一种单片机芯片的应急灯控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种应急灯控制芯片，特别涉及一种单片机芯片的应急灯控制电路，属电控工程技术领域。

背景技术：

应急照明灯是一种十分重要的照明装置，在主电源正常供电时自动对后备电池充电，在主电源掉电后自动切换后备电池供电，以提供应急照明。在高层建筑、教学楼、商场和娱乐场所等人员密集的地方得到广泛应用。它可以用于建筑物发生火灾时人员的安全疏散、消防应急照明以及航海方向指示等内容，因此在人们的生活中扮演着十分重要的角色，甚至被称作“生命之灯”。而led灯由于具有寿命长、能耗低、显色性高、易维护、体积小、点亮速度快、无频闪、发光效率高等优点，在应急照明灯领域得到广泛应用。目前，从主电源供电照明切换到应急电源照明的过程主要是通过继电器与主电源的联动实现的，即在主电源正常供电时，继电器断开应急电源与应急照明负载；当主电源掉电时，继电器连接应急电源与应急照明负载。继电器和应急照明负载之间需要一套电路和相应的元件进行过度，这套电路就是应急照明负载即应急灯驱动电路。led的应用离不开它所需要的驱动控制电路，通过驱动电路来获得良好而平稳的电流，使led显示更加均匀、漂亮，满足各种场合的应用要求。但是，传统的驱动电路中多采用分立元件进行功能转换、功率放大，它的线路结构复杂、可靠性低、精度低、成本高、功耗高、动态范围小等弊端使得驱动电路的成本高、体积大、寿命短、易击穿、功能单一等缺陷一直以来难以克服；再有就是因为缺乏充电电压检测和电池电压检测功能，不具备对电池的过充和过放电保护功能，致使电池的易损坏。作为“生命之灯”的应急灯一旦电池损坏而为被及时发现，一旦有紧急情况发生，其后果不可想象。

技术实现要素：

为了解决传统应急灯电源在结构缺乏过充过放电的技术缺陷，本实用新型提供一种单片机芯片的应急灯控制电路。

本实用新型所采用的技术方案是：一种单片机芯片的应急灯控制电路，由单片机芯片、市电电源、三极管、稳压二极管、整流二极管、开关二极管、应急灯、充电指示灯、电阻、按键开关和电容构成，单片机芯片为至少包括1到8号连接脚在内的芯片并2号连接脚为充电指示灯连接脚、3号连接脚为按键开关连接脚、4号连接脚为电池充电输出脚、5号连接脚为电池电压检测脚、6号连接脚为充电电压检测脚、7号连接脚为应急灯电平输出脚，三极管为包括三极管1、三极管2和三极管3的三个组成，电阻为包括电阻1到电阻13在内的13个组成，单片机芯片连接脚的具体连接方案如下：

1号连接脚由1号线路连接市电电源端口的一端；

2号连接脚由2号线路连接充电指示灯的正极，充电指示灯的负极经电阻3接地；

3号连接脚由3号线路的一端联连接市电电源端口的一端并另一端连接按键开关的一端，按键开关的另一端接地；

4号连接脚由4号线路经电阻5连接三极管2的基极，三极管2的集电极经电阻2连接三极管1的基极并发射极接地；三极管1的发射极经电阻1连接市电电源端口的一端并集电极经整流二极管正极、开关二极管正极和电阻6并联连接1号线路，1号线路经电容接地；

5号连接脚由5号线路的一端经电阻10接地和经电阻13连接三极管3的发射极，另一端经电阻8连接整流二极管的负极和开关二极管的正极，以及连接电池的正极、应急灯的正极，再经应急灯的负极连接三极管3的集电极，三极管3的发射极经电阻13接地；

6号连接脚由6号线路的一端经电阻11接地，另一端经电阻9和电阻7连接市电电源端口；

7号连接脚由7号线路经电阻12连接三极管3的基极；

8号连接脚由8号线路连接稳压二极管的正极并接地，稳压二极管的负极连接1号线路。

本实用新型的有益效果是：采用带高精度低功耗ad采样单片机芯片控制的应急灯控制电路，其在自动应急转换、电池充电、应急放电和电池的过充及过量放电保护功能方面，可以实现符合iec60598-2-22的认证标准，也就是正常模式到应急模式的转换应不低于0.6倍额定电源电压时发生，它不应在高于0.85倍额定电源电压时发生亮应急灯；电池低于规定电压（铅酸单节电池1.8v，镍铬电池单节1v锂电池2.6v）时应急电流无输出，起到保护电池过量放电的作用；在充电时，当电池达到规定的上限电压时，自动断开充电电路，起到防止过充以保护电池的安全。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1为本实用新型的线路及局部放大结构示意图。

图中a、单片机芯片，b、市电电源，b1、市电电源端口，q1、三极管1，q,2、三极管2，q,3、三极管3，z1、稳压二极管，d1、整流二极管，d2、开关二极管，电阻1，r2、电阻2，r3、电阻3，r4、电阻4，r5、电阻5，r6、电阻6，r7、电阻7，d1、整流二极管，d2、开关二极管，z1、稳压二极管，led1、应急灯，led2、充电指示灯，r1~r13、电阻1~电阻13，k、按键开关，c、电容。

具体实施方式

在图1的实施例中，一种单片机芯片的应急灯控制电路，由单片机芯片（a）、市电电源（b）、三极管（q）、稳压二极管（z1）、整流二极管（d1）、开关二极管（d2）、应急灯（led1）、充电指示灯（led2）、电阻（r）、按键开关（k）和电容（c）构成，单片机芯片（a）为至少包括1到8号连接脚在内的芯片并2号连接脚为充电指示灯（led2）连接脚、3号连接脚为按键开关（k）连接脚、4号连接脚为电池充电输出脚、5号连接脚为电池电压检测脚、6号连接脚为充电电压检测脚、7号连接脚为应急灯（led1）电平输出脚，三极管（q）为包括三极管1（q1）、三极管2（q2）和三极管3（q3）的三个组成，电阻（r）为包括电阻1（r1）到电阻13（r13）在内的13个组成，单片机芯片（a）连接脚的具体连接方案如下：

1号连接脚由1号线路连接市电电源端口（b1）的一端；

2号连接脚由2号线路连接充电指示灯（led2）的正极，充电指示灯（led2）的负极经电阻（r3）接地；

3号连接脚由3号线路的一端联连接市电电源端口的一端（b1）并另一端连接按键开关（s1）的一端，按键开关（s1）的另一端接地；

4号连接脚由4号线路经电阻（r5）连接三极管2（q2）的基极，三极管2（q2）的集电极经电阻（r2）连接三极管1（q1）的基极并发射极接地；三极管1（q1）的发射极经电阻1（r1）连接市电电源端口的一端（b1）并集电极经整流二极管（d1）正极、开关二极管（d2）正极和电阻6（r6）并联连接1号线路，1号线路经电容（c）接地；

5号连接脚由5号线路的一端经电阻10（r10）接地和经电阻13（r13）连接三极管3（q3）的发射极，另一端经电阻8（r8）连接整流二极管（d1）的负极和开关二极管（d2）的正极，以及连接电池的正极、应急灯（led1）的正极，再经应急灯（led1）的负极连接三极管3（q3）的集电极，三极管3（q3）的发射极经电阻13（r13）接地；

6号连接脚由6号线路的一端经电阻11（r11）接地，另一端经电阻9（r9）和电阻7（r7）连接市电电源端口（b1）；

7号连接脚由7号线路经电阻12（r12）连接三极管3（q3）的基极；

8号连接脚由8号线路连接稳压二极管（z1）的正极并接地，稳压二极管（z1）的负极连接1号线路。

实施例1：离线模式：应急灯没有在充电状态，单片机芯片（a）的7号连接脚即应急灯（led1）输出端口输出高电平，100%点亮应急灯（led1）。当按压一次按键开关（k）时，50%点亮应急灯（led1），再按压一下按键开关（s1）时应急灯（led1）关闭。

实施例2：充电模式：假设可充电电池由3节2.0v串联组成6v充电电池。当插上电源后，如果单片机芯片（a）6号连接脚的电压高于1.5v、对应于市电电源端口（b1）大于额定电压的0.6倍以上、5号连接脚的电压低于1.1v、对应于电池电压6v，3号连接脚输出高电平开始对电池进行充电，2号连接脚输出高电平，充电指示灯（led2）点亮；当5号连接脚的电压高于1.2v，对应于电池电压6.9v，3号连接脚输出低电平，电路停止对电池的充电；当5号连接脚检测到单节电池的电压高于1.5v或低于0.3v，系统判断为电池故障，充电指示灯（led2）每秒闪两次进行故障警示。

实施例3：自动应急模式：当应急灯处在充电状态，单片机芯片（a）的6号连接脚电压低于1.5v、对应于交流电转换端（b1），交流输入在额定电压的0.6-0.85倍的范围时，应急灯（led1）电平输出端的7号连接脚输出高电平，应急灯（led1）处于点亮的应急状态；当6号连接脚的电压高于1.5v，对应于市电电源端口（b1）额定电压达到或高于0.85倍，7号连接脚停止高电平输出，应急功能关闭，应急灯（led1）不点亮。另外，当电池电压检测脚5号连接脚电压低于0.8v，对应于电池电压5.4v时，单片机芯片（a）的应急输出端的7号连接脚输出低电平，应急灯（led1）不点亮。

实施例4：在充电状态下，按住按键开关（k），7号连接脚输出高电平点亮应急灯（led1），放开按住按键开关（k）后7号连接脚输出低电平，检测在充电状态下应急功能是否失效。

实施例5：本应急灯控制电路所采用的元器件参数的最小值是：电阻1（r1）10ω/1w，电阻2（r2）4.7kω/1~4w,电阻3（r3）1kω/1~4w，电阻4（r4）10kω/1~4w，电阻5（r5）1kω/1~4w，电阻6（r6）100ω/1~4w，电阻7（r7）30kω/1~4w，电阻8（r8）100kω/1~4w，电阻9（r9）1kω/1~4w,电阻10（r10）100kω/1~4w，电阻11（r11）13kω/1~4w，电阻12（r12）1kω/1~4w，电阻13（r13）1.2ω/1w，稳压二极管（z1）5.1v/1~2w，充电指示灯（led2）为红色3mmled灯，应急灯（led1）为白色6v1w发光二极管，三极管1、2、3（q1、q2、q3）为ss8550pnp型硅三极管，交流变压器（ti）输入交流220v，输出交流8v,桥式整流二极管（br）1a/400v,保险丝（fuse1）250v1a,电解电容（c1）470uf/16v。