CN208210394U - 断电后可续航的智能供电电路及其智能感应灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了断电后可续航的智能供电电路及其智能感应灯，属于智能感应灯领域；解决了市电切断后无法正常使用的问题，其技术方案要点是，包括备用电源、用于检测市电的供电情况的市电检测电路以及相应于市电检测电路以将备用电源切入或断开对负载供电的切换电路；当市电检测电路检测到市电切断时，切换电路切入备用电源以对负载供电；反之，切换电路断开备用电源以对负载供电，本实用新型能够完成对市电供电与备用电源供电的切换，对市电进行检测，一旦出现断电的情况，则切入至备用电源供电，避免负载无法正常工作而给人们的生活带来不便。

Description

断电后可续航的智能供电电路及其智能感应灯

技术领域

本实用新型涉及感应灯，特别涉及断电后可续航的智能供电电路及其智能感应灯。

背景技术

感应灯就是一种通过感应模块自动控制光源点亮的一种新型智能照明产品，采用进口技术MCU电路设计而成，主动式红外线工作方式，可自动开启照明,人离开后可自动延时关闭，杜绝能源的人为浪费，延长电器使用寿命且集节能、方便保安于一体之功能。

目前的感应灯的供电方式比较单一：直流供电或者是交流转直流供电方式，一旦市电出现断电就会导致感应灯无法正常工作，给人们的生活以及工作带来不便。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种断电后可续航的智能供电电路，能够实现市电与备用电源之间的自由切换。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种断电后可续航的智能供电电路，包括连接于负载且用于对负载供电的备用电源、用于检测市电的供电情况并输出市电检测信号的市电检测电路以及耦接于市电检测电路且响应于市电检测信号以将备用电源切入或断开对负载供电的切换电路；当市电检测电路检测到市电切断时，所述切换电路切入备用电源以对负载供电；反之，所述切换电路断开备用电源以对负载供电。

采用上述方案，根据市电检测电路对市电进行检测，一旦发现市电切断的时候，则通过切换电路来将备用电源切入以实现对负载提供电能，避免负载由于市电切断而无法正常运行，给人们的生活以及工作带来不便，整个过程都自动实现切换，无需人为的操作，使得操作更加便捷。

作为优选，所述市电检测电路包括串联于市电中的第一分压电阻与第二分压电阻，所述第一分压电阻与第二分压电阻之间的连接节点以输出市电检测信号。

采用上述方案，通过第一分压电阻与第二分压电阻的设置以将市电是否提供电能转换为电信号进行传输，即在市电提供电能时，使得两个分压电阻之间的连接节点以输出高电平的市电检测信号，而市电切断时，使得两个分压电阻之间的连接节点以输出低电平的市电检测信号。

作为优选，所述备用电源与负载之间还设置有对备用电源所输出的电源进行升压的升压电路。

采用上述方案，升压电路以将备用电源的所输出的供电电压提升至负载所需要的电压。

作为优选，所述备用电源的供电端与市电的供电端AC之间还设有用于防止市电检测电路误检测的防误检测电路。

采用上述方案，由于市电、备用电源对负载提供的电能的输入端均为同一端，将市电切换至备用电源之后，市电检测电路容易将备用电源所提供的电压误检测为市电所提供的电压，从而造成备用电源切断供电，导致负载无法正常使用，所以通过防误检测电路有效的避免出现误检测的情况，保证市电检测电路仅仅检测市电的情况，而不会受到备用电源的影响。

作为优选，还包括在切换至市电供电或备用电源供电过程中以延时负载关闭的延时电路。

采用上述方案，在切换过程中存在短暂的断电过程，故通过所预设的延时电路以保证负载在切换的短暂时间内仍然处于正常工作状态，保证负载工作的稳定性。

本实用新型的第二目的是提供一种智能感应灯，保证在有人员出现且处于晚上的时候才控制启动，更加节能，且在市电断电时能自动切换至备用电源供电。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种智能感应灯，包括上述的断电后可续航的智能供电电路。

采用上述方案，将断电后可续航的智能供电电路应用到智能感应灯上，保证智能感应灯能够在断电之后继续正常工作，避免对人们的工作与生活产生影响。

作为优选，还包括用于检测是否有人员并输出人员检测信号的人员检测电路、耦接于人员检测电路且响应于人员检测信号以控制智能感应灯启闭的控制电路；当有人员检测电路检测到有人员时，所述控制电路控制智能感应灯启动。

采用上述方案，通过人员检测电路来对是否有人进行感应，仅仅只有当有人经过的时候才通过控制电路来启动感应灯，避免无人保持常亮而造成电能的浪费，更加节能。

作为优选，还包括用于检测外界光照强度并输出光线检测信号至控制电路的光线检测电路，当光线检测信号小于控制电路所预设的光线基准值信号且人员检测电路检测到有人员时，所述控制电路控制智能感应灯启动。

采用上述方案，由于在白天无需启动感应灯，故通过光线检测电路来对外界的光照强度进行检测，只有在光线检测信号小于所预设的光线基准值信号，同时，有人员经过的时候，控制电路才会启动智能感应灯，进一步实现节能，避免在一些非必要的情况下启动该智能感应灯。

作为优选，所述人员检测电路包括热释电红外传感器，所述热释电红外传感器的三脚接入电源，一脚接地，二脚输出人员检测信号。

采用上述方案，本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉，抗干扰性强；探测器安装在推荐的使用高度，对探测范围内地面上的小动物，一般不产生报警；一般手机电磁干扰不会引起误报；探测器在正常灵敏度的范围内，受3米外H4卤素灯透过玻璃照射，不产生报警；红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大，红外线热释电传感器对于径向移动反应最不敏感，而对于横切方向（即与半径垂直的方向）移动则最为敏感，在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。

作为优选，所述光线检测电路包括光敏三极管以及第三分压电阻，所述光敏三极管的发射极串接于第三分压电阻后接地，集电极连接于电源；所述光敏三极管的发射极与第三分压电阻的连接处输出光线检测信号。

采用上述方案，当具有光敏特性的PN结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于β倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二极管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、能够完成对市电供电与备用电源供电的切换，对市电进行检测，一旦出现断电的情况，则切入至备用电源供电，避免负载无法正常工作而给人们的生活带来不便；

2、保证在有人且晚上的时候才启动智能感应灯，更加节能。

附图说明

图1为市电供电的电路原理图；

图2为市电与备用电源相互切换供电的电路原理图；

图3为智能感应灯中方式一的控制电路原理图；

图4为智能感应灯中方式二的控制电路原理图；

图5为电管理电路的电路原理图。

图中：1、整流降压电路；11、整流单元；12、降压单元；21、市电检测电路；22、切换电路；23、升压电路；24、防误检测电路；25、延时电路；26、电压提供电路；31、人员检测电路；32、光线检测电路；33、控制电路；34、比较单元；35、逻辑门单元；36、驱动单元；41、电管理电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：由于很多用电设备的额定电压都不同，无法直接接入市电，所以在接入市电之后需要进行整流降压处理，故在接入市电之后设置对应的整流降压电路1。如图1所示，整流降压电路1包括整流单元11与降压单元12，整流单元11优选采用型号为MB6S的整流桥，降压单元12包括变压器以及电源管理芯片，电源管理芯片优选采用SM7505，通过变压器对完成将市电降压至所需的电压值，并通过电源管理芯片以及外围电路来调整输出的电压值。

具体电路连接关系如图1所示，MB6S整流桥的一脚与二脚连接于市电，三脚与四脚之间连接有电解电容E1且四脚接地，变压器的一次侧N1上连接有的一端连接于电解电容E1，另一端连接于电源管理芯片的8脚与7脚，且电源管理芯片的8脚与7脚相互连接；电源管理芯片的1脚连接于电解电容E1的另一端，通过电源管理芯片来调整输出电压，并保持输出电压的恒定。电容E3与电阻R6相互并联，且并联的一端连接于变压器的二次侧N2的一端，另一端连接于变压器的二次侧N2的另一端且同时接地，二极管D3的串接于变压器的二次侧N2与电容E3之间，二极管D3与电阻R6之间的连接节点输出市电的供电端AC；变压器的三次侧N3的一端接地，另一端依次串联于电阻R3与电阻R4后接地，电阻R3与电阻R4之间的连接节点以输出通过变压器的三次侧N3所感应获得的电压信号至电源管理芯片的2脚；电源管理芯片的3脚连接于电容C2之后接地；二极管D2、电阻R2以及电容E2依次串联后并接于变压器的三次侧N3的两端，且电阻R2与电容之间的连接处连接于电源管理芯片的4脚；电源管理芯片的1脚连接一个电阻R5后连接于电容E1与接地之间；电源管理芯片的5脚与6脚接地。

工作原理如下：

将市电接入后通过型号为MB6S的整流桥整流、电解电容E1滤波得到一个很大的直流电，直流电经过变压器的一次侧N1时，即变压器的一次侧N1侧存在变化的电流，通过感应使得变压器二次侧N2侧以及变压器三次侧N3均产生感应电流、感应电压。

电源管理芯片上电时，电源管理芯片内部的MOS管导通，1脚检测变压器的一次侧N1上的电流进行短路保护，调整电阻R5的大小可调整电流，2脚检测通过变压器的三次侧N3所获得的感应电压，并经电阻R4和电阻R3分压后，将产生的电压信号同电源管理芯片内部所预设的基准电压做比较，并通过信号处理后得到放大的误差信号，通过误差信号控制PWM的开关频率来控制MOS管的导通和截止，从而调整输出电压，使得输出电压保持恒定。通过电容C1、二极管D1和电阻R1构成吸收电路，吸收电源管理芯片内部MOS管关断时产生的尖峰。

在市电出现断电时，就会导致负载无法正常工作，故设置断电后可续航的智能供电电路，实现在市电断开后能够自动通过备用电源来供电的功能。

如图2所示，断电后可续航的智能供电电路，包括连接于负载且用于对负载供电的备用电源、用于检测市电的供电情况并输出市电检测信号的市电检测电路21以及耦接于市电检测电路21且响应于市电检测信号以将备用电源切入或断开对负载供电的切换电路22；当市电检测电路21检测到市电切断时，切换电路22切入备用电源以对负载供电；反之，切换电路22断开备用电源以对负载供电。

市电检测电路21包括串联于市电中的第一分压电阻R13与第二分压电阻R14，第一分压电阻R13与第二分压电阻R14之间的连接节点以输出市电检测信号。

切换电路22包括开关元件，开关元件的受控端连接于市电检测电路21的输出点以接收市电检测信号，开关元件连接于备用电源与负载的电源端之间以控制备用电源或市电接入负载的电源端。开关元件可以为三极管、MOS场效应管、晶闸管等；本实施例中优选采用，P沟道耗尽型MOS管；PMOS管的栅极连接于第一分压电阻R13与第二分压电阻R14之间的连接节点，源级连接于备用电源的供电端VB+，漏极连接于负载的电源端。在市电处于供电状态时，市电检测电路21的输出端输出一个高电平的市电检测信号至PMOS管的栅极，PMOS管处于断开状态，即此时不通过备用电源提供电源；当市电切断时， 市电检测电路21的输出端输出一个低电平的市电检测信号至PMOS管的栅极，PMOS管导通，以使得备用电源开始提供电源。

备用电源的供电端VB+与负载之间还设置有对备用电源所输出的电源进行升压的升压电路23。升压电路23包括型号为ETA1036的升压芯片、电感L1、电容C6、电容C7以及电容C8，具体电路如图2所示，升压芯片的一脚输出升压后的电压；二脚接地；三脚、四脚与五脚均连接于PMOS管的源级；电感L1串接于PMOS管的源级，电感L1位于四脚的连接点与五脚的连接点之间；电容C6的一端连接于PMOS管的源级与电感L1的连接处，另一端接地；电容C7的一端连接于一脚，另一端连接于电感L1；电容C8连接于一脚，另一端接地。

工作原理如下：当PMOS管导通时，升压芯片的EN脚接入一个高电平，实现使能，升压芯片内部通过PWM控制内部MOS管的导通或者截止，PWM调节占空比实现对MOS管的电流的调节，使升压芯片的OUT脚稳定输出5V。电感L1的第一个作用是抑制电流突变，能够有效的保护负载，避免突变的电流对负载造成不必要的影响；第二个作用是储能，基于储能的作用，以达到升压的功能；当PMOS管导通后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当PMOS管断开后电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后通过电容C7与电容C8滤波后得到平滑的直流电压提供给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能的叠加后形成的，所以输出电压比输入电压高，实现升压的效果。

由于负载的电源端仅仅只有一个接口，故市电与备用电源均接入电源端，而通过市电检测电路21对市电的通断进行检测过程中，容易被备用电源提供的电源干扰。所以在备用电源的供电端VB+与市电的供电端AC之间还设有用于防止市电检测电路21误检测的防误检测电路24。如图2所示，防误检测电路24包括二极管D4，二极管D4的阳极连接于市电电压的输出端，阴极连接于负载的电源端，且市电检测电路21的检测点连接于市电电压的输出端与二极管D4的阳极之间，基于二极管D4的导通特性，有效避免备用电源对市电检测的影响。

在切换过程中存在短暂的断电过程，为了保证负载在切换的短暂时间内仍然处于正常工作状态，保证负载工作的稳定性，所以智能供电电路还设置有在切换至市电供电或备用电源供电过程中以延时负载关闭的延时电路25。如图2所示，延时电路25优选采用电容C10，电容C10的一端连接于二极管D4的阴极，另一端接地；使得在通过市电供电的过程中，对电容C10进行充电，一旦出现市电断线的情况下，电容C10首先进行放电以提供负载运行的电能，直至备用电源后续启动以提供电能。

具体工作过程如下：

当处于市电供电时，市电检测电路21检测到所处的状态，即输出高电平的市电检测信号，PMOS管处于断开状态，即不需要通过备用电源进行供电；一旦市电处于切断状态，市电检测电路21检测到所处的状态，即输出低电平的市电检测信号，PMOS管导通，并通过升压电路23升压至负载所需的电压后给负载供电。

实施例二，一种智能感应灯，如图1至3所示，包括实施例一中的断电后可续航的智能供电电路、用于检测是否有人员并输出人员检测信号的人员检测电路31、耦接于人员检测电路31且响应于人员检测信号以控制智能感应灯启闭的控制电路33；当有人员检测电路31检测到有人员时，控制电路33控制智能感应灯启动，实在当有人出现的时候智能感应灯启动。

为了方便提供控制电路33等电源，故智能供电电路还包括电压提供电路26，如图2所示，电压提供电路26包括三端稳压器及其外围电路，三端稳压器的VIN端连接于二极管D4的阴极，VOUT端输出电源VCC；外围电路包括电容C11、电容C12以及电容C13；电容C11的一端连接于VIN端与二极管D4的阴极之间，电容C11的另一端接地；电容C12与电容C13相互并联后的一端连接于VOUT端，另一端接地。

如图3所示，由于在白天无需启动感应灯，所以需要对外界的光照强度进行检测以判断是否处于白天，故智能感应灯还包括用于检测外界光照强度并输出光线检测信号至控制电路33的光线检测电路32，当光线检测信号小于控制电路33所预设的光线基准值信号且人员检测电路31检测到有人员时，控制电路33控制智能感应灯启动，进一步实现节能，避免在一些非必要的情况下启动该智能感应灯。

如图3所示，人员检测电路31包括热释电红外传感器，热释电红外传感器的三脚接入电源，一脚接地，二脚输出人员检测信号。

如图3所示，光线检测电路32包括光敏三极管CDS以及第三分压电阻R18，光敏三极管CDS的发射极串接于第三分压电阻R18后接地，集电极连接于电源；光敏三极管CDS的发射极与第三分压电阻R18的连接处输出光线检测信号。

控制电路33可以通过单片机来实现，也可以通过模拟电路来实现。

方式一，采用单片机。

如图3所示，控制电路33包括单片机以及驱动单元36。

单片机优选采用型号AS08X，单片机的一脚接入电源VCC，二脚连接于热释电红外传感器的二脚以接收人员检测信号，三脚连接于连接一个电容C15后接地，五脚连接于备用电源的充电管理电路41，六脚接地，八脚连接于电阻R19后接入电源VCC，电阻R20与电容C16相互并联后的一端接地，另一端连接于电阻R19与八脚之间的连接节点，九脚输出控制信号至驱动单元36以控制智能感应灯启闭。单片机预设有光线基准值信号，将光线检测电路32所检测到光线检测信号与光线基准值信号进行比较。

驱动单元36包括NPN型的三极管Q2，三极管Q2的基极连接一个电阻R21后来连接于单片机的九脚以接收控制信号，三极管Q2的发射极接地，集电极连接于智能感应灯的供电回路，如图2所示。

具体工作过程如下：

若光线检测信号小于光线基准值信号且人员检测电路31检测到有人员时，则输出高电平的控制信号至三极管Q2的基极，三极管Q2导通，使得智能感应灯的供电回路导通，实现启动智能感应灯的功能。

方式二，若控制电路33通过模拟电路来实现。

如图4所示，控制电路33包括预设有光线基准值信号且耦接于光线检测电路32以将光线检测信号与光线基准值信号相互比较并输出比较信号的比较单元34、响应于人员检测信号与比较信号并输出逻辑门信号的逻辑门单元35以及响应于逻辑门信号以控制智能感应灯启闭的驱动电路。

比较单元34优选采用LM393A型号的比较器，比较器的反相端与光线检测电路32的输出端连接以接收光线检测信号，光线检测电路32的电路结构与方式一中的相同，同相端连接有预设的光线基准值信号，光线基准值信号通过电阻R11与电阻R12设置，将检测到的光线检测信号与光线基准值信号相互比较，并输出比较信号，当光线检测信号大于光线基准值信号，输出低电平的比较信号，当光线检测信号小于光线基准值信号，输出高电平的比较信号。

逻辑门单元35优选采用与门，与门的两个输入端分别连接于热释电红外传感器的二脚以及光线检测电路32的输出端。

驱动单元36包括NPN型的三极管Q2，三极管Q2的基极连接一个电阻R21后来连接于单片机的九脚以接收控制信号，三极管Q2的发射极接地，集电极连接于智能感应灯的供电回路，如图2中所示。

具体工作过程如下：

若光线检测信号小于光线基准值信号且人员检测电路31检测到有人员时，则输出高电平的控制信号至三极管Q2的基极，三极管Q2导通，使得智能感应灯的供电回路导通，实现启动智能感应灯的功能。

为了方便备用电源的重复实用，故将备用电源优选设置为充电宝，即可循环重复充电供电，当在市电供电时直接对备用电源进行充电，当市电断电时，则直接通过备用电源进行供电。

智能感应灯还包括充电管理电路41。

如图5所示，充电管理电路41包括型号为ME4057的充电管理芯片以及指示单元。充电管理芯片的一脚接地；二脚连接电阻R7后接地；三脚接地；四脚连接于市电的供电端AC，电阻R6连接于市电的供电端AC与四脚之间，电容C4的一端连接于四脚与电阻R6的连接处，电容C4的另一端接地，电容C3的一端连接于电容C4与电阻R6的连接处，电容C3的另一端连接于市电的供电端AC；五脚输出备用电源电压；八脚连接一个电阻R8后连接市电的供电端AC；指示单元包括绿色LED指示灯以及红色LED指示灯，绿色LED指示灯的一端连接于市电供电端，另一端连接电阻R9后连接于七脚，红色LED指示灯的一端连接于市电供电端，另一端连接电阻R10后连接于六脚。当电池充满电时，绿色LED指示灯点亮以表示电池充满电；当电池正在充电时，红色LED指示灯点亮以表示电池正在充电。

当市电进来后通过AC/DC转换后，通过市电的供电端AC输出电压，该电压通过芯片ME4057对电芯进行充电，该芯片可实时监测电芯电压，当电芯电压达到预设值时，就会切断充电回路。此外对电芯充电电流可通过芯片的外围管脚进行设置。

Claims (10)

1.一种断电后可续航的智能供电电路，其特征是：包括连接于负载且用于对负载供电的备用电源、用于检测市电的供电情况并输出市电检测信号的市电检测电路（21）以及耦接于市电检测电路（21）且响应于市电检测信号以将备用电源切入或断开对负载供电的切换电路（22）；当市电检测电路（21）检测到市电切断时，所述切换电路（22）切入备用电源以对负载供电；反之，所述切换电路（22）断开备用电源以对负载供电。

2.根据权利要求1所述的断电后可续航的智能供电电路，其特征是：所述市电检测电路（21）包括串联于市电中的第一分压电阻与第二分压电阻，所述第一分压电阻与第二分压电阻之间的连接节点以输出市电检测信号。

3.根据权利要求1所述的断电后可续航的智能供电电路，其特征是：所述备用电源与负载之间还设置有对备用电源所输出的电源进行升压的升压电路（23）。

4.根据权利要求3所述的断电后可续航的智能供电电路，其特征是：所述备用电源的供电端与市电的供电端AC之间还设有用于防止市电检测电路（21）误检测的防误检测电路（24）。

5.根据权利要求1所述的断电后可续航的智能供电电路，其特征是：还包括在切换至市电供电或备用电源供电过程中以延时负载关闭的延时电路（25）。

6.一种智能感应灯，其特征是：包括权利要求1至5任意一项所述的断电后可续航的智能供电电路。

7.根据权利要求6所述的智能感应灯，其特征是：还包括用于检测是否有人员并输出人员检测信号的人员检测电路（31）、耦接于人员检测电路（31）且响应于人员检测信号以控制智能感应灯启闭的控制电路（33）；当有人员检测电路（31）检测到有人员时，所述控制电路（33）控制智能感应灯启动。

8.根据权利要求7所述的智能感应灯，其特征是：还包括用于检测外界光照强度并输出光线检测信号至控制电路（33）的光线检测电路（32），当光线检测信号小于控制电路（33）所预设的光线基准值信号且人员检测电路（31）检测到有人员时，所述控制电路（33）控制智能感应灯启动。

9.根据权利要求7所述的智能感应灯，其特征是：所述人员检测电路（31）包括热释电红外传感器，所述热释电红外传感器的三脚接入电源，一脚接地，二脚输出人员检测信号。

10.根据权利要求8所述的智能感应灯，其特征是：所述光线检测电路（32）包括光敏三极管以及第三分压电阻，所述光敏三极管的发射极串接于第三分压电阻后接地，集电极连接于电源；所述光敏三极管的发射极与第三分压电阻的连接处输出光线检测信号。