CN206180660U - 一种智能led应急驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能LED应急驱动电路，包括：电源输入模块、驱动电源、电池充电管理电路、升压恒流电路和控制电路，所述电源输入模块分别与所述驱动电源和电池充电管理电路相连接，所述电池充电管理电路分别与所述升压恒流电路和控制电路相连接，所述升压恒流电路与所述控制电路相连接，所述驱动电源和升压恒流电路分别连接至外部的LED灯具。本实用新型在市电供电正常时，驱动电源将对LED灯具供电，电池充电管理电路对应急电池充电；在市电断电时，控制电路检测到电池充电管理电路没有DC直流电输出，启动升压恒流电路利用应急电池的升压恒流对LED灯具进行应急照明，其电路结构合理，安装简单，成本较低，通用性好且工作效率高。

Description

一种智能LED应急驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种驱动电路，尤其涉及一种智能LED应急驱动电路。

背景技术

现在的LED应急电源一般包括EPS应急电源和UPS不间断电源。其中，所述EPS应急电源由充电器、逆变器、蓄电池、隔离变压器和切换开关等装置组成的一种把直流电能逆变成交流电能的应急电源，适用于允许中断供电时间为0.25S以上的负荷。所述UPS不间断电源主要以电力变流器储能装置和开关构成的保证电流连续性的静止型交流不间断电源装置，适用于允许中断时间为毫秒级的负荷；通常为工频不间断电源，在有电时采用市电的频率通过铁芯变压器对电池充电将电能转换为化学能，停电时通过电子或机械开关将电池化学能转换为电能对负荷供电。

但是EPS应急电源一般为工业级大型设备，造价高，体积大不适用于家庭和商业照明。而UPS不间断电源这种工频应急电源一般采用镍铅（NiPd）和镍氢（NiMH）电池，体积较大，笨重，并且效率较低，浪费能源，无电源管理芯片控制过充和过放，对电池损伤较大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种安装简单、成本合理、通用性好且工作效率高的智能LED应急驱动电路。

对此，本实用新型提供一种智能LED应急驱动电路，包括：电源输入模块、驱动电源、电池充电管理电路、升压恒流电路和控制电路，所述电源输入模块分别与所述驱动电源和电池充电管理电路相连接，所述电池充电管理电路分别与所述升压恒流电路和控制电路相连接，所述升压恒流电路与所述控制电路相连接，所述驱动电源和升压恒流电路分别连接至外部的LED灯具。

本实用新型的进一步改进在于，还包括继电器吸合控制电路，所述继电器吸合控制电路分别与所述控制电路和LED灯具相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述继电器吸合控制电路包括连接头P3、继电器K1、二极管D14、稳压二极管Z3、三极管Q9、电阻R47和电阻R54，所述继电器K1的一端通过连接头P3连接至所述LED灯具，所述继电器K1的另一端分别与所述二极管D14的阳极、稳压二极管Z3的阳极以及接地端相连接，所述二极管D14的阴极连接至所述三极管Q9的集电极，所述稳压二极管Z3的阴极和电阻R54的一端均连接至所述三极管Q9的基极，所述电阻R54的另一端和电阻R47的一端连接至电源端，所述电阻R47的另一端连接至所述三极管Q9的发射极。

本实用新型的进一步改进在于，还包括应急功能测试电路，所述应急功能测试电路分别与所述控制电路和LED灯具相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述控制电路包括主控芯片U4、二极管D7、二极管D8、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21和三极管Q4，所述二极管D7的阳极和二极管D8阳极均连接至高电位端，所述二极管D7的阴极通过电阻R17和电阻R21连接至三极管Q4的集电极，所述二极管D8的阴极通过电阻R18和电阻R19连接至三极管Q4的基极，所述三极管Q4的基极与所述电阻R20的一端相连接，所述三极管Q4的发射极和所述电阻R20的另一端均连接至接地端。

本实用新型的进一步改进在于，所述控制电路还包括电阻R41、电容C21、二极管D10、二极管D11、电阻R42、电阻R43、电容C22、三极管Q7、发光二极管LED和电阻R38，所述电阻R41的一端连接至高电位端，所述电阻R41的另一端通过电容C41分别连接至二极管D11的阳极和二极管D10的阴极，所述二极管D11的阴极通过电阻R42连接至所述三极管Q7的基极，所述二极管D10的阳极、电阻R43的一端和电容C22的一端分别与接地端相连接，所述电阻R43的另一端和电容C22的另一端分别连接至所述三极管Q7的基极，所述三极管Q7的集电极分别与电阻R38的一端和发光二极管LED的阳极相连接，所述电阻R38的另一端连接至低电位端，所述三极管Q7的发射极和发光二极管LED阴极连接至接地端。

本实用新型的进一步改进在于，所述控制电路还包括电阻R44、电容C24、连接头P2和电池BAT，所述电阻R44的一端和电容C24的一端均连接至电阻R17和电阻R21的中间，所述电阻R44的另一端、电容C24的另一端和连接头P2的1管脚均连接至主控芯片U4的14管脚，所述连接头P2的2管脚与电池BAT的正极相连接，所述电池BAT的负极连接至接地端。

本实用新型的进一步改进在于，所述控制电路还包括稳压二极管Z2和电阻R34，所述三极管Q4的基极连接至稳压二极管Z2的阳极，所述稳压二极管Z2的阴极通过电阻R34连接至所述继电器吸合控制电路。

本实用新型的进一步改进在于，所述电池充电管理电路包括整流滤波模块、PWM变换模块和耦合模块，所述整流滤波模块通过PWM变换模块连接至所述耦合模块，所述耦合模块与控制电路相连接。

本实用新型的进一步改进在于，还包括应急电池，所述升压恒流电路与应急电池相连接，用于将应急电池供应的电压升压后恒流输出供给所述LED灯具。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：市电供电正常时，驱动电源将对LED灯具供电，电池充电管理电路将AC交流电转换成稳定的DC直流电，并通过锂电池充电管理芯片将利用DC直流电对应急电池充电，充电指示灯指示充电过程；在市电断电时，控制电路检测到电池充电管理电路没有DC直流电输出，立即启动升压恒流电路利用应急电池的升压恒流对LED灯具进行应急照明；本实用新型电路结构合理，安装简单，成本较低，通用性好且工作效率高。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的模块结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的电池充电管理电路的电路原理图；

图3是本实用新型一种实施例的应急功能测试电路的电路原理图；

图4是本实用新型一种实施例的继电器吸合控制电路的电路原理图；

图5是本实用新型一种实施例的控制电路的电路原理图；

图6是本实用新型一种实施例的升压恒流电路的电路原理图；

图7是本实用新型一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本例提供一种智能LED应急驱动电路，包括：电源输入模块1、驱动电源2、电池充电管理电路3、升压恒流电路4和控制电路5，所述电源输入模块1分别与所述驱动电源2和电池充电管理电路3相连接，所述电池充电管理电路3分别与所述升压恒流电路4和控制电路5相连接，所述升压恒流电路4与所述控制电路5相连接，所述驱动电源2和升压恒流电路4分别连接至外部的LED灯具8。本例所述电源输入模块1用于提供市电输入，所述驱动电源2用于对LED灯具8提供驱动电源。

如图1所示，电源输入模块1的输出端分别连接至所述驱动电源2和电池充电管理电路3的输入端，所述驱动电源2的输出端连接至LED灯具8，所述电池充电管理电路3的输出端连接至升压恒流电路4的输入端，所述电池充电管理电路3和升压恒流电路4均与控制电路5双向连接。

本例所述电池充电管理电路3包括整流滤波模块、PWM变换模块和耦合模块，所述整流滤波模块通过PWM变换模块连接至所述耦合模块，所述耦合模块与控制电路5相连接。如图2所示，供电正常时，电源输入模块1的市电经过整流滤波、ＰＷＭ变换和耦合后输出14Ｖ直流电压，在控制电路5的充电管理芯片ＵＣＴ3684、集成芯片Ｑ２、二极管Ｄ５和电感Ｌ４组成的降压恒流电路将14Ｖ直流电降压对应急电池充电，应急电池优选为锂电池，将充电管理芯片ＵＣＴ3684设计为恒流恒压充电模式，保护功能齐全，非常适合多节锂电池的充电应用；还可以通过ＬＥＤ指示灯指示充电状态。

如图4所示，本例还包括继电器吸合控制电路7，所述继电器吸合控制电路7分别与所述控制电路5和LED灯具8相连接。所述继电器吸合控制电路7包括连接头P3、继电器K1、二极管D14、稳压二极管Z3、三极管Q9、电阻R47和电阻R54，所述继电器K1的一端通过连接头P3连接至所述LED灯具8，所述继电器K1的另一端分别与所述二极管D14的阳极、稳压二极管Z3的阳极以及接地端相连接，所述二极管D14的阴极连接至所述三极管Q9的集电极，所述稳压二极管Z3的阴极和电阻R54的一端均连接至所述三极管Q9的基极，所述电阻R54的另一端和电阻R47的一端连接至电源端，所述电阻R47的另一端连接至所述三极管Q9的发射极。

如图3所示，本例还包括应急功能测试电路6，所述应急功能测试电路6分别与所述控制电路5和LED灯具8相连接。

如图2和图5所示，本例所述控制电路5包括主控芯片U4、二极管D7、二极管D8、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21和三极管Q4，所述二极管D7的阳极和二极管D8阳极均连接至高电位端，所述二极管D7的阴极通过电阻R17和电阻R21连接至三极管Q4的集电极，所述二极管D8的阴极通过电阻R18和电阻R19连接至三极管Q4的基极，所述三极管Q4的基极与所述电阻R20的一端相连接，所述三极管Q4的发射极和所述电阻R20的另一端均连接至接地端。

如图2和图5所示，本例所述控制电路5还包括电阻R41、电容C21、二极管D10、二极管D11、电阻R42、电阻R43、电容C22、三极管Q7、发光二极管LED和电阻R38，所述电阻R41的一端连接至高电位端，所述电阻R41的另一端通过电容C41分别连接至二极管D11的阳极和二极管D10的阴极，所述二极管D11的阴极通过电阻R42连接至所述三极管Q7的基极，所述二极管D10的阳极、电阻R43的一端和电容C22的一端分别与接地端相连接，所述电阻R43的另一端和电容C22的另一端分别连接至所述三极管Q7的基极，所述三极管Q7的集电极分别与电阻R38的一端和发光二极管LED的阳极相连接，所述电阻R38的另一端连接至低电位端，所述三极管Q7的发射极和发光二极管LED阴极连接至接地端。

如图2和图5所示，本例所述控制电路5还包括电阻R44、电容C24、连接头P2和电池BAT，所述电阻R44的一端和电容C24的一端均连接至电阻R17和电阻R21的中间，所述电阻R44的另一端、电容C24的另一端和连接头P2的1管脚均连接至主控芯片U4的14管脚，所述连接头P2的2管脚与电池BAT的正极相连接，所述电池BAT的负极连接至接地端。所述控制电路5还包括稳压二极管Z2和电阻R34，所述三极管Q4的基极连接至稳压二极管Z2的阳极，所述稳压二极管Z2的阴极通过电阻R34连接至所述继电器吸合控制电路7。

控制电路5的工作原理如下：一、市电供电正常时图5中二极管D8导通，电阻R18、电阻R19和电阻R20分压驱动三极管Q4；三极管Q4导通后，二极管D7、电阻R17和电阻R21分压给ＭＯＳ管Q1驱动供电，由于此时MOS管Q1的栅极和源极之间的压差达不到MOS开启电压，所以锂电池不能向升压恒流电路4供电，应急电池不工作。由于图4中的VCC没有电压，所以继电器K1不工作，此时由驱动电源2对LED灯具8供电，正常照明。二、市电断电时，二极管D7和二极管D8截止，三极管Q4导通，MOS管Q1的栅极和源极之间的压差达到开启电压，锂电池给升压恒流电路4供电，图4中继电器K1吸合，此时由升压恒流电路4给LED灯具8供电，实现应急照明；此时应急输出通过电阻R34以及稳压二极管Z2驱动三极管Q4使其导通，让ＭＯＳ管Q1持续导通供电，当电池放电完成时，应急输出电压降低，导致电阻R34以及稳压二极管Z2不能导通，三极管Q4以及ＭＯＳ管Q1截止，防止电池过放电。三、图3中的测试功能是将光耦U6的K级接地，使电池充电管理电路3没有电压输出，模拟市电断电状态，实现应急功能测试，此功能开关在电源次级，相比传统的测试功能开关在初级更加安全可靠。

本例还包括应急电池，所述升压恒流电路4与应急电池相连接，用于将应急电池供应的电压升压后恒流输出供给所述LED灯具8，所述应急电池优选为锂电池，如图2和图5所示的电池BAT。

如图6所示，本例所述升压恒流电路4优选由芯片HV9912、电感L3、场效应管Q3和二极管D12组成典型的升压恒流电路，将锂电池供应的电压升压后恒流输出供给LED灯具8，提供应急照明。其工作原理如下：输出电流采样信号接至ＦＤＢＫ，电流参考信号接至ＩＲＥＦ实现闭环控制，芯片ＨＶ９９１２将会使反馈信号和ＩＲＥＦ引脚上的电压相等，如果反馈太高，即电流高于所需，场效应管Ｑ３关断，反之则场效应管Ｑ３开启。IC 11脚在芯片HV912启动期间，引脚保持低电平，一旦芯片开始工作时，该引脚被拉高，使得LED灯具接通，升压变换器向LED灯具8供电，当输出过压或者输出短路时，改引脚被拉低，场效应管Q8关断使得LED断电；通过改变ＩＣ ＲＥＦ引脚电压实现电流的线性调节，本案例通过4组分压电阻调节ＲＥＦ引脚电压改变输出电流分别实现了24Ｖ、30Ｖ、36Ｖ和42Ｖ负载的恒功率输出。

本例的整体电路原理图如图7所示，其中，电源输入模块1和驱动电源2可以采用现有技术中的电源输入模块和驱动电源；本例在市电供电正常时，驱动电源2将对LED灯具8供电，电池充电管理电路3将AC交流电转换成稳定的DC直流电，并通过锂电池充电管理芯片将利用DC直流电对应急电池充电，充电指示灯指示充电过程；在市电断电时，控制电路5检测到电池充电管理电路3没有DC直流电输出，立即启动升压恒流电路4利用应急电池的升压恒流对LED灯具8进行应急照明；本例电路结构合理，安装简单，成本较低，通用性好且工作效率高。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能LED应急驱动电路，其特征在于，包括：电源输入模块、驱动电源、电池充电管理电路、升压恒流电路和控制电路，所述电源输入模块分别与所述驱动电源和电池充电管理电路相连接，所述电池充电管理电路分别与所述升压恒流电路和控制电路相连接，所述升压恒流电路与所述控制电路相连接，所述驱动电源和升压恒流电路分别连接至外部的LED灯具。

2.根据权利要求1所述的智能LED应急驱动电路，其特征在于，还包括继电器吸合控制电路，所述继电器吸合控制电路分别与所述控制电路和LED灯具相连接。

3.根据权利要求2所述的智能LED应急驱动电路，其特征在于，所述继电器吸合控制电路包括连接头P3、继电器K1、二极管D14、稳压二极管Z3、三极管Q9、电阻R47和电阻R54，所述继电器K1的一端通过连接头P3连接至所述LED灯具，所述继电器K1的另一端分别与所述二极管D14的阳极、稳压二极管Z3的阳极以及接地端相连接，所述二极管D14的阴极连接至所述三极管Q9的集电极，所述稳压二极管Z3的阴极和电阻R54的一端均连接至所述三极管Q9的基极，所述电阻R54的另一端和电阻R47的一端连接至电源端，所述电阻R47的另一端连接至所述三极管Q9的发射极。

4.根据权利要求1所述的智能LED应急驱动电路，其特征在于，还包括应急功能测试电路，所述应急功能测试电路分别与所述控制电路和LED灯具相连接。

5.根据权利要求2或3所述的智能LED应急驱动电路，其特征在于，所述控制电路包括主控芯片U4、二极管D7、二极管D8、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21和三极管Q4，所述二极管D7的阳极和二极管D8阳极均连接至高电位端，所述二极管D7的阴极通过电阻R17和电阻R21连接至三极管Q4的集电极，所述二极管D8的阴极通过电阻R18和电阻R19连接至三极管Q4的基极，所述三极管Q4的基极与所述电阻R20的一端相连接，所述三极管Q4的发射极和所述电阻R20的另一端均连接至接地端。

6.根据权利要求5所述的智能LED应急驱动电路，其特征在于，所述控制电路还包括电阻R41、电容C21、二极管D10、二极管D11、电阻R42、电阻R43、电容C22、三极管Q7、发光二极管LED和电阻R38，所述电阻R41的一端连接至高电位端，所述电阻R41的另一端通过电容C41分别连接至二极管D11的阳极和二极管D10的阴极，所述二极管D11的阴极通过电阻R42连接至所述三极管Q7的基极，所述二极管D10的阳极、电阻R43的一端和电容C22的一端分别与接地端相连接，所述电阻R43的另一端和电容C22的另一端分别连接至所述三极管Q7的基极，所述三极管Q7的集电极分别与电阻R38的一端和发光二极管LED的阳极相连接，所述电阻R38的另一端连接至低电位端，所述三极管Q7的发射极和发光二极管LED阴极连接至接地端。

7.根据权利要求5所述的智能LED应急驱动电路，其特征在于，所述控制电路还包括稳压二极管Z2和电阻R34，所述三极管Q4的基极连接至稳压二极管Z2的阳极，所述稳压二极管Z2的阴极通过电阻R34连接至所述继电器吸合控制电路。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的智能LED应急驱动电路，其特征在于，所述电池充电管理电路包括整流滤波模块、PWM变换模块和耦合模块，所述整流滤波模块通过PWM变换模块连接至所述耦合模块，所述耦合模块与控制电路相连接。

9.根据权利要求1至4任意一项所述的智能LED应急驱动电路，其特征在于，还包括应急电池，所述升压恒流电路与应急电池相连接，用于将应急电池供应的电压升压后恒流输出供给所述LED灯具。