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