CN2147675Y - 一种改进充电电路的应急灯 - Google Patents

Abstract

一种改进充电电路的应急灯，由外壳、透光孔、前 盖、日光灯、电源引线及线路板上的恒流源电路、充电 控制电路、逆变电路、放电控制电路、充满电判断电路 组成。它采用运算放大器改进了充满电判断电路，使 电路元件少、线路简单，而且保证充电电池充满电而 不发生过充现象，延长了电池和应急灯的使用寿命， 是商场及各类公共场所理想的应急照明设备。

Description

本实用新型涉及一种充电器和照明组合的装置，特别是一种对镍镉电池充电的应急灯。

现有应急灯的充电电路多采用热传感法、定时法、折点电压法设计，当电池充电到达设定的温度、时间或电压值时，判断为电池充满电，但实际上由于环境温度，电池自身的特性不同，往往造成电池充电不足或过充，严重影响充电电池的使用寿命。另外，镍镉充电电池接受充电时，电池电压随储能增加而升高，直至电池充满电，稍有一点过充，电池电压马上下降。根据这一特性设计的负电压斜率法充电电路虽然可保证充电电池充满电，但现有的技术要使用一个分析仪或微处理器等，线路复杂，元件多，这对体积较小的应急灯来说是难以推广应用的。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种具有元件少、线路简单、能保证镍镉电池充满电而又不过充的充电电路的应急灯。

本实用新型是这样实现的：应急灯由外壳、外壳下部的透光孔、前盖、日光灯、电源引线、外壳内的线路板及线路板上的恒流源电路、充电控制电路、逆变电路、放电控制电路、充满电判断电路、镍镉充电电池组成。充满电判断电路由运算放大器（IC₁）、电阻（R₃－R₆）、电容（C₅）、二极管（D₅）组成，充电电池的电压一路经电阻（R₄）送入IC₁的同相输入端；一路经电阻（R₆）、二极管（D₅）向电容（C₅）充电，并送入IC₁的反相输入端，IC₁的输出端与充电控制电路连接。

当应急灯工作一段时间后，外电恢复，外电经恒流源电路向充电电池充电，当电池充满电时，其两端电压达到最大值，过后电压值反而会降，运算放大器（IC₁）检测出这一电压的变化，输出信号至充电控制电路，使充电控制电路的继电器动作，自动切断充电电源，保证充电电池充满又不过充。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的电气原理图。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

参照图1，本实施例由外壳（1）、外壳（1）下部的透光孔（2）、有标志符的前盖（6）、装于外壳（1）内部的日光灯（4）、与外电连接的电源引线（5）及接有各种电路元件的线路板（3）和镍镉充电电池（E）（图中未画出）组成。

参照图2，当外电突然中断时，应急灯开始工作，充电电池（E）首先对放电控制电路供电。放电控制电路由集成块（IC₃）（选NE555）、电阻（R₈－R₁₀）、二极管（D₉、D₁₁）、稳压管（D₁₀）、电容（C₇）、继电器（J₂）、触头（J_2－1、J_2－2、J_2－3）组成。充电电 池（E）向IC₃接成单稳态工作方式，同时经电阻（R₉）向电容（C₇）充电，则IC₃的2、6端瞬间为高电平，IC₃的3端输出低电平，致使继电器（J₂）导通，触头（J_2－1、J_2－2、J_2－3）吸合， 充电电池（E）经电阻（R₈）、稳压管（D₁₀）确保IC₃的2、6端为高电平，使放电控制电路自锁。触头（J_2－2、J_2－3）的吸合使整个放 电回路导通。逆变电路由集成块（IC₄）（选CD4047）电阻（R₁₁－R₁₃）场效应管（T₁、T₂）、变压器（B）、电位器（W）、二极管（D₁₂、D₁₃）、电容（C₈、C₉）组成。触头J_2－2吸合后，充电电池向IC₄供电，逆变电路产生工频交流电，经镇流器（L）使日光灯（4）（F）发亮，实现应急照明的功能。

当外电恢复时，恒流源电路和充电控制电路首先工作。恒流源电路由电桥（D₁－D₄）、电容（C₁－C₃）、电阻（R₁、R₂）组成，充 电控制电路由集成块（IC₂）（NE555）、电容（C₆）、电阻（R₇）、继电器（J₁）、继电器触头（J_1－1、J_1－2）组成，IC₂接成单稳态方式，电流向充电控制电路的电容（C₆）充电，使IC₂的2、6端瞬间为高电平，其3端输出低电平，继电器（J₁）导通，触头（J_1－1、J_1－2）吸合，使恒流源电路工作状态正式建立，外电经恒流源电路整流、降压后，向充电电池（E）充电。充满电判断电路也同时工作。充满电判断电路由CMOS运算放大器（IC₁）（选TL091）、电容（C₅）、电阻（R₃－R₆）、二极管（D₅）组成。充电电池的电压一路经电阻（R₄）送入IC₁的同相输入端；一路经电阻（R₆）、二极管（D₅）向电容（C₅）充电，并送入IC₁的反相输入端，IC₁的输出端经触头（J_1－2）与 充电控制电路的IC₂2、6端连接。镍镉电池未充满电时，其两端电压随储能的增加而升高，由于运算放大器（IC₁）的同相输入端电势高于反相输入端，IC₁输出高电平，保证集成块（IC₂）的2、6端为高电平，使充电回路自锁。维持充电状态。当电池充满电后，电池电压达到最大值后即产生一个很小的电压回降，IC₁的同相输入端电位随之下降，由于电容（C₅）的延时作用，加上电阻（R₆）的阻值很大，二极管（D₅）截止了C₅的放电。导致IC₁的反相输入端电位高于同相输入端，IC₁翻转输出低电平，IC₂的2、6端变为低电平，使IC₂3端转为高电平，继电器（J₁）断电，触头（J_1－1、J_1－2）释放，切断充电电流，完成充电，保证电池充满电而不发生过充现象。

应急灯工作时，充电电池（E）放电，当电池（E）放电至一定程度时，电池（电压降至10V左右）由于放电控制电路中稳压管（D₁₀）和R₈的作用，使集成块（IC₃）的2、6端低于阀值电压，IC₃的3端输出高电平，使继电器（J₂），断电，断开放电回路，以保护充电电池（E），避免电池过放电而受损坏。

由上述可见，本实用新型具有线路简单、元件少、能确定充电电池充满电而又不过充、结构简单等优点，能很好地保护充电电池，延长了应急灯的使用寿命，是一种便于推广普及的自动应急灯。

Claims (1)

1、一种改进充电电路的应急灯，由外壳、外壳下部的透光孔、前盖、日光灯、电源引线、外壳内的线路板及线路板上的恒流源电路、充电控制电路、逆变电路、放电控制电路、充满电判断电路、镍镉充电电池组成，其特征在于：充满电判断电路由运算放大器(IC₁)、电阻(R₃-R₆)、电容(C₅)、二极管(D₅)组成，充电电池的电压一路经电阻(R₄)送入运算放大器(IC₁)的同相输入端；一路经电阻(R₆)、二极管(D₅)向电容(C₅)充电，并送入运算放大器(IC₁)的反相输入端，运算放大器(IC₁)的输出端与充电控制电路连接。

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