CN214154913U - 一种实地型led灯管应急照明的放电时长延时电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，包括恒流驱动器电路、自动判别电路、交流电源和LED灯管，其中：交流电源用于为恒流驱动器电路和LED灯管供电；恒流驱动器电路连接交流电源和LED灯管，用于控制LED灯管的开启或关闭，恒流驱动器电路采用降压型驱动电路、升压型驱动电路和升降压型驱动电路；自动判别电路连接恒流驱动器电路，用于根据交流电源的供电状态，控制LED灯管的恒流值、输出功率和放电时间。本实用新型通过自动判别电路与取样电阻，使交流供电时提供正常恒流值，应急供电时，自动改变控制集成电路的取样电阻值，降低输出功率，达到延长放电时长的要求。

Description

一种实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路

技术领域

本实用新型属于应急照明技术领域，具体涉及一种实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路。

背景技术

LED灯，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，以其高亮度、寿命长、节能等优点被广泛应用于超市照明、工厂照明、办公室照明等场合。为降低成本，LED灯管材质主要采用玻璃、塑料等，而LED恒流电流以非隔离为主。根据GB17945-2000《消防应急灯具》：5.1.2消防应急灯具应急工作时间应不小于90min，且不小于灯具本身标称的应急工作时间；根据消防安全要求，备用照明的照度除另有规定外，不低于该场所一般照度值的10％；安全照明的照度值不低于该场所一般照明照度值的5％；疏散通道的疏散照明的照度值不低于0.5lx。根据消防安全要求公共照明场合用LED灯管一般都按比例设置应急照明灯管。

现有技术中，实地型LED灯管驱动控制集成电路的恒流取样电阻采用固定值，输出电流恒定，输出功率近似恒定；当交流电源断电时由备用电池提供电能，若继续维持恒定的供电电流，那么LED灯管的照度不变，既严重缩短了LED灯管放电时间，又无法为消防疏散提供更多的时间，不符合消防安全要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，通过自动判别电路与取样电阻调整电路，交流供电时提供正常恒流值，应急供电时，自动改变控制集成电路的取样电阻值，降低输出功率，达到延长放电时长的要求。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，包括恒流驱动器电路、自动判别电路、交流电源和LED灯管，其中：

所述交流电源用于为恒流驱动器电路和LED灯管供电；

所述恒流驱动器电路连接交流电源和LED灯管，用于控制LED灯管的开启或关闭，所述恒流驱动器电路采用降压型驱动电路、升压型驱动电路和升降压型驱动电路；

所述自动判别电路连接恒流驱动器电路，用于根据交流电源的供电状态，控制LED灯管的恒流值、输出功率和放电时间。

优先地，所述恒流驱动器电路包括：

整流桥电路，用于将交流电源提供的交流电整流为直流电；

第一电容，所述第一电容连接整流桥电路，用于为整流后的直流电滤波；

恒流LED功率芯片，连接整流桥电路和第一电容，用于实现高精度的电流输出。

优先地，所述整流桥电路包括第一二极管至第四二极管，所述第一二极管的阳极连接交流电源一端和第二二极管的阴极，所述第一二极管的阴极连接第三二极管的阴极、第一电容一端和恒流LED功率芯片的HV管脚，所述第三二极管的阳极连接交流电源另一端和第四二极管的阴极，所述第四二极管的阳极连接第二二极管的阳极和第一电容的另一端后连接接地端。

优先地，所述恒流驱动器电路还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容、第五二极管和第一电感，其中：

所述第五二极管的阴极连接第一二极管的阴极、第三二极管的阴极、第一电容一端、恒流LED功率芯片的HV管脚、第二电容一端、第三电阻一端和LED灯管的正极，所述第五二极管的阳极连接恒流LED功率芯片的多个Drain管脚和第一电感一端，所述第一电感另一端连接第二电容另一端、第三电阻另一端和LED灯管的负极，所述第一电阻一端连接恒流LED功率芯片的Rovp管脚，所述第一电阻另一端连接恒流LED功率芯片的GND端和第二电阻一端后连接接地端，所述第二电阻另一端连接恒流LED功率芯片的CS管脚。

优先地，所述恒流LED功率芯片内的开关管工作在低压端。

优先地，所述自动判别电路包括分压电路、第三电容、稳压管、三极管、第六电阻和第七电阻，其中：

所述分压电路包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻一端连接第五电阻一端、用于滤除第五电阻两端的干扰信号的第三电容的一端、分压端和稳压管阴极，第五电阻另一端连接第三电容另一端和三极管的发射极；

用于匹配分压端的电压、设定后级电路工作点的稳压管的阳极连接第六电阻一端，所述第六电阻另一端连接三极管的基极，所述三极管的集电极连接第七电阻一端。

优先地，所述第七电阻另一端连接第二电阻另一端和恒流驱动芯片的CS管脚，所述第四电阻另一端连接第一二极管的阴极、第三二极管的阴极、第一电容一端、恒流LED功率芯片的HV管脚、第五二极管的阴极、第二电容一端、第三电阻一端和LED灯管的正极。

优先地，所述三极管采用NPN型三极管。

本实用新型的有益效果是：通过自动判别电路与取样电阻，交流供电时，通过设定第四电阻和第五电阻的分压值使稳压管导通，稳压管使三极管导通，使第七电阻与用于取样的第二电阻并联，降低总电阻值，进而提供正常恒流值；应急供电时，自动判别电路通过判别分压端的电压值，使稳压管和三极管均截止，使总阻值增大，恒流值下降，降低输出功率，达到延长放电时长的要求。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的恒流驱动器电路的电路图；

图2是本实用新型的整体连接的电路图。

图中标记为：1.恒流驱动器电路，11整流桥电路，2.自动判别电路。

具体实施方式

如图2所示，一种实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，包括恒流驱动器电路1、自动判别电路2、交流电源AC和LED灯管，其中：

交流电源AC用于为恒流驱动器电路1和LED灯管供电；

如图1所示，恒流驱动器电路1连接交流电源AC和LED灯管，用于控制LED灯管的开启或关闭，恒流驱动器电路1采用降压型驱动电路、升压型驱动电路和升降压型驱动电路。

如图1所示，恒流驱动器电路1包括：整流桥电路11，用于将交流电源AC提供的交流电整流为直流电；整流桥电路11包括第一二极管D1至第四二极管D4，第一二极管D1的阳极连接交流电源AC一端和第二二极管D2的阴极，第一二极管D1的阴极连接第三二极管D3的阴极、第一电容C1一端和恒流LED功率芯片U1的HV管脚，第三二极管D3的阳极连接交流电源AC另一端和第四二极管D4的阴极，第四二极管D4的阳极连接第二二极管D2的阳极和第一电容C1的另一端后连接接地端。

如图1所示，第一电容C1连接整流桥电路11，用于为整流后的直流电滤波。

如图1所示，恒流LED功率芯片U1，连接整流桥电路11和第一电容C1，用于实现高精度的电流输出，恒流LED功率芯片U1内的开关管工作在低压端，恒流LED功率芯片U1采用了准谐振的工作模式，同时加以有源功率因素校正控制技术，实现高功率因素、低谐波失真和高效率的性能。

如图1所示，恒流驱动器电路1还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2、第五二极管D5和第一电感L1，其中：

第五二极管D5的阴极连接第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极、第一电容C1一端、恒流LED功率芯片U1的HV管脚、第二电容C2一端、第三电阻R3一端和LED灯管的正极LED+，第五二极管D5的阳极连接恒流LED功率芯片U1的多个Drain管脚和第一电感L1一端，第一电感L1另一端连接第二电容C2另一端、第三电阻R3另一端和LED灯管的负极LED-，第一电阻R1一端连接恒流LED功率芯片U1的Rovp管脚，第一电阻R1另一端连接恒流LED功率芯片U1的GND端和第二电阻R2一端后连接接地端，第二电阻R2另一端连接恒流LED功率芯片U1的CS管脚。

如图1所示，恒流LED功率芯片U1内置COMP电容和VDD电容，COMP电容用于环路补偿，输出Rovp电压连续可调，支持无辅助绕组设计，最大程度降低了系统成本。当系统上电后，恒流LED功率芯片U1内部自动计时满64ms后，开始按照最低频率开始开关动作，之后输出电流缓慢上升到设计值。

如图1所示，恒流LED功率芯片U1内部开关导通后，电流依次经过整流桥电路11高压端、LED灯管的正极LED+、第一电感L1、恒流LED功率芯片U1的多个Drain管脚、恒流LED功率芯片U1内部的MOS管和第二电阻R2，最后流至接地端，构成恒流LED功率芯片U1导通回路；恒流LED功率芯片U1导通时在第一电感L1中储能，极性为第一电感L1右正左负；恒流LED功率芯片U1截止后第一电感L1放电工作过程如下：第一电感L1极性反转，电流依次流过第一电感L1靠近第五二极管D5一端、第五二极管D5、LED灯管的正极LED+、第一电感L1靠近第二电容C2一端构成回路。第五二极管D5为第一电感L1提供通路，第二电容C2给LED灯管提供储能与滤波；第三电阻R3为第二电容C2放电电阻。第一电阻R1为恒流LED功率芯片U1的Rovp管脚设定电阻；第二电阻R2为LED恒流电流设定电阻。

如图1所示，恒流LED功率芯片U1逐周期采用电感峰值电流。通过对每个周期电感峰值电流的采样和内部高精度的电流闭环控制，恒流LED功率芯片U1可以实现高精度的电流输出。闭环控制下的输出电流由以下公式决定：

其中，式(1)中V_{CC_REF}是恒流LED功率芯片U1内部基准电压；R_CS是电流取样电阻，即第二电阻R2。在规定的输入电压条件下，可近似为LED恒流值与输入电压变化无关，而只与第二电阻R2阻值关联。

如图2所示，自动判别电路2连接恒流驱动器电路1，用于根据交流电源AC的供电状态，控制LED灯管的恒流值、输出功率和放电时间。自动判别电路2包括分压电路、第三电容C3、稳压管ZD1、三极管Q1、第六电阻R6和第七电阻R7，三极管Q1采用NPN型三极管Q1，其中：

分压电路包括第四电阻R4和第五电阻R5，第四电阻R4一端连接第五电阻R5一端、用于滤除第五电阻R5两端的干扰信号的第三电容C3的一端、分压端Vc3和稳压管ZD1阴极，第五电阻R5另一端连接第三电容C3另一端和三极管Q1的发射极。

用于匹配分压端Vc3的电压、设定后级电路工作点的稳压管ZD1的阳极连接第六电阻R6一端，第六电阻R6另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接第七电阻R7一端。

如图2所示，第七电阻R7另一端连接第二电阻R2另一端和恒流驱动芯片的CS管脚，第四电阻R4另一端连接第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极、第一电容C1一端、恒流LED功率芯片U1的HV管脚、第五二极管D5的阴极、第二电容C2一端、第三电阻R3一端和LED灯管的正极LED+。

如图2所示，交流电源AC供电时稳压管ZD1导通，三极管Q1导通；交流电源AC断电时三极管Q1截止。第七电阻R7与三极管Q1集电极串联，串联后与第二电阻R2并联。

如图2所示，在交流电源AC正常供电范围内，设定第四电阻R4和第五电阻R5的分压值使稳压管ZD1导通，则三极管Q1导通，将第七电阻R7与第二电阻R2并联，恒流LED功率芯片U1输出的恒流值可由式(2)计算确定。

如图2所示，由欧姆定律可知，任何两个电阻并联，并联后总电阻值小于单个电阻值。由此在正常交流电源AC供电时，因为三极管Q1导通，因此第二电阻R2与第七电阻R7并联，则LED恒流值由第二电阻R2和第七电阻R7并联值决定；通过调节第二电阻R2和第七电阻R7的电阻比例满足恒流驱动器电路1正常恒流值；当交流电源AC断电时，由电池升压后供电，该电压只有约60V，经第四电阻R4、第五电阻R5分压后分压端Vc3小于稳压管ZD1稳压值，稳压管ZD1截止，导致三极管Q1截止，第七电阻R7脱离了第二电阻R2和第七电阻R7的并联电路，此时LED恒流值只由第二电阻R2决定。因第二电阻R2阻值大于第二电阻R2和第七电阻R7的并联电阻值，根据式(1)可证明当分母值变大后，分式值减小，即恒流LED功率芯片U1输出的恒流值下降。满足交流电源AC断电时恒流值下降，即恒流驱动器电路1输出功率下降，实现延长电池放电时间的目的。因此只要设定好第四电阻R4和第五电阻R5的分压值、稳压管ZD1的稳压值与第二电阻R2电阻值就可以设定应急照明时的LED灯管的工作电流。

本申请还可通过在取样电阻上并联电阻与控制开关来调节恒流LED功率芯片U1输出的恒流值来应对正常供电和应急照明状态。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，其特征在于：包括恒流驱动器电路、自动判别电路、交流电源和LED灯管，其中：

所述交流电源用于为恒流驱动器电路和LED灯管供电；

所述恒流驱动器电路连接交流电源和LED灯管，用于控制LED灯管的开启或关闭，所述恒流驱动器电路采用降压型驱动电路、升压型驱动电路和升降压型驱动电路；

所述自动判别电路连接恒流驱动器电路，用于根据交流电源的供电状态，控制LED灯管的恒流值、输出功率和放电时间。

2.根据权利要求1所述的实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，其特征在于：所述恒流驱动器电路包括：

整流桥电路，用于将交流电源提供的交流电整流为直流电；

第一电容，所述第一电容连接整流桥电路，用于为整流后的直流电滤波；

恒流LED功率芯片，连接整流桥电路和第一电容，用于实现高精度的电流输出。

3.根据权利要求2所述的实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，其特征在于：所述整流桥电路包括第一二极管至第四二极管，所述第一二极管的阳极连接交流电源一端和第二二极管的阴极，所述第一二极管的阴极连接第三二极管的阴极、第一电容一端和恒流LED功率芯片的HV管脚，所述第三二极管的阳极连接交流电源另一端和第四二极管的阴极，所述第四二极管的阳极连接第二二极管的阳极和第一电容的另一端后连接接地端。

4.根据权利要求3所述的实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，其特征在于：所述恒流驱动器电路还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第二电容、第五二极管和第一电感，其中：

所述第五二极管的阴极连接第一二极管的阴极、第三二极管的阴极、第一电容一端、恒流LED功率芯片的HV管脚、第二电容一端、第三电阻一端和LED灯管的正极，所述第五二极管的阳极连接恒流LED功率芯片的多个Drain管脚和第一电感一端，所述第一电感另一端连接第二电容另一端、第三电阻另一端和LED灯管的负极，所述第一电阻一端连接恒流LED功率芯片的Rovp管脚，所述第一电阻另一端连接恒流LED功率芯片的GND端和第二电阻一端后连接接地端，所述第二电阻另一端连接恒流LED功率芯片的CS管脚。

5.根据权利要求4所述的实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，其特征在于：所述恒流LED功率芯片内的开关管工作在低压端。

6.根据权利要求5所述的实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，其特征在于：所述自动判别电路包括分压电路、第三电容、稳压管、三极管、第六电阻和第七电阻，其中：

所述分压电路包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻一端连接第五电阻一端、用于滤除第五电阻两端的干扰信号的第三电容的一端、分压端和稳压管阴极，第五电阻另一端连接第三电容另一端和三极管的发射极；

用于匹配分压端的电压、设定后级电路工作点的稳压管的阳极连接第六电阻一端，所述第六电阻另一端连接三极管的基极，所述三极管的集电极连接第七电阻一端。

7.根据权利要求6所述的实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，其特征在于：所述第七电阻另一端连接第二电阻另一端和恒流驱动芯片的CS管脚，所述第四电阻另一端连接第一二极管的阴极、第三二极管的阴极、第一电容一端、恒流LED功率芯片的HV管脚、第五二极管的阴极、第二电容一端、第三电阻一端和LED灯管的正极。

8.根据权利要求6所述的实地型LED灯管应急照明的放电时长延时电路，其特征在于：所述三极管采用NPN型三极管。

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