CN205979521U - 一种应急灯电源控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种应急灯电源控制系统，其分别与交流电源和应急灯蓄电池连接，并且连接于应急灯的LED灯组，所述应急灯电源控制系统包括整流滤波单元、恒流恒压供电单元、AC检测单元、停电应急供电单元及电池管理单元交流电源依次连接所述滤波整流单元、所述恒流恒压供电单元后，再与所述LED灯组连接；交流电源依次经过所述滤波整流单元、所述恒流恒压供电单元后，再经所述电池管理单元与应急灯蓄电池连接；交流电源经所述AC检测单元与所述停电应急供电单元连接，所述停电应急供电单元与所述LED灯组连接，所述停电应急供电单元还与所述应急灯蓄电池连接。本实用新型涉及照明系统领域，提供一种电路更稳定、提高电池的安全性的应急灯电源控制系统。

Description

一种应急灯电源控制系统

技术领域

本实用新型涉及照明系统领域，特别是涉及一种应急灯电源控制系统。

背景技术

应急灯作为应急照明用的灯具，经常应用于消防应急照明系统，主要起到事故应急照明、应急出口标志及指示灯等的作用。在发生火灾时，正常照明的电源被切断后，应急灯的设置可以引导被困人员疏散或者展开灭火救援行动。但在日常的检查中发现，用户在消防应急灯具的选型、安装和使用过程中存在着许多问题。因此，合理选择应急照明系统供电控制方式、接线方式，做好日常维护工作，直接影响到消防应急照明系统作用的发挥。

在传统的应急灯电路中，经常设置有电池充电电路、功能控制电路、恒流电路等，但是其组合后，时常出现应急灯电路短路或是其他不稳定的情况，亦或是电池过充过放和快速充电影响电池的使用寿命，导致应急灯使用时间缩短，增加单位或用户的维护成本。同时，在现有的应急灯电路中，电池、LED灯以及电路板为一体式设计，不方便应急灯电路中各部分的进行及时的更换。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电路更稳定、提高电池的安全性的应急灯电源控制系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种应急灯电源控制系统，其分别与交流电源和应急灯蓄电池连接，并且连接于应急灯的LED灯组，所述应急灯电源控制系统包括整流滤波单元、恒流恒压供电单元、AC检测单元、停电应急供电单元及电池管理单元；

交流电源依次连接所述滤波整流单元、所述恒流恒压供电单元后，再与所述LED灯组连接；

交流电源依次经过所述滤波整流单元、所述恒流恒压供电单元后，再经所述电池管理单元与应急灯蓄电池连接；

交流电源经所述AC检测单元与所述停电应急供电单元连接，所述停电应急供电单元与所述LED灯组连接，所述停电应急供电单元还与所述应急灯蓄电池连接；

所述恒流恒压供电单元包括变压器T1、二极管D1、二极管D2及微处理器U1，所述微处理器U1的1引脚与所述变压器T1的初级线圈的一端连接，并经过二极管D5、电阻R2与所述整流滤波单元的输入端连接，所述电阻R2的两端还并联有电容C1，所述微处理器U1的2引脚经电阻R7与所述整流滤波单元的输出端连接，所述微处理器U1的3引脚经电容C4与所述整流滤波单元的输出端连接，所述变压器T1的次级线圈经所述二极管D2与所述LED灯组的输入端连接，所述二极管D2的两端并联有二极管D1；

所述电池管理单元包括场效应管Q1，所述场效应管Q1的源极与所述LED灯组连接，所述场效应管Q1的漏极与所述应急灯蓄电池连接，所述场效应管Q1的栅极与所述停电应急供电单元连接，所述场效应管Q1的栅极与源极还并联有偏置电阻R3；

所述停电应急供电单元包括二极管D6、稳压管ZD1、三极管Q2、三极管Q3及微处理器U2，所述三极管Q2的基极与所述二极管D6的阳极连接，所述三极管Q2的发射极经电阻R4与所述微处理器U2的2引脚连接，所述三极管Q2的集电极与所述微处理器U2的1引脚连接，所述三极管Q2的集电极还经过电阻R13与所述微处理器U2的7引脚连接，所述三极管Q2的基极与发射极并联有电阻R5，所述三极管Q3的基极与所述稳压管ZD1的阳极连接，所述三极管Q3的发射极与所述微处理器U2的7引脚连接，所述三极管Q3的集电极经电阻R8与所述场效应管Q1的栅极连接，所述二极管D6的阴极与所述稳压管ZD1的阴极连接，所述二极管D6的阴极经电阻R10与AC检测单元连接，所述三极管Q3的发射极与基极并联有电阻R12，所述微处理器U2的7引脚与所述微处理器U2的8引脚连接；

所述微处理器U2的5引脚与微处理器U2的6引脚并联，所述微处理器U2的5引脚经过二极管D3与所述LED灯组连接，所述微处理器U2的5引脚还经过电感L2与所述场效应管Q1的漏极连接，所述微处理器U2的3引脚经电阻R9与电阻R11连接、所述微处理器U2的3引脚还经过电阻R9与所述LED灯组连接。

作为进一步的优选方案，所述AC检测单元包括电阻R1及电阻R6，所述电阻R1一端与所述交流电源连接，另一端经所述电阻R10与所述停电应急供电单元的输入端连接，所述电阻R6一端与所述交流电源连接，另一端与所述微处理器U2的7引脚连接。

作为进一步的优选方案，所述整流滤波单元包括整流桥D4、二极管D7及滤波电路，所述整流桥D4与所述交流电源连接，所述整流桥D4的输出端经所述二极管D7、所述滤波电路与所述恒流恒压供电单元的输入端连接。

作为进一步的优选方案，所述滤波电路包括电容C5、电感L1及电容C3，所述电容C5、所述电容C3均并联在整流桥D4的输出端，所述电感L1的一端与所述二极管D7的阴极连接，经所述电感L1的另一端与所述恒流恒压供电单元的输入端连接。

作为进一步的优选方案，所述恒流恒压供电单元还包括电容C2，所述电容C2的一端与所述二极管D1和所述二极管D2的并联端连接，另一端与所述微处理器U2的7引脚和8引脚的并联端连接。

作为进一步的优选方案，所述停电应急供电单元还包括电容C6，所述电容C6的一端与所述电阻R10连接，另一端与所述微处理器U2的7引脚连接。

作为进一步的优选方案，所述场效应管Q1为NCE3407型P沟道增强型场效应管。

作为进一步的优选方案，所述变压器T1为EE1614W变压器。

作为进一步的优选方案，所述微处理器U1为KP1051型单片机微处理芯片。

作为进一步的优选方案，所述微处理器U2为XL6001型单片机微处理芯片。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：

本实用新型公开一种应急灯系统，设置有恒流恒压供电单元、停电应急供电单元及电池管理单元等可以使该系统的电路更稳定、更安全。在该应急灯系统的恒流恒压供电单元中设有变压器T1、并联的二极管D1、二极管D2可以保证提供更稳定的直流电源给LED灯组中的LED灯，还在停电应急供电单元中设有三极管Q2、三极管Q3、二极管D6及稳压管ZD1，可以在保证停电切换的有效性的情况下，又实现简单地快速的切换，在电池管理单元中还设有场效应管Q1，可以使充满的电池实现真正无电流继续充电，防止电池过充和快充影响电池寿命，同时还可以提高电池的安全性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例应急灯电源控制系统的原理框图；

图2为本实用新型一实施例应急灯电源控制系统的电路原理图；

图3为图1的应急灯电源控制系统的LED灯组的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种应急灯电源控制系统10，其分别与交流电源100和应急灯蓄电池800连接，并且连接于应急灯的LED灯组400，应急灯电源控制系统10包括整流滤波单元200、恒流恒压供电单元300、AC检测单元700、停电应急供电单元600及电池管理单元500。

整流滤波单元200用于将交流的市电整流滤波后，为电路提供直流电；恒流恒压供电单元300用于为LED灯组400提供恒定的电压及电流；LED灯组400用于应急照明；电池管理单元500用于实现电池的充电的功能；停电应急供电单元600用于当没有交流电源100输入时，切换应急灯蓄电池800为LED灯组400提供电源；AC检测单元700用于检测是否有市电提供。

交流电源100依次连接滤波整流单元200、恒流恒压供电单元300后，再与LED灯组400连接。

交流电源100依次经过滤波整流单元200、恒流恒压供电单元300后，再经电池管理单元500与应急灯蓄电池800连接。

交流电源100经AC检测单元700与停电应急供电单元600连接，停电应急供电单元600与LED灯组400连接，停电应急供电单元600还与应急灯蓄电池800连接。

请参阅图2，恒流恒压供电单元300包括变压器T1、二极管D1、二极管D2及微处理器U1，微处理器U1的1引脚与变压器T1的初级线圈的一端连接，并经过二极管D5、电阻R2与整流滤波单元200的输入端连接，电阻R2的两端还并联有电容C1，微处理器U1的2引脚经电阻R7与整流滤波单元200的输出端连接，微处理器U1的3引脚经电容C4与整流滤波单元200的输出端连接，变压器T1的次级线圈经二极管D2与LED灯组400的输入端连接，二极管D2的两端并联有二极管D1。具体的，变压器T1为EE1614W变压器。进一步的，微处理器U1为KP1051型单片机微处理芯片。在恒流恒压供电单元300中设置有二极管D1、二极管D2并联是为了输出更稳定的电流及电压。

所述电池管理单元500包括场效应管Q1，所述场效应管Q1的源极与所述LED灯组400连接，所述场效应管Q1的漏极与所述应急灯蓄电池800连接，所述场效应管Q1的栅极与所述停电应急供电单元600连接，所述场效应管Q1的栅极与源极还并联有偏置电阻R3。

停电应急供电单元600包括二极管D6、稳压管ZD1、三极管Q2及三极管Q3，三极管Q2的基极与二极管D6的阳极连接，三极管Q2的发射极经电阻R4与微处理器U2的2引脚连接，三极管Q2的集电极与微处理器U2的1引脚连接，三极管Q2的集电极还经过电阻R13与微处理器U2的7引脚连接，三极管Q2的基极与发射极并联有电阻R5，三极管Q3的基极与稳压管ZD1的阳极连接，三极管Q3的发射极与微处理器U2的7引脚连接，三极管Q3的集电极经电阻R8与场效应管Q1的栅极连接，二极管D6的阴极与稳压管ZD1的阴极连接，二极管D6的阴极经电阻R10与AC检测单元700连接，三极管Q3的发射极与基极并联有电阻R12，微处理器U2的7引脚与微处理器U2的8引脚连接。在停电应急供电单元600中设置有二极管D6、稳压管ZD1、三极管Q2及三极管Q3是为了更合理地实现市电与电池供电的切换。

微处理器U2的5引脚与微处理器U2的6引脚并联，微处理器U2的5引脚经过二极管D3与LED灯组400连接，微处理器U2的5引脚还经过电感L2与场效应管Q1的漏极连接，微处理器U2的3引脚经电阻R9与电阻R11连接、微处理器U2的3引脚还经过电阻R9与LED灯组400连接。

具体的，场效应管Q1为NCE3407型P沟道增强型场效应管。微处理器U2为XL6001型单片机微处理芯片。在其中一个实施例中，应急灯蓄电池800与本应急灯电路为分离式设计，就是在本应急灯电路设置有一个接口直接连接应急灯蓄电池800，这样设计可以及时更换不能使用的电池，有效地保护了应急灯可以使用的部分，降低使用的成本。

在停电应急供电单元600中还设置有电阻R11，是为了实现LED灯输入功率的控制。当没有市电输入的时候，可以对电池供给LED灯的功率进行控制，减少不必要的电量浪费。

需要说明的是，AC检测单元600包括电阻R1及电阻R6，电阻R1一端与交流电源100连接，另一端经电阻R10与停电应急供电单元600的输入端连接，电阻R6一端与交流电源100连接，另一端与微处理器U2的7引脚连接。

通过所述AC检测单元700对交流电源进行实时检测，并将检测结果指令发送到停电应急供电单元600，在市电断电时，所述停电应急供电单元600接收到AC检测单元700的断电指令，控制应急灯蓄电池工作，同时也给LED灯组400中的LED提供电源。因而即使市电断电后，还能通过备用电源来供电，保护LED正常照明，使得用户在断电期间也能够继续使用LED灯。

整流滤波单元200包括整流桥D4、二极管D7及滤波电路，整流桥D4与交流电源100连接，整流桥D4的输出端经二极管D7、滤波电路与恒流恒压供电单元300的输入端连接。

滤波电路包括电容C5、电感L1及电容C3，电容C5、电容C3均并联在整流桥D4的输出端，电感L1的一端与二极管D7的阴极连接，经电感L1的另一端与恒流恒压供电单元300的输入端连接。

恒流恒压供电单元300还包括电容C2，电容C2的一端与二极管D1和二极管D2的并联端连接，另一端与微处理器U2的7引脚和8引脚的并联端连接。

停电应急供电单元600还包括电容C6，电容C6的一端与电阻R10连接，另一端与微处理器U2的7引脚连接。

请参阅图3，LED灯组400包括两个或者两个以上的发光二极管，两个或者两个以上发光二极管串联或/和并联组成LED照明灯。在此电路中，其中一个实施例是将LED灯组与应急灯电路分离式设计，即在此电路中设置一个与LED灯组连接的输入接口，当使用时，直接将LED灯组的接口插入该LED灯组的输入接口中即可。这样设计的目的是，当LED灯组中的LED灯出现烧坏、短路的情况时，可以直接更换LED等，不需要更换整个应急灯电路，可以节省用户的维护费用及使用成本。

市电经过整流桥D4将交流电转换为100-1220Hz的脉冲直流电，再经过二极管D7、电容C5、电感L1变成平滑的直流电流及电压供LED需要的电流和电压。同时，二极管D7、电容C5、电感L1也是EMI传导的抑制零件，此电路可通过传导辐射检测。

工作原理：当市电正常时，交流电流经过整流滤波单元200、恒流恒压供电单元300后，给LED灯组400提供稳定的直流电流，一部分直流电流供给LED灯组400中的LED灯正常照明，同时，还有另一部分的直流电流经过电池管理单元500的场效应管Q1为应急灯蓄电池800充电，在这里，场效应管Q1作为开关管理应急灯蓄电池800充电的开启与关闭。当应急灯蓄电池800充电充满时，场效应管Q1两端的电位达到平衡状态，这时，LED灯组将不会分流给应急灯蓄电池800，LED灯组中的LED灯全亮，此时蓄电池BT达涓流充电至场效应管Q1两端绝对平衡，应急灯蓄电池800才真正无充电电流。这样的目标是防止应急灯蓄电池800过充和快充影响应急灯蓄电池800寿命，这样也保证了电池的安全性。

如果电路或应急灯蓄电池800发生意外，应急灯蓄电池800电量太高，二极管D6和稳压管ZD1起限副作用，当超过电池安全值三极管Q3会关闭，场效应管Q1利用自身偏置电阻R3也关闭，防止电路过高电压的冲击来保护电池。

当市电停电时，微处理器U1没有电能也就停止工作，二极管D1、二极管D2即截止不导通。由于AC检测单元700中的电阻R1及电阻R6未检测到市电，电阻R1至二极管D6、稳压管ZD1的中点无电位差，使三极管Q2导通，同时，微处理器U2的使能端EN得到高电平后，立即工作，将应急灯蓄电池800电压升压至LED灯组400中LED灯的工作电压，同时，应急灯蓄电池800经停电应急供电单元600为LED照明400提供直流电源，即应急灯蓄电池800一路经电感L2及二极管D3连接LED灯组400，另一路经过电阻R11连接LED灯组400，从而实现蓄电池为LED灯供电。微处理器U2的FB接至电阻R11可控制应急灯蓄电池800供电的功率。

要说明的是，外部的控制开关可以控制微处理器U2的通断的原因是通过电阻R1、电阻R6、电阻R10、整流桥D4块形成回路控制三极管Q2截止和开通来达到控制微处理器U2的EN使能端让微处理器U2工作或者不工作。

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应急灯电源控制系统，其分别与交流电源和应急灯蓄电池连接，并且连接于应急灯的LED灯组，其特征在于，所述应急灯电源控制系统包括整流滤波单元、恒流恒压供电单元、AC检测单元、停电应急供电单元及电池管理单元；

交流电源依次连接所述滤波整流单元、所述恒流恒压供电单元后，再与所述LED灯组连接；

交流电源依次经过所述滤波整流单元、所述恒流恒压供电单元后，再经所述电池管理单元与应急灯蓄电池连接；

交流电源经所述AC检测单元与所述停电应急供电单元连接，所述停电应急供电单元与所述LED灯组连接，所述停电应急供电单元还与所述应急灯蓄电池连接；

所述恒流恒压供电单元包括变压器T1、二极管D1、二极管D2及微处理器U1，所述微处理器U1的1引脚与所述变压器T1的初级线圈的一端连接，并经过二极管D5、电阻R2与所述整流滤波单元的输入端连接，所述电阻R2的两端还并联有电容C1，所述微处理器U1的2引脚经电阻R7与所述整流滤波单元的输出端连接，所述微处理器U1的3引脚经电容C4与所述整流滤波单元的输出端连接，所述变压器T1的次级线圈经所述二极管D2与所述LED灯组的输入端连接，所述二极管D2的两端并联有二极管D1；

所述电池管理单元包括场效应管Q1，所述场效应管Q1的源极与所述LED灯组连接，所述场效应管Q1的漏极与所述应急灯蓄电池连接，所述场效应管Q1的栅极与所述停电应急供电单元连接，所述场效应管Q1的栅极与源极还并联有偏置电阻R3；

所述停电应急供电单元包括二极管D6、稳压管ZD1、三极管Q2、三极管Q3及微处理器U2，所述三极管Q2的基极与所述二极管D6的阳极连接，所述三极管Q2的发射极经电阻R4与所述微处理器U2的2引脚连接，所述三极管Q2的集电极与所述微处理器U2的1引脚连接，所述三极管Q2的集电极还经过电阻R13与所述微处理器U2的7引脚连接，所述三极管Q2的基极与发射极并联有电阻R5，所述三极管Q3的基极与所述稳压管ZD1的阳极连接，所述三极管Q3的发射极与所述微处理器U2的7引脚连接，所述三极管Q3的集电极经电阻R8与所述场效应管Q1的栅极连接，所述二极管D6的阴极与所述稳压管ZD1的阴极连接，所述二极管D6的阴极经电阻R10与AC检测单元连接，所述三极管Q3的发射极与基极并联有电阻R12，所述微处理器U2的7引脚与所述微处理器U2的8引脚连接；

所述微处理器U2的5引脚与微处理器U2的6引脚并联，所述微处理器U2的5引脚经过二极管D3与所述LED灯组连接，所述微处理器U2的5引脚还经过电感L2与所述场效应管Q1的漏极连接，所述微处理器U2的3引脚经电阻R9与电阻R11连接、所述微处理器U2的3引脚还经过电阻R9与所述LED灯组连接。

2.根据权利要求1所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述AC检测单元包括电阻R1及电阻R6，所述电阻R1一端与所述交流电源连接，另一端经所述电阻R10与所述停电应急供电单元的输入端连接，所述电阻R6一端与所述交流电源连接，另一端与所述微处理器U2的7引脚连接。

3.根据权利要求1所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述整流滤波单元包括整流桥D4、二极管D7及滤波电路，所述整流桥D4与所述交流电源连接，所述整流桥D4的输出端经所述二极管D7、所述滤波电路与所述恒流恒压供电单元的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述滤波电路包括电容C5、电感L1及电容C3，所述电容C5、所述电容C3均并联在整流桥D4的输出端，所述电感L1的一端与所述二极管D7的阴极连接，经所述电感L1的另一端与所述恒流恒压供电单元的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述恒流恒压供电单元还包括电容C2，所述电容C2的一端与所述二极管D1和所述二极管D2的并联端连接，另一端与所述微处理器U2的7引脚和8引脚的并联端连接。

6.根据权利要求1所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述停电应急供电单元还包括电容C6，所述电容C6的一端与所述电阻R10连接，另一端与所述微处理器U2的7引脚连接。

7.根据权利要求1所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述场效应管Q1为NCE3407型P沟道增强型场效应管。

8.根据权利要求1所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述变压器T1为EE1614W变压器。

9.根据权利要求1所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述微处理器U1为KP1051型单片机微处理芯片。

10.根据权利要求1所述的应急灯电源控制系统，其特征在于，所述微处理器U2为XL6001型单片机微处理芯片。