CN205249551U - 一种led应急球泡灯电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LED应急球泡灯电路结构，其能够可靠地实现常规照明和应急照明，功能全面。本实用新型包含与工频电源依次连接的输入整流电路和一次降压电路；所述一次降压电路的包含两路输出，一路输出上依次串联第二LED灯组和第一LED灯组，另一路输出上依次设置二次降压电路和充电控制电路；所述充电控制电路通过锂电池保护控制电路与锂电池连接；所述锂电池、开关和电源感应电路、第一LED灯组构成一个应急照明回路；所述输入整流电路通过整流桥BDG将工频电源的工频交流电压转换为脉动直流电压VRDC；所述整流桥的输出端上并联有滤波电容C1。

Description

一种LED应急球泡灯电路结构

技术领域

本实用新型涉及一种LED球泡灯，具体涉及一种LED应急球泡灯的电路结构。

背景技术

LED应急球泡灯能够实现常规照明和应急照明；由于其节能效果好，受到了消费者的喜爱；目前LED应急球泡灯的电路结构还存在一些缺陷：

1、功率因数低；

2、变压器采用互感，转换效率低；

3、电池转换成光能的效率低；

4、锂离子电池充电放电的特性不能满足；

5、锂离子电池的保护功能欠缺，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种LED应急球泡灯电路结构，其能够可靠地实现常规照明和应急照明，功能全面。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种LED应急球泡灯电路结构，包含与工频电源依次连接的输入整流电路和一次降压电路；所述一次降压电路的包含两路输出，一路输出上依次串联第二LED灯组和第一LED灯组，另一路输出上依次设置二次降压电路和充电控制电路；

所述充电控制电路通过锂电池保护控制电路与锂电池连接；所述锂电池、开关和电源感应电路、第一LED灯组构成一个应急照明回路；

所述输入整流电路通过整流桥BDG将工频电源的工频交流电压转换为脉动直流电压VRDC；所述整流桥的输出端上并联有滤波电容C1。

本实用新型的优选实施方式和进一步的改进点如下：

(1)所述一次降压电路为BUCK降压恒流控制电路；所述BUCK降压恒流控制电路包括集成电路U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、二极管D1、电感TR1；用于将脉动直流电压VRDC转换为直流电压VDC的集成电路U1的高压输入端DRN与输入整流电路的输出端连接；所述BUCK降压恒流控制电路采用BUCK拓扑电路结构的恒流电路。

进一步的是：所述BUCK降压恒流控制电路提供给第一LED灯组、第二LED灯组和锂离子电池的电流之和为恒定值；

所述电感TR1工作于准谐振模式，且输出电压高于30V；所述集成电路U1为浮地公共端，所述集成电路U1的电源供应端VDD在集成电路U1的内部取自于高压输入端DRN；

所述电阻R4和电阻R5组成电压反馈电路；所述电阻R3为电流感应电阻，所述电阻R3设置在集成电路U1的输出端口与电感TR1之间的电路上；所述集成电路U1的电源供应端VDD上连接有滤波和去耦电容C2；所述电容C3为滤波电容，所述二极管D1为续流二极管。

(2)所述开关和电源感应电路包含感应电路；感应电路的两路输入分别连接在工频电源的ACL端和ACN端；感应电路的两路输入上还分别设置电阻R1和电阻R2；所述感应电路的输出端与三极管Q1连接；三极管Q1的集电极连接至第一LED灯组和第二LED灯组之间的电路上；所述三极管Q1的发射极与所述锂离子电池的正极连接，三极管Q1的发射极与锂离子电池正极之间的电路上设置有电阻R6。

进一步的是：所述二次降压电路为降压控制电路；所述降压控制电路包含集成电路U2、电感TR2、电容C4和二极管D4；所述电感TR2为储能和滤波电感，所述二极管D4为续流二极管，所述电容C4为输出滤波电容；所述集成电路U2的输入端VCC的极限电压大于40V。

更进一步的是：所述BUCK降压恒流控制电路的集成电路U1和降压控制电路的集成电路U2均工作于准谐振模式。

进一步的是：所述充电控制电路包含集成电路U3和电阻R7组成；所述集成电路U3为单节锂电池恒流恒压线性充电集成电路；所述充电控制电路分别与锂离子电池的正极和负极连接；所述集成电路U3采用SOT23-5封装。

更进一步的是：所述锂电池保护控制电路包含采用SOT23-5封装的集成电路U4。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型公开的一种LED应急球泡灯电路结构，包含与工频电源依次连接的输入整流电路和一次降压电路；所述一次降压电路的包含两路输出，一路输出上依次串联第二LED灯组和第一LED灯组，另一路输出上依次设置二次降压电路和充电控制电路；一次降压电路用于为锂电池充电和LED灯组照明提供合适电压；二次降压电路用于进一步将电压调整成为锂电池充电的规格，充电控制电路和二次降压电路分开设置，便于实现更细化和全面的充电过程；

本实用新型的所述充电控制电路通过锂电池保护控制电路与锂电池连接；所述锂电池、开关和电源感应电路、第一LED灯组构成一个应急照明回路；本实用新型通过锂电池保护控制电路实现对锂电池的保护，延长使用寿命；本实用新型包含两个LED灯组，两个同时点亮为常规照明，能够实现高亮度照明；当外部电源切断，锂电池通过应急照明回路点亮第一LED灯组提供应急照明；设置合理，能够非常妥当的完成常规照明和应急照明，也有助于应急照明持续更长的时间。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1-输入整流电路，2-BUCK降压恒流控制电路，3-降压控制电路，4-充电控制电路，5-锂电池保护控制电路，6-开关和电源感应电路，7-第一LED灯组，8-第二LED灯组，9-锂离子电池。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

如图1所示，其示出了本实用新型的具体实施方式；本实用新型公开的一种LED应急球泡灯电路结构，包含与工频电源依次连接的输入整流电路和一次降压电路；所述一次降压电路的包含两路输出，一路输出上依次串联第二LED灯组和第一LED灯组，另一路输出上依次设置二次降压电路和充电控制电路；所述充电控制电路通过锂电池保护控制电路与锂电池连接；所述锂电池、开关和电源感应电路、第一LED灯组构成一个应急照明回路；所述输入整流电路通过整流桥BDG将工频电源的工频交流电压转换为脉动直流电压VRDC；所述整流桥的输出端上并联有滤波电容C1。

优选的，如图所示：所述一次降压电路为BUCK降压恒流控制电路；所述BUCK降压恒流控制电路包括集成电路U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、二极管D1、电感TR1；用于将脉动直流电压VRDC转换为直流电压VDC的集成电路U1的高压输入端DRN与输入整流电路的输出端连接；所述BUCK降压恒流控制电路采用BUCK拓扑电路结构的恒流电路。

优选的，如图所示：所述BUCK降压恒流控制电路提供给第一LED灯组、第二LED灯组和锂离子电池的电流之和为恒定值；所述电感TR1工作于准谐振模式，且输出电压高于30V；所述集成电路U1为浮地公共端，所述集成电路U1的电源供应端VDD在集成电路U1的内部取自于高压输入端DRN；所述电阻R4和电阻R5组成电压反馈电路；所述电阻R3为电流感应电阻，所述电阻R3设置在集成电路U1的输出端口与电感TR1之间的电路上；所述集成电路U1的电源供应端VDD上连接有滤波和去耦电容C2；所述电容C3为滤波电容，所述二极管D1为续流二极管。

优选的，如图所示：所述开关和电源感应电路包含感应电路；感应电路的两路输入分别连接在工频电源的ACL端和ACN端；感应电路的两路输入上还分别设置电阻R1和电阻R2；所述感应电路的输出端与三极管Q1连接；三极管Q1的集电极连接至第一LED灯组和第二LED灯组之间的电路上；所述三极管Q1的发射极与所述锂离子电池的正极连接，三极管Q1的发射极与锂离子电池正极之间的电路上设置有电阻R6。

优选的，如图所示：所述二次降压电路为降压控制电路；所述降压控制电路包含集成电路U2、电感TR2、电容C4和二极管D4；所述电感TR2为储能和滤波电感，所述二极管D4为续流二极管，所述电容C4为输出滤波电容；所述集成电路U2的输入端VCC的极限电压大于40V。

优选的，如图所示：所述BUCK降压恒流控制电路的集成电路U1和降压控制电路的集成电路U2均工作于准谐振模式。

优选的，如图所示：所述充电控制电路包含集成电路U3和电阻R7组成；所述集成电路U3为单节锂电池恒流恒压线性充电集成电路；所述充电控制电路分别与锂离子电池的正极和负极连接；所述集成电路U3采用SOT23-5封装。

优选的，如图所示：所述锂电池保护控制电路包含采用SOT23-5封装的集成电路U4。

本实用新型公开的一种LED应急球泡灯电路结构的各个电路的具体功能如下：

-输入整流电路1：主要由整流电桥BDG和电容C1组成；整流电桥BDG将交流工频电压转换为脉动直流电压VRDC，C1用以滤除高频电压、降低电磁干扰；

-BUCK降压恒流控制电路2：包括集成电路U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、二极管D1、电感TR1等器件。本部分电路，通过集成电路U1的控制，将脉动直流电压VRDC转换为直流电压VDC，最终为第一LED灯组7、第二LED灯组8和锂离子电池9充电提供直流电源。本部分电路，为高功率因数的BUCK拓扑电路结构的恒流电路，提供给第一LED灯组7、第二LED灯组8和锂离子电池9的电流之和为恒定。电感TR1工作于准谐振模式，且输出电压高于30V，电源转换效率超过95％。集成电路U1为浮地公共端，电源供应端VDD在U1的内部取自于高压输入端DRN。集成电路U1还具有输出开路短路保护、过温保护和过温降功率等功能。电阻R4和电阻R5构成电压反馈电路，用来限制输出电压。R3是电流感应电阻，用来感应输出电流的大小。C2是集成电路U1电源端的滤波和去耦电容。C3是滤波电容，滤除高频和低频电压，输出恒流的直流电压。D1是续流二极管；

-降压控制电路3：输出5V稳定直流电压，为锂离子电池9进行充电提供电力，主要由集成电路U2、电感TR2、电容C4和二极管D4等组成。集成电路U2工作于准谐振模式，电源转换效率超过95％，集成电路U2还具备齐全的保护功能。TR2为储能和滤波电感，D4是续流二极管，C4为输出滤波电容；

-充电控制电路4：产生和控制锂离子电池9的充电电流和充电状态，主要由集成电路U3和电阻R7组成。U3是一款完整的单节锂电池恒流恒压线性充电集成电路；

-锂电池保护控制电路5：确保锂离子电池9长使用寿命和安全；

-开关和电源感应电路6：控制第一LED灯组7、第二LED灯组8和锂离子电池9的工作状态；

-第一LED灯组7；

-第二LED灯组8；

-单节锂离子电池9。

综上所述，本实用新型公开的一种LED应急球泡灯电路结构，共计包含如下九个部分：

输入整流电路1、BUCK降压恒流控制电路2、降压控制电路3、充电控制电路4、锂电池保护控制电路5、开关和电源感应电路6、第一LED灯组7、第二LED灯组8、锂离子电池9。

所述输入整流电路1通过整流桥BDG将工频交流电压转换为脉动直流电压VRDC；

所述BUCK降压恒流控制电路2，通过集成电路U1的控制，将脉动直流电压VRDC转换为二路恒定电流的低压直流电VDC，其中一路适合第一LED灯组7和第二LED灯组8处于最佳工作状态，另外一路为锂离子电池9进行充电。本实用新型的BUCK降压恒流控制电路2为高功率因数的BUCK拓扑电路结构的恒流电路。本实用新型的BUCK降压恒流控制电路2的电感TR1工作于准谐振模式，且输出电压高于30V，所以极大地提高了电源转换效率，电源转换效率达到95％以上。本BUCK降压恒流控制电路2的控制集成电路U1为浮地公共端，为后继控制电路提供了极大的便利(易于控制，易于IC选型，极大降低成本)，且增强了适应输出短路的能力。控制集成电路U1的电源供应端VDD，在U1的内部，直接取自于高压输入端DRN，省去了外接降压电阻，更是省去了一个整流二极管。控制集成电路U1还具有很多特点，例如：U1过温而降低输出电流、输出开路短路保护、过温保护等功能；

所述降压控制电路3产生稳定的5V输出电压，为锂离子电池9进行充电以及提供充电集成电路U3的电力。其中的集成电路U2的VCC的极限电压超过40V。集成电路U2工作于准谐振模式，电源转换效率超过95％。第二LED灯组8处于工作状态，降压控制电路3也处于工作状态，一旦锂离子电池9充电完毕，集成电路U2处于间歇低频工作状态，只消耗很小的电力；

所述充电控制电路4产生和控制锂离子电池9的充电电流和充电状态。其中的集成电路U3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；

所述锂电池保护控制电路5防止锂离子电池9受到下列情况损害，确保锂离子电池9长使用寿命(500个充放电循环)和安全：过冲、过放、输出过流、输出短路、电池反接、过温。集成电路U4采用SOT23-5封装，还具有电池零电压充电功能；

如图所示，所述开关和电源感应电路6控制第一LED灯组7、第二LED灯组8和锂离子电池9的工作状态。当ACL和ACN两端加上正常工频电源时，Q1截止断开，BUCK降压恒流控制电路工作，第一LED灯组7和第二LED灯组8处于恒流工作状态，降压控制电路3和充电控制电路4处于工作状态，锂离子电池9处于非放电状态。当ACL和ACN两端没有工频电源电压，且没有形成回路时，Q1截止断开，锂离子电池9不能正常工作，第一LED灯组7和第二LED灯组8也不能工作。当ACL和ACN两端没有工频电源电压，且形成回路时，Q1开通连接，锂离子电池9处于放电状态，第一LED灯组7正常工作，第二LED灯组8不能工作；

所述第一LED灯组7是仅仅并联的LED组合，端电压为单颗LED的电压，一般为2.7V～3.7V，适用于一节锂离子电池9直接供电；

所述LED灯组8是即串又并的LED组合；

所述锂离子电池9，及时提供电源供应，额定电压为3.6V～3.7V。

本实用新型为了提高效率、降低成本、充分满足锂离子电池9的充电特性，将充电控制电路分成两个部分，第一个部分是降压控制电路3，第二个部分是充电控制电路4。

上述具体实施例使得本实用新型具备了如下优点：

1、为了提高效率、降低成本、充分满足锂离子电池9的充电特性，将充电控制电路分成两个部分，第一个部分是降压控制电路3，第二个部分是充电控制电路4；

2、高功率因数、低总谐波；

3、变压器采用非隔离自感，高转换效率；

4、电池转换成光能的效率高；

5、满足锂离子电池充电放电的所有特性。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (8)

1.一种LED应急球泡灯电路结构，其特征在于：包含与工频电源依次连接的输入整流电路和一次降压电路；所述一次降压电路的包含两路输出，一路输出上依次串联第二LED灯组和第一LED灯组，另一路输出上依次设置二次降压电路和充电控制电路；

所述充电控制电路通过锂电池保护控制电路与锂电池连接；所述锂电池、开关和电源感应电路、第一LED灯组构成一个应急照明回路；

所述输入整流电路通过整流桥BDG将工频电源的工频交流电压转换为脉动直流电压VRDC；所述整流桥的输出端上并联有滤波电容C1。

2.如权利要求1所述的一种LED应急球泡灯电路结构，其特征在于：所述一次降压电路为BUCK降压恒流控制电路；所述BUCK降压恒流控制电路包括集成电路U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2、电容C3、二极管D1、电感TR1；用于将脉动直流电压VRDC转换为直流电压VDC的集成电路U1的高压输入端DRN与输入整流电路的输出端连接；所述BUCK降压恒流控制电路采用BUCK拓扑电路结构的恒流电路。

3.如权利要求2所述的一种LED应急球泡灯电路结构，其特征在于：所述BUCK降压恒流控制电路提供给第一LED灯组、第二LED灯组和锂离子电池的电流之和为恒定值；

所述电感TR1工作于准谐振模式，且输出电压高于30V；所述集成电路U1为浮地公共端，所述集成电路U1的电源供应端VDD在集成电路U1的内部取自于高压输入端DRN；

所述电阻R4和电阻R5组成电压反馈电路；所述电阻R3为电流感应电阻，所述电阻R3设置在集成电路U1的输出端口与电感TR1之间的电路上；所述集成电路U1的电源供应端VDD上连接有滤波和去耦电容C2；所述电容C3为滤波电容，所述二极管D1为续流二极管。

4.如权利要求1所述的一种LED应急球泡灯电路结构，其特征在于：所述开关和电源感应电路包含感应电路；感应电路的两路输入分别连接在工频电源的ACL端和ACN端；感应电路的两路输入上还分别设置电阻R1和电阻R2；所述感应电路的输出端与三极管Q1连接；三极管Q1的集电极连接至第一LED灯组和第二LED灯组之间的电路上；所述三极管Q1的发射极与所述锂离子电池的正极连接，三极管Q1的发射极与锂离子电池正极之间的电路上设置有电阻R6。

5.如权利要求2所述的一种LED应急球泡灯电路结构，其特征在于：所述二次降压电路为降压控制电路；所述降压控制电路包含集成电路U2、电感TR2、电容C4和二极管D4；所述电感TR2为储能和滤波电感，所述二极管D4为续流二极管，所述电容C4为输出滤波电容；所述集成电路U2的输入端VCC的极限电压大于40V。

6.如权利要求5所述的一种LED应急球泡灯电路结构，其特征在于：所述BUCK降压恒流控制电路的集成电路U1和降压控制电路的集成电路U2均工作于准谐振模式。

7.如权利要求2所述的一种LED应急球泡灯电路结构，其特征在于：所述充电控制电路包含集成电路U3和电阻R7组成；所述集成电路U3为单节锂电池恒流恒压线性充电集成电路；所述充电控制电路分别与锂离子电池的正极和负极连接；所述集成电路U3采用SOT23-5封装。

8.如权利要求7所述的一种LED应急球泡灯电路结构，其特征在于：所述锂电池保护控制电路包含采用SOT23-5封装的集成电路U4。