CN208523030U - 一种双色温调节应急灯电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双色温调节应急灯电路，包括电源接口、电压转换电路、交流启动检测电路、主控电路、应急启动电路、色温控制电路、控制开关、储电电路、驱动电路以及LED接口，主控电路分别与交流启动检测电路、应急启动电路、储电电路、色温控制电路进行电连接，电源接口通过控制开关与电压转换电路进行电连接，电压转换电路分别与驱动电路、储电电路电连接，储电电路与应急启动电路电连接，LED接口分别与色温控制电路、应急启动电路、驱动电路电连接。本实用新型能在停电时自动启动应急灯，同时能通过控制开关对应急灯进行色温调节。

Description

一种双色温调节应急灯电路

技术领域

本实用新型涉及灯具控制领域，特别涉及一种双色温调节应急灯电路。

背景技术

应急灯是应急照明用的灯具的总称，目前国内使用的应急照明系统以自带电源独立控制型为主，正常电源接自普通照明供电回路中，平时对应急灯蓄电池充电，当正常电源切断时，蓄电池自动供电。这种形式的应急灯每个灯具内部都有变压、稳压、充电、逆变、蓄电池等大量的电子元器件，应急灯在使用、检修、故障时电池均需充放电。

大部分照明光源所发出的光皆通称为白光，故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度，以量化光源的光色表现。光源的色温不同，带给用户的感觉也会有所不同，比如色温在3000K以下的光会有稳重的气氛以及温暖的感觉；色温在3000--5000K为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000K以上则会有冷的感觉，而目前的应急灯存在着无法调节色温的问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双色温调节应急灯电路，能够调节应急灯的色温。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种双色温调节应急灯电路，包括电源接口、电压转换电路、交流启动检测电路、主控电路、应急启动电路、色温控制电路、控制开关、储电电路、驱动电路以及LED接口，所述主控电路分别与交流启动检测电路、应急启动电路、储电电路、色温控制电路进行电连接，所述电源接口通过所述控制开关与电压转换电路进行电连接，所述电压转换电路分别与驱动电路、储电电路电连接，所述储电电路与所述应急启动电路电连接，所述LED接口分别与色温控制电路、应急启动电路、驱动电路电连接，所述LED接口用于接入带有至少两种色温的LED组件。

进一步的，所述电源接口包括第一接口与第二接口，所述第一接口上电连接有限流保护电路，所述限流保护电路与所述电压转换电路电连接，所述第二接口与控制开关电连接。

进一步的，所述限流保护电路与所述电压转换电路之间还电连接有防浪涌电路，所述防浪涌电路用于瞬间过压保护。

进一步的，还包括控制开关与所述主控电路之间还电连接有应急启动和色温调节检测电路，所述应急启动和色温调节检测电路用于检测应急灯是否启动以及LED组件是否需要调节色温。

进一步的，所述储电电路包括电池充电电源电路、电池充电管理电路、电池保护电路以及锂电池组件，所述电压转换电路与电池充电电源电路电连接，所述电池充电电源电路与交流启动检测电路、电池充电管理电路电连接，所述电池充电管理电路与电池保护电路电连接，所述电池保护电路与锂电池组件电连接，所述锂电池组件与所述主控电路电连接。

进一步的，所述主控电路包括单片机芯片，所述单片机芯片包括正电压脚、负电压脚、第一传输引脚、第二传输引脚、第三传输引脚以及第四传输引脚，所述储电电路与所述正电压脚电连接，所述交流启动检测电路与第一传输引脚电连接，所述应急启动电路与第二传输引脚电连接，所述色温控制电路分别与第三传输引脚、第四传输引脚电连接。

进一步的，所述LED接口包括LED电源接口以及LED色温接口，所述色温控制电路包括半功率色温控制芯片，所述半功率色温控制芯片上的两个输入引脚分别与单片机芯片上的第三传输引脚、第四传输引脚电连接，所述半功率色温控制芯片上的输出引脚与LED色温接口电连接。

进一步的，所述交流启动检测电路包括第一三极管，所述第一三极管的基极电连接直流电压，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第一传输引脚电连接。

进一步的，所述电压转换电路包括整流桥、滤波电容、开关电源IC以及开关变压器，所述整流桥包括两个交流输入脚、一个正极脚以及一个负极脚，所述电源接口与交流输入脚电连接，所述滤波电容电连接在正极脚与负极脚之间，所述滤波电容的正极与开关变压器电连接，所述开关变压器与开关电源IC电连接，所述开关变压器的输出端在流经整流二极管之后输出直流电压。

进一步的，所述单片机芯片包括驱动电压引脚，所述应急启动电路包括场效应管，所述场效应管的栅极与所述驱动电压引脚电连接，所述场效应管的漏极与储电电路电连接，所述场效应管的源极与LED接口电连接，所述场效应管的漏极与栅极之间电连接有一电阻。

本实用新型的有益效果在于：通过电源接口接入交流电压，通过电压转换电路将交流电压转换为直流电压，通过驱动电路以驱动LED组件进行照明；通过控制开关接收用户的色温调节操作，通过主控电路处理色温调节操作，并控制色温控制电路对LED组件的色温进行调节；通过交流启动检测电路来检测交流输入信号，在无交流电输入时，主控电路控制应急启动电路，以使得储电电路能为LED组件提供电压，从而使LED组件在停电时依旧能进行照明。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例的一种双色温调节应急灯电路的框架示意图；

图2所示为本实用新型实施例的直流稳压开关电源电路和应急启动和色温调节检测电路电连接的电路示意图；

图3所示为本实用新型实施例的主控电路和色温控制电路电连接的电路示意图；

图4所示为本实用新型实施例的应急启动电路的电路示意图；

图5所示为本实用新型实施例的电池充电管理电路的电路示意图；

图6所示为本实用新型实施例的电池保护电路和锂电池组件电连接的电路示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：主控电路上连接有交流启动检测电路、应急启动电路、储电电路、色温控制电路，即在应急灯电路的基础上集成色温调节电路。

请参照图1至图6所示，本实用新型的一种双色温调节应急灯电路，包括电源接口、电压转换电路、交流启动检测电路、主控电路、应急启动电路、色温控制电路、控制开关、储电电路、驱动电路以及LED接口，所述主控电路分别与交流启动检测电路、应急启动电路、储电电路、色温控制电路进行电连接，所述电源接口通过所述控制开关与电压转换电路进行电连接，所述电压转换电路分别与驱动电路、储电电路电连接，所述储电电路与所述应急启动电路电连接，所述LED接口分别与色温控制电路、应急启动电路、驱动电路电连接，所述LED接口用于接入带有至少两种色温的LED组件。

对于本实用新型来说，当电源接口上接入交流电压，经过电压转换电路变为直流电压，直流电压通过驱动电路传输至LED接口，以供LED组件进行应急照明。当交流启动检测电路检测到无交流电输入时，主控电路控制应急启动电路以联通储电电路与LED组件之间的连接。由于LED接口接入至少两种色温的LED组件时，由控制开关来响应用户的色温调节操作，主控电路通过色温控制电路来调节两种色温的LED组件的驱动电流比例来实现色温调节。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过电源接口接入交流电压，通过电压转换电路将交流电压转换为直流电压，通过驱动电路以驱动LED组件进行照明；通过控制开关接收用户的色温调节操作，通过主控电路处理色温调节操作，并控制色温控制电路对LED组件的色温进行调节；通过交流启动检测电路来检测交流输入信号，在无交流电输入时，主控电路控制应急启动电路，以使得储电电路能为LED组件提供电压，从而使LED组件在停电时依旧能进行照明。

进一步的，所述电源接口包括第一接口与第二接口，所述第一接口上电连接有限流保护电路，所述限流保护电路与所述电压转换电路电连接，所述第二接口与控制开关电连接。

从上述描述可知，通过限流保护电路在电流过大时能自动切断电流，从而保护电路的安全运行。

进一步的，所述限流保护电路与所述电压转换电路之间还电连接有防浪涌电路，所述防浪涌电路用于瞬间过压保护。

从上述描述可知，通过防浪涌电路来起到瞬间过压保护的作用，从而保护电路的安全运行。

进一步的，还包括控制开关与所述主控电路之间还电连接有应急启动和色温调节检测电路，所述应急启动和色温调节检测电路用于检测应急灯是否启动以及LED组件是否需要调节色温。

从上述描述可知，通过应急启动和色温调节检测电路，以形成闭环控制，使得对电路的控制更加准确。

进一步的，所述储电电路包括电池充电电源电路、电池充电管理电路、电池保护电路以及锂电池组件，所述电压转换电路与电池充电电源电路电连接，所述电池充电电源电路与交流启动检测电路、电池充电管理电路电连接，所述电池充电管理电路与电池保护电路电连接，所述电池保护电路与锂电池组件电连接，所述锂电池组件与所述主控电路电连接。

从上述描述可知，通过锂电池进行存储电能，使得锂电池在停电时能作为应急电源使用，以保证应急灯的持续工作。

进一步的，所述主控电路包括单片机芯片，所述单片机芯片包括正电压脚、负电压脚、第一传输引脚、第二传输引脚、第三传输引脚以及第四传输引脚，所述储电电路与所述正电压脚电连接，所述交流启动检测电路与第一传输引脚电连接，所述应急启动电路与第二传输引脚电连接，所述色温控制电路分别与第三传输引脚、第四传输引脚电连接。

从上述描述可知，单片机芯片的正电压脚与储电电路电连接，无论是市电还是停电时，单片机芯片都能正常工作。

进一步的，所述LED接口包括LED电源接口以及LED色温接口，所述色温控制电路包括半功率色温控制芯片，所述半功率色温控制芯片上的两个输入引脚分别与单片机芯片上的第三传输引脚、第四传输引脚电连接，所述半功率色温控制芯片上的输出引脚与LED色温接口电连接。

从上述描述可知，半功率色温控制芯片使得色温在切换的过程中，输出功率保持一致。

进一步的，所述交流启动检测电路包括第一三极管，所述第一三极管的基极电连接直流电压，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第一传输引脚电连接。

从上述描述可知，三极管的基极电连接直流电压，在正常供电时，基极电压为直流电压，位于集电极上的第一传输引脚直接接地，若停电时，基极电压为0，位于集电极上的第一传输引脚处于悬空，单片机芯片根据接地还是悬空来判断是否有交流电压输入。

进一步的，所述电压转换电路包括整流桥、滤波电容、开关电源IC以及开关变压器，所述整流桥包括两个交流输入脚、一个正极脚以及一个负极脚，所述电源接口与交流输入脚电连接，所述滤波电容电连接在正极脚与负极脚之间，所述滤波电容的正极与开关变压器电连接，所述开关变压器与开关电源IC电连接，所述开关变压器的输出端在流经整流二极管之后输出直流电压。

从上述描述可知，由整流桥、滤波电容、开关电源IC以及开关变压器构成一个直流稳压开关电源电路，以提供稳定的直流电压。

进一步的，所述单片机芯片包括驱动电压引脚，所述应急启动电路包括场效应管，所述场效应管的栅极与所述驱动电压引脚电连接，所述场效应管的漏极与储电电路电连接，所述场效应管的源极与LED接口电连接，所述场效应管的漏极与栅极之间电连接有一电阻。

从上述描述可知，单片机芯片通过驱动电压引脚发出控制信号，以控制场效应管上栅极的电压变化，从而在停电时，使得场效应管导通，电流从漏极流向源极，从而驱动LED组件。

请参照图1至图6所示，本实用新型的实施例一为：

一种双色温调节应急灯电路，包括电源接口、控制开关、限流保护电路、防浪涌电路、驱动电路、电压转换电路、电池充电电源电路、电池充电管理电路、电池保护电路、锂电池组件、应急启动和色温调节检测电路、交流启动检测电路、主控电路、应急启动电路、色温控制电路以及LED接口，其中，通过电源接口接入交流电，通过LED接口接入LED组件，本实施例中的LED组件包括第一LED组件以及第二LED组件，第一LED组件为高色温LED芯片，第二LED组件为低色温LED芯片，其中各电路的连接关系参照图1所示。

如图2所示，为本实施例的直流稳压开关电源电路和应急启动和色温调节检测电路的电路示意图，其中，直流稳压开关电源电路包括电源接口P1及P2、保险丝F1、控制开关SW1、压敏电阻RV1、整流桥BD1、滤波电容CE1、开关电源IC1以及开关变压器TR1，电源接口P1电连接保险丝F1，保险丝F1电连接在整流桥的3脚上，电源接口P2电连接控制开关SW1，控制开关SW1电连接在整流桥的1脚上，其中，整流桥的1脚和3脚之间电连接有压敏电阻RV1，整流桥的4脚与滤波电容CE1的负极进行电连接后接地，整流桥的2脚与滤波电容CE1的正极电连接。开关电源IC1采用BP3102系列的电源开关芯片，共有八个引脚，其实1脚VDD为芯片电压，8脚GND接地，2脚FB上电连接有电阻R1、RE1、R5，用于LED输出电压检测，3脚与7脚NC为悬空，4脚CS上电连接取样电阻RS1、RS2，用于输出电流检测，开关电源IC1内置有开关管，用于振荡信号，使得输入的直流信号变成有一定占空比的波形，从而通过5脚和6脚输出到开关变压器TR1的2脚上，之后通过开关变压器TR1的9脚和10脚输出，开关变压器TR1的10脚输出的交流信号，在经过二极管D1A的整流和电容C2A的滤波之后得到+5V电压，开关变压器TR1的9脚输出的交流信号经过二极管DE1、DE2、DE3、电阻RE2、RE3、电容C4、C2之后得到LED+电压，用于与LED接口DZI相电连接的LED组件照明。

由上可知，保险丝F1作为限流保护电路，在电流过大时自动熔断以保护电路。压敏电阻RV1作为防浪涌电路，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。控制开关SW1通过开关次数来产生色温调节信号。照明恒流的驱动和充电电源降压电路共用一组驱动电路，能够有效的降低成本。开关电源IC1实现LED输出电压检测和输出电流检测，便于后续修改以兼容不同输出功率要求；

其中，由电阻R11-R14、R20、R21、电容C9、稳压二极管ZD1和三极管Q1组成应急启动和色温调节检测电路，可调节应急启动门限，通过三极管Q1上基极b和集电极c在交流电供电和电池供电时的电压不同，从而在三极管Q1的发射极e产生应急启动检测信号以及色温调节检测信号，信号通过单片机芯片U1的5脚输入到芯片内部进行处理。电阻R30、R24用于补偿应急启动门限，以减少三极管Q1高温时温飘的影响。

如图3所示，为本实施例的主控电路和色温控制电路的电路示意图，其中，单片机芯片U1采用STC15F10系列的单片机，共有八个引脚，其中1脚为芯片电压，接入电池电压BT+，8脚为公共电连接地，用于接地，2脚和3脚用于输出色温切换信号，4脚接芯片电压，5脚输入应急启动检测信号以及色温调节检测信号，6脚用于输出应急启动信号，7脚电连接于三极管QE1的集电极，三极管QE1的基极电连接直流电压，发射极接地。色温控制芯片采用S4120/D系列，共有八个引脚，其中，1脚和3脚接地，2脚和4脚用于输入色温切换信号，5脚和6脚接入LED色温接口DZ2的2脚上，7脚和8脚接入LED色温接口DZ2的1脚上，DZ2的2脚与高色温LED芯片电连接，DZ2的1脚与低色温LED芯片电连接。

其中，当为交流电供电时，三极管QE1的基极电连接+5V电压，位于集电极上的7脚直接接地，若停电时，基极电压为0，位于集电极上的7脚处于悬空，单片机芯片U1若接收到为7脚为悬空，则判断无交流电输入，此时，通过6脚发出应急启动信号。S4120/D系列的色温控制芯片为半功率色温控制芯片，其中，该系列芯片实现以下三种色温进行切换：高色温、低色温、(高色温+低色温)/2模式，其输出功率保持一致。

另外，使用单片机芯片来控制电路，也便于后续的扩展，比如增加红外遥控、人体感应检测、环境光检测等。

如图4所示，为本实施例的应急启动电路的电路示意图，应急启动电路包括场效应管Q2，场效应管Q2的栅极与单片机芯片U1的7脚电连接，场效应管Q2的漏极与储电电路电连接，场效应管Q2的源极与LED接口电连接，场效应管Q2的漏极与栅极之间电连接有一电阻R19，当有应急启动信号进入到场效应管Q2的栅极，使得场效应管Q2的栅极电压高于电池电压BT+，使得场效应管Q2导通，电流从漏极流向源极，从而驱动LED组件进行照明，以达到应急发光的作用。

如图5所示，为本实施例的电池充电管理电路的电路示意图，电池充电管理电路包括充电管理芯片U2以及外围电路，充电管理芯片U2采用TC4054系列的恒流/恒压座充充电器芯片，其共有五个引脚，1脚为充电指示端，2脚为接地端，3脚为充电电流输出端，与锂电池组件BT1的正极电连接，4脚为电源端，5脚为充电电流端，充电管理芯片U2具有温度保护、充电限流保护和充饱截至等完善的保护功能。

如图6所示，为本实施例的电池保护电路和锂电池组件电连接的电路示意图，电池保护电路包括充电保护芯片U3、U4以及外围电路，充电保护芯片U3采用S8261系列的单节锂电保护IC，其共有六个引脚，1脚为CMOS输出端子，用于放电控制，2脚为过电流检测端子，用于VM-VSS间的电压检测，在本实施例中通过电阻R28后接地，3脚为CMOS输出，用于充电控制，4脚为测试端子，用于延迟时间测定，在本实施例中未电连接，5脚为正电源输入端子，接入锂电池组件BT1的正极，6脚为负电源输入端子，接入锂电池组件BT1的负极。充电保护芯片U4采用TXY8205系列的锂电池充电保护IC，其共有六个引脚，1脚和3脚为电源端，1脚接入锂电池组件BT1的负极，3脚接地，2脚和5脚为内部功率管漏端，4脚和6脚输入端，其中，充电保护芯片U3的3脚与充电保护芯片U4的4脚电连接，充电保护芯片U3的1脚与充电保护芯片U4的6脚电连接。由此构成的电池保护电路具有电池过充电保护、过放电保护、过流保护以及短路保护。

综上所述，本实用新型提供的通过电源接口接入交流电压，通过电压转换电路将交流电压转换为直流电压，通过驱动电路以驱动LED组件进行照明；通过控制开关生成色温调节信号，由主控电路处理色温调节信号，并控制色温控制电路对LED组件的色温进行调节；通过交流启动检测电路来检测交流输入信号，在无交流电输入时，主控电路控制应急启动电路，以使得储电电路能为LED组件提供电压，从而使LED组件在停电时依旧能进行照明；通过控制开关的开关次数来进行色温切换，使用方便；通过电池管理电路和电池保护电路，使得具有完善的电路保护功能；同时，使用单片机芯片来控制电路，便于后续扩展功能；电源开关芯片具有输出检测，易于后续针对不同功率要求进行电路修改，即本实用新型提供了一种保护功能完善、扩展性强、能进行色温调节的应急灯电路。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双色温调节应急灯电路，其特征在于：包括电源接口、电压转换电路、交流启动检测电路、主控电路、应急启动电路、色温控制电路、控制开关、储电电路、驱动电路以及LED接口，所述主控电路分别与交流启动检测电路、应急启动电路、储电电路、色温控制电路进行电连接，所述电源接口通过所述控制开关与电压转换电路进行电连接，所述电压转换电路分别与驱动电路、储电电路电连接，所述储电电路与所述应急启动电路电连接，所述LED接口分别与色温控制电路、应急启动电路、驱动电路电连接，所述LED接口用于接入带有至少两种色温的LED组件。

2.根据权利要求1所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于：所述电源接口包括第一接口与第二接口，所述第一接口上电连接有限流保护电路，所述限流保护电路与所述电压转换电路电连接，所述第二接口与控制开关电连接。

3.根据权利要求2所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于，所述限流保护电路与所述电压转换电路之间还电连接有防浪涌电路，所述防浪涌电路用于瞬间过压保护。

4.根据权利要求1所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于，还包括控制开关与所述主控电路之间还电连接有应急启动和色温调节检测电路，所述应急启动和色温调节检测电路用于检测应急灯是否启动以及LED组件是否需要调节色温。

5.根据权利要求1所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于，所述储电电路包括电池充电电源电路、电池充电管理电路、电池保护电路以及锂电池组件，所述电压转换电路与电池充电电源电路电连接，所述电池充电电源电路与交流启动检测电路、电池充电管理电路电连接，所述电池充电管理电路与电池保护电路电连接，所述电池保护电路与锂电池组件电连接，所述锂电池组件与所述主控电路电连接。

6.根据权利要求1所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于，所述主控电路包括单片机芯片，所述单片机芯片包括正电压脚、负电压脚、第一传输引脚、第二传输引脚、第三传输引脚以及第四传输引脚，所述储电电路与所述正电压脚电连接，所述交流启动检测电路与第一传输引脚电连接，所述应急启动电路与第二传输引脚电连接，所述色温控制电路分别与第三传输引脚、第四传输引脚电连接。

7.根据权利要求6所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于，所述LED接口包括LED电源接口以及LED色温接口，所述色温控制电路包括半功率色温控制芯片，所述半功率色温控制芯片上的两个输入引脚分别与单片机芯片上的第三传输引脚、第四传输引脚电连接，所述半功率色温控制芯片上的输出引脚与LED色温接口电连接。

8.根据权利要求6所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于，所述交流启动检测电路包括第一三极管，所述第一三极管的基极电连接直流电压，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第一传输引脚电连接。

9.根据权利要求6所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于，所述电压转换电路包括整流桥、滤波电容、开关电源IC以及开关变压器，所述整流桥包括两个交流输入脚、一个正极脚以及一个负极脚，所述电源接口与交流输入脚电连接，所述滤波电容电连接在正极脚与负极脚之间，所述滤波电容的正极与开关变压器电连接，所述开关变压器与开关电源IC电连接，所述开关变压器的输出端在流经整流二极管之后输出直流电压。

10.根据权利要求6所述的一种双色温调节应急灯电路，其特征在于，所述单片机芯片包括驱动电压引脚，所述应急启动电路包括场效应管，所述场效应管的栅极与所述驱动电压引脚电连接，所述场效应管的漏极与储电电路电连接，所述场效应管的源极与LED接口电连接，所述场效应管的漏极与栅极之间电连接有一电阻。