单元输出端电连接的保护单元，及与保护单元电连接的逆变单元；所述输入整流滤波单元包括桥式整流器、电解电容、电阻和发光二极管；所述保护单元由充电保护电路、过放电保护电路和自动切换互锁电路构成；所述逆变单元包括高频变压器、MOSFET管、电池组和振荡电路。本实用新型的应急灯逆变电源，电路简单，成本低，保护电路齐全，可靠性高且具有较好的通用性。

Description

一种应急灯逆变电源

技术领域

本实用新型涉及一种电源，特别涉及一种应急灯逆变电源，属于应急照明电源领域及节能技术领域。

背景技术

建筑内的应急照明既要满足消防的要求，保证其可靠性，同时又要灵活、方便、经济实用，在人员安全的前提下降低业主的投资，另外目前应急灯行业正逐渐淘汰老的光源，采用非常节能环保长寿命的LED光源；因此应急灯的逆变电源的设计也面临新的考验，更新换代节奏很快，目前市面上的逆变电源产品有的只适合白炽灯、荧光灯光源；有的是专门针对LED光源设计；无法通用；有的逆变器电源为节省成本、各种保护电路设计不周全，降低了产品的可靠性；总之，目前应急灯逆变电源领域，成本高、通用性差、可靠性低仍是要急需解决的主要问题。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本实用新型提出了一种应急灯逆变电源，可配不同功率的白炽灯、荧光灯，也可和不同功率的LED驱动电源配合使用；采用可控式的接线方法，使用灵活方便。

（二）技术方案

本实用新型的应急灯逆变电源，包括输入整流滤波单元，及与输入整流滤波单元输出端电连接的保护单元，及与保护单元电连接的逆变单元；所述输入整流滤波单元包括桥式整流器、电解电容、电阻和发光二极管；所述保护单元由充电保护电路、过放电保护电路和自动切换互锁电路构成；所述逆变单元包括高频变压器、MOSFET管、电池组和振荡电路。

进一步地，所述输入整流滤波单元的输入端通过第一插座和第一保险丝与市电连接；所述桥式整流器的输出端并联有第二电容；所述发光二极管与第三电阻串联后与第二电容并联。

进一步地，所述保护单元包括第一MOSFET管、第二至第四三极管、第六三极管、第四至第十三电阻和运算放大器；所述第四三极管的集电极与发射极并联有一按键，所述运算放大器的第一引脚与第二、第三三极管的基极电连接，其第二引脚与第五、第七、第十电阻电连接，其第三引脚与第五引脚电连接，且与第八电阻的一端电连接，其第六引脚与第六、第九电阻电连接，其第七引脚与第一MOSFET管的栅极电连接，其第八引脚与第八、第十三电阻电连接；所述第四电阻的一端与第四三极管的基极、第三三极管的集电极和第六三极管的集电极电连接，另一端电连接有第二二极管的负极；所述第十一电阻的一端与第二二极管的正极相连，另一端与第十二电阻和第六三极管的基极电连接；所述第五、第十二电阻、第二、第三、第六三极管的发射极、第一MOSFET管的源极和运算放大器的第四引脚共地；所述第一MOSFET管的漏极与第六电阻相连接；所述第四三极管的发射极电连接有继电器。

进一步地，所述振荡电路由NE555芯片及电阻、电容和二极管组成；所述NE555芯片的第三引脚通过第二十电阻与第五MOSFET管的栅极连接；所述第五MOSFET管的源极电连接有第四电容和第十五电阻，其漏极与高频变压器和第十四电阻电连接；所述高频变压器的主绕组端电连接有第三电容；所述第三电容并联有第二保险丝；所述第二保险丝通过第二插座与电池组连接；所述NE555芯片的第八引脚与继电器的线圈端电连接；所述高频变压器的副绕组端电连接有第八、第九电容和第二十三电阻；所述第八电容和第二十三电阻电连接后与继电器的常开触点连接；所述继电器的常闭触点一端通过第一插座与应急灯电连接，另一端通过第一插座和开关与市电连接。

再进一步地，所述充电保护电路包括第二二极管、第二保险丝、第一MOSFET管、运算放大器及第六、第八、第九及第十三电阻。

再进一步地，所述过放电保护电路由第二至第四三极管、第二保险丝、第一MOSFET管、运算放大器及第五、第七、第八、第十电阻组成。

再进一步地，所述自动切换互锁电路包括第四、第六三极管、第二二极管、继电器及第四、第十一、第十二电阻。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型的应急灯逆变电源，电路简单，由常用电子器件设计而成，元件数量少，无需编软件，无特殊器件，成本低；保护电路齐全，含有充电保护电路，过放电保护电路，自动切换互锁电路，可靠性高；具有较好的通用性，配不同功率的白炽灯、荧光灯，也可和不同功率的LED驱动电源配合使用，通过修改一两个电阻参数，即可调整保护电路参数、逆变单元的输出功率及容量。

附图说明

图1是本实用新型的输入整流滤波单元电路原理图；

图2是本实用新型的逆变单元电路原理图；

图3是本实用新型的保护单元电路原理图；

图4是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型应急灯逆变电源，包括输入整流滤波单元，及与输入整流滤波单元输出端电连接的保护单元，及与保护单元电连接的逆变单元；所述输入整流滤波单元包括桥式整流器D1、电解电容、电阻和发光二极管；所述保护单元由充电保护电路、过放电保护电路和自动切换互锁电路构成；所述逆变单元包括高频变压器T1、MOSFET管、电池组M和振荡电路。

所述输入整流滤波单元的输入端通过第一插座CN1和第一保险丝F1与市电连接；所述桥式整流器D1的输出端并联有第二电容C2；所述发光二极管LED1与第三电阻R3串联后与第二电容C2并联。

所述保护单元包括第一MOSFET管Q1、第二至第四三极管Q2~Q4、第六三极管Q6、第四至第十三电阻R4~R13和运算放大器U1；所述第四三极管Q4的集电极与发射极并联有一按键S1，所述运算放大器U1的第一引脚与第二、第三三极管Q2、Q3的基极电连接，其第二引脚与第五、第七、第十电阻R5、R7、R10电连接，其第三引脚与第五引脚电连接，且与第八电阻R8的一端电连接，其第六引脚与第六、第九电阻R6、R9电连接，其第七引脚与第一MOSFET管Q1的栅极电连接，其第八引脚与第八、第十三电阻R8、R13电连接；所述第四电阻R4的一端与第四三极管Q4的基极、第三三极管Q3的集电极和第六三极管Q6的集电极电连接，另一端电连接有第二二极管D2的负极；所述第十一电阻R11的一端与第二二极管D2的正极相连，另一端与第十二电阻R12和第六三极管Q6的基极电连接；所述第五、第十二电阻R5、R12、第二、第三、第六三极管Q2、Q3、Q6的发射极、第一MOSFET管Q1的源极和运算放大器U1的第四引脚共地；所述第一MOSFET管Q1的漏极与第六电阻R6相连接；所述第四三极管Q4的发射极电连接有继电器RL。

所述振荡电路由NE555芯片U2及电阻、电容和二极管组成；所述NE555芯片U2的第三引脚通过第二十电阻R20与第五MOSFET管Q5的栅极连接；所述第五MOSFET管Q5的源极电连接有第四电容C4和第十五电阻R15，其漏极与高频变压器T1和第十四电阻R14电连接；所述高频变压器T1的主绕组端电连接有第三电容C3；所述第三电容C3并联有第二保险丝F2；所述第二保险丝F2通过第二插座CN2与电池组M连接；所述NE555芯片U2的第八引脚与继电器RL的线圈端电连接；所述高频变压器T1的副绕组端电连接有第八、第九电容C8、C9和第二十三电阻R23；所述第八电容C8和第二十三电阻R23电连接后与继电器RL的常开触点连接；所述继电器RL的常闭触点一端通过第一插座CN1与应急灯LM电连接，另一端通过第一插座CN1和开关K1与市电连接。

所述充电保护电路包括第二二极管D2、第二保险丝F2、第一MOSFET管Q1、运算放大器U1及第六、第八、第九及第十三电阻R6、R8、R9、R13。

所述过放电保护电路由第二至第四三极管Q2~Q4、第二保险丝F2、第一MOSFET管Q1、运算放大器U1及第五、第七、第八、第十电阻R5、R7、R8、R10组成。

所述自动切换互锁电路包括第四、第六三极管Q4、Q6、第二二极管D2、继电器RL及第四、第十一、第十二电阻R4、R11、R12。

本实用新型的应急灯逆变电源的工作原理：其中，逆变单元的工作原理：由振荡电路产生30KHZ的脉冲，控制第五MOSFET管通断，使电池组的直流电变成周期的脉动波形，通过高频变压器转换成所需的交流电压，经第二十三电阻、第八电容和第九电容滤波后，给应急灯供电；

充电保护电路的工作原理：由输入整流滤波单元将市电经整流滤波后输出直流电，直流电的正极通过二极管和第十三电阻至运算放大器的第八引脚，提供运算放大器的工作电压；经第八电阻到运算放大器的第三引脚，运算放大器内部产生的2.5V基准电压送到运算放大器的第五引脚即正相输入端，此时若电池组电压不超过13.5V，运算放大器的第六引脚电压低于第五引脚电压，运算放大器的第七引脚输出高电平使第一MOSFET管导通；直流电的正极经第二二极管、第二保险丝、第二插座连接于电池组正极，电池组的负极经第二插座、第一MOSFET管返回输入直流电的负极，形成充电回路；电池组会一直保持正常的充电状态；当电池组电压高于13.5V的时候运算放大器的第六引脚电平高于第五引脚，那么运算放大器的第七引脚输出低电平使第一MOSFET开关管关断，切断充电回路停止充电，达到过充电保护的目的；

过放电保护电路的工作原理：只要电池组电量足够，由电池组作为逆变单元的输入电源，直接给逆变单元供电，此时逆变单元的正极输入端经第四电阻到第四三极管的基极端，第四三极管导通，第四三极管发射极端有正电压VCC，VCC直接给逆变单元的振荡电路供电，此时振荡电路启动，逆变单元正常工作可输出交流电；电池组放电其电压逐渐下降，只要电池组电压不低于保护值，电池组一直保持正常的工作状态；当电池组放电持续直至电池组电压降至10.6V以下时，运算放大器的第二引脚电平低于第三引脚电平，此时运算放大器的第一引脚输出高电平使第三三极管导通，第三三极管拉低第四三极管基极端电压使第四三极管截止，无VCC供电给振荡电路，逆变单元停止工作，进入放电保护状态；另外此时第二三极管也导通，使得第七电阻就与第五电阻并联，电池组电压必须经充电回升到12.6V以上才能使运算放大器的第一引脚输出低电平，第三三极管关断，第四三极管的基极端电压升高使第四三极管导通，此时有VCC电压给振荡电路供电，逆变单元恢复正常；

自动切换互锁电路的工作原理：有市电时，市电经输入整流滤波单元产生直流电，直流电经第十一电阻，使第六三极管基极电压足够高，第六三极管导通，从而拉低第四三极管基极电压，第四三极管被关断自锁，此时电池组不能通过第四三极管产生VCC，给逆变单元的振荡电路供电，逆变单元无法工作；同时因第四三极管的发射极与继电器的线圈电连接，继电器线圈无电也无法动作，此时市电经继电器的常闭触点给应急灯供电；无市电时，不能产生直流电，则第六三极管截止，此时电池组经第四电阻给第四三极管基极供电，使第四三极管导通，有VCC供电给逆变单元的振荡电路，逆变单元开始工作；同时因第四三极管的发射极与继电器的线圈电连接，继电器线圈通电，继电器动作，常开触点闭合，常闭触点断开，市电被继电器的常闭触点断开，而高频变压器的副绕组端与继电器的常开触点通过第八电容和第二十三电阻连接，此时通过逆变单元的输出交流电给应急灯供电；

可通过改变第六电阻或第九电阻的阻值，调整充电保护电路中的充电保护电压；可通过改变第五电阻、第七电阻和第十电阻的阻值，调整过放电保护电路的过放电保护电压值及恢复电压值。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (7)

1.一种应急灯逆变电源，其特征在于：包括输入整流滤波单元，及与输入整流滤波单元输出端电连接的保护单元，及与保护单元电连接的逆变单元；所述输入整流滤波单元包括桥式整流器、电解电容、电阻和发光二极管；所述保护单元由充电保护电路、过放电保护电路和自动切换互锁电路构成；所述逆变单元包括高频变压器、MOSFET管、电池组和振荡电路。

2.根据权利要求1所示的应急灯逆变电源，其特征在于：所述输入整流滤波单元的输入端通过第一插座和第一保险丝与市电连接；所述桥式整流器的输出端并联有第二电容；所述发光二极管与第三电阻串联后与第二电容并联。

3.根据权利要求1所示的应急灯逆变电源，其特征在于：所述保护单元包括第一MOSFET管、第二至第四三极管、第六三极管、第四至第十三电阻和运算放大器；所述第四三极管的集电极与发射极并联有一按键，所述运算放大器的第一引脚与第二、第三三极管的基极电连接，其第二引脚与第五、第七、第十电阻电连接，其第三引脚与第五引脚电连接，且与第八电阻的一端电连接，其第六引脚与第六、第九电阻电连接，其第七引脚与第一MOSFET管的栅极电连接，其第八引脚与第八、第十三电阻电连接；所述第四电阻的一端与第四三极管的基极、第三三极管的集电极和第六三极管的集电极电连接，另一端电连接有第二二极管的负极；所述第十一电阻的一端与第二二极管的正极相连，另一端与第十二电阻和第六三极管的基极电连接；所述第五、第十二电阻、第二、第三、第六三极管的发射极、第一MOSFET管的源极和运算放大器的第四引脚共地；所述第一MOSFET管的漏极与第六电阻相连接；所述第四三极管的发射极电连接有继电器。

4.根据权利要求1所示的应急灯逆变电源，其特征在于：所述振荡电路由NE555芯片及电阻、电容和二极管组成；所述NE555芯片的第三引脚通过第二十电阻与第五MOSFET管的栅极连接；所述第五MOSFET管的源极电连接有第四电容和第十五电阻，其漏极与高频变压器和第十四电阻电连接；所述高频变压器的主绕组端电连接有第三电容；所述第三电容并联有第二保险丝；所述第二保险丝通过第二插座与电池组连接；所述NE555芯片的第八引脚与继电器的线圈端电连接；所述高频变压器的副绕组端电连接有第八、第九电容和第二十三电阻；所述第八电容和第二十三电阻电连接后与继电器的常开触点连接；所述继电器的常闭触点一端通过第一插座与应急灯电连接，另一端通过第一插座和开关与市电连接。

5.根据权利要求1或3所示的应急灯逆变电源，其特征在于：所述充电保护电路包括第二二极管、第二保险丝、第一MOSFET管、运算放大器及第六、第八、第九及第十三电阻。

6.根据权利要求1或3所示的应急灯逆变电源，其特征在于：所述过放电保护电路由第二至第四三极管、第二保险丝、第一MOSFET管、运算放大器及第五、第七、第八、第十电阻组成。

7.根据权利要求1或3所示的应急灯逆变电源，其特征在于：所述自动切换互锁电路包括第四、第六三极管、第二二极管、继电器及第四、第十一、第十二电阻。