专利名称：一种宽电压电源供给led应急灯电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED应急灯电路，更具体地说，涉及一种宽电压电源供给LED应急灯电 路。
背景技术：
应急灯具有远距离探照功能和近距离大范围照亮功能，可在停电时应急使用。它 可以在正常供电时，自动对后备电池充电，而停电时自动实现切换由电池供电。相对一般照 明灯具来说，其携带方便，亦可用作移动的光源，如在家中随意移动，也可携带到野外去野 营之用。LED应急灯具有消耗能量低，体积小，并且适合于易变的环境。LED应急灯使用低 压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全 的电源，特别适用于公共场所。使用宽电压电源供电的LED应急灯，其通常使用MCU控制芯 片，而电磁干扰对MCU的影响较大，容易产生错误的控制信号使得LED灯的供电切换出现问 题。另外现有的应急灯结构比较复杂，体积也较大，比较耗电，长时间使用容易烧坏，使用寿 命短。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，对LED应急灯的宽电压电源进行稳压并滤除电磁 干扰，同时提供一种LED应急灯电路。本发明提供一种宽电压电源供给LED应急灯电路，包括稳压单元、控制单元和LED 驱动单元；所述稳压单元与外接电源相连，对其稳压并滤波，输出供所述控制单元工作；所述 控制单元还与电池连接，在不接外接电源时由电池供电；所述控制单元判断稳压单元有无 电流输出，分别产生关断和开启控制信号给LED驱动单元；LED驱动单元在接收到关断控制 信号时，关断电池为LED驱动单元供电的通路，LED由外接电源通过外围电路直接驱动；LED 驱动单元在接收到开启控制信号时，开启电池为LED驱动单元供电的通路，由LED驱动单元 恒流驱动LED。本发明所述的宽电压电源供给LED应急灯电路，还包括充电供给单元和充电单 元；所述充电供给单元与外接电源相连，通过直流转换后供给所述充电单元对电池进行充
^^ o在本发明所述的宽电压电源供给LED应急灯电路中，所述稳压单元包括整流二极 管、稳压电阻、调整三极管、稳压二极管和滤波电容；所述调整三极管集电极通过反向的整 流二极管与外接电源相连，其基极通过稳压二极管接地，其发射极通过滤波电容接地，其集 电极与基极通过稳压电阻相连；所述调整三极管的发射极作为稳压单元输出端与所述控制 单元和LED驱动单元输入端相连接，为其提供滤波后的稳定电压。在本发明所述的宽电压电源供给LED应急灯电路中，所述充电供给单元包括直流
3转换芯片，型号为MC34063A。在本发明所述的宽电压电源供给LED应急灯电路中，所述充电单元包括电池充电 芯片，型号为CE4054。在本发明所述的宽电压电源供给LED应急灯电路中，所述LED驱动单元包括LED 恒流驱动芯片，型号为QX7136。实施本发明的宽电压电源供给LED应急灯电路，具有以下有益效果首先通过增 设的所述稳压单元，实现宽电压电源输入稳压输出，同时滤波以去除电磁干扰；并由控制单 元根据是否存在外接电源，来控制LED由外接电源供电或由电池供电。本发明的电路还增 设了电池供电单元和充电单元，可在有外接电源的情况下对电池进行充电，以便于在停电 或其它应急状态无外接电源的情况下，由电池为LED供电。本发明采用LED灯作为照明灯 具，体积小，能耗低。值得一提的是，本发明所提供的宽电压电源供给LED应急灯电路整体 性能稳定。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是本发明宽电压电源供给LED应急灯电路实施例的结构示意图；图2是本发明宽电压电源供给LED应急灯电路实施例的电路原理图。
具体实施例方式如图1所示，在本发明的宽电压电源供给LED应急灯电路实施例的结构示意图中， 包括稳压单元100、控制单元400和LED驱动单元500 ；所述稳压单元100与外接电源800相连，对其稳压并滤波，输出供所述控制单元 400工作；所述控制单元400还与电池700连接，在不接外接电源800时由电池700供电；所 述控制单元400判断稳压单元100有无电流输出，分别产生关断和开启控制信号给LED驱 动单元500 ；LED驱动单元500在接收到关断控制信号时，关断电池700为LED驱动单元500 供电的通路，LED600由外接电源800通过外围电路900直接驱动；LED驱动单元500在接收 到开启控制信号时，开启电池700为LED驱动单元500供电的通路，由LED驱动单元500恒 流驱动LED600。值得一提的是，本发明提供的宽电压电源供给LED应急灯电路，还包括充电供给 单元200和充电单元300 ；所述充电供给单元200与外接电源800相连，通过直流转换后供 给所述充电单元300对电池700进行充电。图2是本发明宽电压电源供给LED应急灯电路实施例的电路原理图。下面对图2中每个电路单元进行详细说明1 稳压单元100所述稳压单元100包括整流二极管D5、稳压电阻R10、调整三极管Q4、稳压二极管 D5和滤波电容C6 ；所述调整三极管Q4集电极通过反向的整流二极管D5与外接电源800相 连，其基极通过稳压二极管D5接地，其发射极通过滤波电容C6接地，其集电极与基极通过 稳压电阻R10相连；所述调整三极管Q4的发射极作为稳压单元100输出端与所述控制单元 400输入端相连接，为其提供滤波后的稳定电压。
2.充电供给单元200充电供给单元200包括一个直流转换芯片，本实施例使用的芯片U2型号为 MC34063A。外接电源通过与地连接的电容C3滤波后供给U2引脚6 (VCC)。再通过电阻R2 连接到引脚7(I_SEN)、引脚8(DRV_C)和引脚1(SW_C)。U2的引脚3(CAP)通过电容C5接 地。U2的引脚2(SW_E)发出电流信号通过反向的二极管D10接地，同时通过电感L4、电阻 R4和电阻R5接地。电阻R4与电阻R5之间的节点与U2的引脚5 (IN)连接。电感L4和电 阻R4之间的节点作为充电单元300的输入，且通过稳压管D7接地。3.充电单元300充电单元300包括一个电池充电芯片，本实施例使用的芯片U3型号为CE4054。 CE4054是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其充电电压 固定于4. 2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电 压之后降至设定值1/10时，CE4054将自动终止充电循环。当输入电压被拿掉时，CE4054 自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至2 y A以下。由充电供给单元200输出的电压 /电流信号连接到U3的引脚4(VCC)，为充电器供电，并通过电容C2进行旁路。U3的引脚 3 (BAT)连接到电池700，当VCC降至U3的引脚3 (BAT)引脚电压的30mV以内时，U3进入停 机模式，从而使IBAT降至2yA以下。U3的引脚5(PR0G)为充电电流设定、充电电流监控和 停机引脚。在该引脚与地之间连接一个精度为的电阻器R6可以设定充电电流。当在恒 定电流模式下进行充电时，该引脚的电压被维持在IV。在所有的模式中都可以利用该引脚 上的电压来测算充电电流。该引脚还可用来关断充电器。将设定电阻器与地断接，内部一 个2.5 y A电流将该引脚拉至高电平。当该引脚的电压达到1.22V的停机门限电压时，充电 器进入停机模式，充电停止且输入电源电流降至45 u A，重新将R6与地相连将使充电器恢 复正常操作状态。4.控制单元400所述控制单元400包括控制芯片U1 ；所述控制芯片U1的引脚3(GP4)通过电阻 R24与所述稳压单元100输出端连接，稳压单元100输出端通过电阻R7接地；稳压单元100 输出端通过整流二极管D1接到U1的引脚1 (VDD)，为U1提供工作电压；同时电池通过二极 管D7连接到U1的引脚1 (VDD)，并通过电容C1接地，在没有外接电源时为U1供电；U1引脚 5(GP2)依次通过串联的电阻R12和频闪常亮开关J6连接到U1的引脚1 (VDD)；电阻R12和 频闪常亮开关J6之间的节点通过电阻R11接地；U1的引脚l(VDD)依次通过串联的开关J2 和电阻R14接地；开关J2和电阻R14间的节点通过电阻R23连接到U1的引脚6 (GP1)。J2 为宽电压电源供给LED应急灯电路的开关，用户可以通过其启动应急灯。J6为频闪常亮开 关，用户可以选择频闪或常亮模式，其通过U3的引脚2(GP5)通过电阻R15输出频闪常亮控 制信号给LED驱动单元500。通过检测引脚3(GP4)的电压判断是否外接宽电压电源，如果 有则通过U1的引脚7 (GP0)输出LED灯控制信号给LED驱动单元500关断电池700给LED 驱动单元500的芯片U4供电的线路，而由外接电源800通过外围电路900为LED600供电。5. LED 驱动单元 500所述LED驱动单元500包括恒流驱动芯片U4，本实施例所采用芯片型号为 QX7136。LED驱动单元500中三极管Q8的基极通过电阻R20与所述控制单元400的U4引 脚7(GP0)连接，接收LED灯控制信号，从而开启或关断电池700为芯片U4供电的线路；三
5极管Q8的集电极通过电阻R37与M0S管Q3的栅极连接；M0S管Q3的漏极和栅极通过电阻 R3连接；M0S管Q3的漏极与电池输出端相连接，其源极通过二极管D3连接到恒流驱动芯片 U4的引脚3 (VDD) ；M0S管Q3的源极通过二极管D8连接到LED灯正极。U4的引脚5 (LED) 连接到LED灯负极。U4的引脚2 (GND)连接到M0S管Q6的源极，并通过电阻R1连接到U4 的引脚1(CS) ；M0S管Q6的栅极通过电阻R15连接到U3的引脚2 (GP5)，接收频闪常亮控制 信号，控制LED的发光模式。本发明所述宽电压供给LED应急灯电路分为两种工作模式。在充电模式时，J1处 外接宽电压电源800，通过二极管D6整流后输入到稳压单元100和充电供给单元200。充 电供给单元200通过直流转换输出6. 2V的稳定电压，作为工作电源供给充电单元300 ；充 电单元300实现对电池的充电控制，如为电池700提供恒定电流，从而对其充电，在电量达 到一定的程度，充电停止；所述稳压单元100对外接宽电压电源800进行稳压，可通过调节 稳压二极管D5的参数来调节稳压单元100输出电压的值，如稳压二极管D5的正向稳压电 压为6. 2V，如果所述三极管Q4的基极电压超过6. 2V时，可以通过稳压电阻R10分压，使基 极的电压稳定在6. 2V，从而确保三极管Q4的发射极的电压稳定在5. 5V。当调节三极管参 数，可实现比输入电压小的任何电压输出。输出的电压通过滤波电容C6的滤波起到去毛刺 的作用，解决电磁干扰问题。稳压单元100输出稳定电压供控制单元400使用。控制单元 400的U1通过引脚3(GP4)判断是否为高电平，是则代表目前由外接电源供电，电池为充电 状态，因此控制引脚7(GP0)输出低电平信号，控制LED驱动单元500中的三极管Q8关断， 从而使M0S管Q3关断，使得电池停止为LED驱动单元500的U4供电。LED600由外接电源 通过外围电路900直接供电。同时，不论是在充电还是放电的模式下，控制单元400都能通 过开关J2接收用户开灯关灯的信息，从而控制LED灯亮灭。频闪常亮开关J6能为用户提 供选择模式，通过U1的引脚2 (GP5)控制LED驱动单元500中的M0S管Q6导通和关断，从 而控制LED灯的发光模式。在放电状态时，J1不接宽电压电源800，则充电供给单元200和充电单元300无电 流输入，因此不为电池700充电；所述稳压单元100亦无输入；所述控制单元400由电池经 过整流二极管D2为其提供工作电压；控制单元400的U1通过引脚3(GP4)判断其为低电 平，则代表目前无外接电源800，由电池700为LED供电，因此控制引脚7(GP0)输出高电平 信号，控制LED驱动单元500中的三极管Q8导通，从而使M0S管Q3导通，使得电池为LED 驱动单元500的U4供电。U4为LED600提供恒定电流，从而使LED600正常发光。
权利要求
一种宽电压电源供给LED应急灯电路，其特征在于，包括稳压单元(100)、控制单元(400)和LED驱动单元(500)；所述稳压单元(100)与外接电源(800)相连，对其稳压并滤波，输出供所述控制单元(400)工作；所述控制单元(400)还与电池(700)连接，在不接外接电源(800)时由电池(700)供电；所述控制单元(400)判断稳压单元(100)有无电流输出，分别产生关断和开启控制信号给LED驱动单元(500)；LED驱动单元(500)在接收到关断控制信号时，关断电池(700)为LED驱动单元(500)供电的通路，LED(600)由外接电源(800)通过外围电路(900)直接驱动；LED驱动单元(500)在接收到开启控制信号时，开启电池(700)为LED驱动单元(500)供电的通路，由LED驱动单元(500)恒流驱动LED(600)。
2.根据权利要求1所述的宽电压电源供给LED应急灯电路，其特征在于，还包括充电供 给单元(200)和充电单元(300)；所述充电供给单元(200)与外接电源(800)相连，通过直 流转换后供给所述充电单元(300)对电池(700)进行充电。
3.根据权利要求1所述的宽电压电源供给LED应急灯电路，其特征在于，所述稳压单 元(100)包括整流二极管(D5)、稳压电阻(RlO)、调整三极管(Q4)、稳压二极管(D5)和滤波 电容(C6)；所述调整三极管(Q4)集电极通过反向的整流二极管(D5)与外接电源(800)相 连，其基极通过稳压二极管(D5)接地，其发射极通过滤波电容(C6)接地，其集电极与基极 通过稳压电阻(RlO)相连；所述调整三极管(Q4)的发射极作为稳压单元(100)输出端与所 述控制单元(400)和LED驱动单元(500)输入端相连接，为其提供滤波后的稳定电压。
4.根据权利要求2所述的宽电压电源供给LED应急灯电路，其特征在于，所述充电供给 单元(200)包括直流转换芯片，型号为MC34063A。
5.根据权利要求2所述的宽电压电源供给LED应急灯电路，其特征在于，所述充电单元 (300)包括电池充电芯片，型号为CE4054。
6.根据权利要求1所述的宽电压电源供给LED应急灯电路，其特征在于，所述LED驱动 单元(500)包括LED恒流驱动芯片，型号为QX7136。
全文摘要
本发明涉及一种宽电压电源供给LED应急灯电路，包括稳压单元、控制单元和LED驱动单元；所述稳压单元与外接电源相连，对其稳压并滤波，输出供所述控制单元工作；所述控制单元还与电池连接，在不接外接电源时由电池供电；所述控制单元判断稳压单元有无电流输出，分别产生关断和开启控制信号给LED驱动单元；LED驱动单元在接收到关断控制信号时，关断电池为LED驱动单元供电的通路，LED由外接电源通过外围电路直接驱动；LED驱动单元在接收到开启控制信号时，开启电池为LED驱动单元供电的通路，由LED驱动单元恒流驱动LED。本发明实现宽电压电源输入，稳压输出，并能去除电磁干扰，电路结构简单，性能稳定。
文档编号H02J7/34GK101932153SQ20091010827
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者周明杰, 王学军 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司