專利名稱：一種寬電壓電源供給led應急燈電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及LED應急燈電路，更具體地說，涉及一種寬電壓電源供給LED應急燈電 路。
背景技術：
應急燈具有遠距離探照功能和近距離大范圍照亮功能，可在停電時應急使用。它 可以在正常供電時，自動對后備電池充電，而停電時自動實現(xiàn)切換由電池供電。相對一般照 明燈具來說，其攜帶方便，亦可用作移動的光源，如在家中隨意移動，也可攜帶到野外去野 營之用。LED應急燈具有消耗能量低，體積小，并且適合于易變的環(huán)境。LED應急燈使用低 壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全 的電源，特別適用于公共場所。使用寬電壓電源供電的LED應急燈，其通常使用MCU控制芯 片，而電磁干擾對MCU的影響較大，容易產(chǎn)生錯誤的控制信號使得LED燈的供電切換出現(xiàn)問 題。另外現(xiàn)有的應急燈結構比較復雜，體積也較大，比較耗電，長時間使用容易燒壞，使用壽 命短。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，對LED應急燈的寬電壓電源進行穩(wěn)壓并濾除電磁 干擾，同時提供一種LED應急燈電路。本發(fā)明提供一種寬電壓電源供給LED應急燈電路，包括穩(wěn)壓單元、控制單元和LED 驅動單元；所述穩(wěn)壓單元與外接電源相連，對其穩(wěn)壓并濾波，輸出供所述控制單元工作；所述 控制單元還與電池連接，在不接外接電源時由電池供電；所述控制單元判斷穩(wěn)壓單元有無 電流輸出，分別產(chǎn)生關斷和開啟控制信號給LED驅動單元；LED驅動單元在接收到關斷控制 信號時，關斷電池為LED驅動單元供電的通路，LED由外接電源通過外圍電路直接驅動；LED 驅動單元在接收到開啟控制信號時，開啟電池為LED驅動單元供電的通路，由LED驅動單元 恒流驅動LED。本發(fā)明所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路，還包括充電供給單元和充電單 元；所述充電供給單元與外接電源相連，通過直流轉換后供給所述充電單元對電池進行充
^^ o在本發(fā)明所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路中，所述穩(wěn)壓單元包括整流二極 管、穩(wěn)壓電阻、調(diào)整三極管、穩(wěn)壓二極管和濾波電容；所述調(diào)整三極管集電極通過反向的整 流二極管與外接電源相連，其基極通過穩(wěn)壓二極管接地，其發(fā)射極通過濾波電容接地，其集 電極與基極通過穩(wěn)壓電阻相連；所述調(diào)整三極管的發(fā)射極作為穩(wěn)壓單元輸出端與所述控制 單元和LED驅動單元輸入端相連接，為其提供濾波后的穩(wěn)定電壓。在本發(fā)明所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路中，所述充電供給單元包括直流
3轉換芯片，型號為MC34063A。在本發(fā)明所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路中，所述充電單元包括電池充電 芯片，型號為CE4054。在本發(fā)明所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路中，所述LED驅動單元包括LED 恒流驅動芯片，型號為QX7136。實施本發(fā)明的寬電壓電源供給LED應急燈電路，具有以下有益效果首先通過增 設的所述穩(wěn)壓單元，實現(xiàn)寬電壓電源輸入穩(wěn)壓輸出，同時濾波以去除電磁干擾；并由控制單 元根據(jù)是否存在外接電源，來控制LED由外接電源供電或由電池供電。本發(fā)明的電路還增 設了電池供電單元和充電單元，可在有外接電源的情況下對電池進行充電，以便于在停電 或其它應急狀態(tài)無外接電源的情況下，由電池為LED供電。本發(fā)明采用LED燈作為照明燈 具，體積小，能耗低。值得一提的是，本發(fā)明所提供的寬電壓電源供給LED應急燈電路整體 性能穩(wěn)定。
下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明寬電壓電源供給LED應急燈電路實施例的結構示意圖；圖2是本發(fā)明寬電壓電源供給LED應急燈電路實施例的電路原理圖。
具體實施例方式如圖1所示，在本發(fā)明的寬電壓電源供給LED應急燈電路實施例的結構示意圖中， 包括穩(wěn)壓單元100、控制單元400和LED驅動單元500 ；所述穩(wěn)壓單元100與外接電源800相連，對其穩(wěn)壓并濾波，輸出供所述控制單元 400工作；所述控制單元400還與電池700連接，在不接外接電源800時由電池700供電；所 述控制單元400判斷穩(wěn)壓單元100有無電流輸出，分別產(chǎn)生關斷和開啟控制信號給LED驅 動單元500 ；LED驅動單元500在接收到關斷控制信號時，關斷電池700為LED驅動單元500 供電的通路，LED600由外接電源800通過外圍電路900直接驅動；LED驅動單元500在接收 到開啟控制信號時，開啟電池700為LED驅動單元500供電的通路，由LED驅動單元500恒 流驅動LED600。值得一提的是，本發(fā)明提供的寬電壓電源供給LED應急燈電路，還包括充電供給 單元200和充電單元300 ；所述充電供給單元200與外接電源800相連，通過直流轉換后供 給所述充電單元300對電池700進行充電。圖2是本發(fā)明寬電壓電源供給LED應急燈電路實施例的電路原理圖。下面對圖2中每個電路單元進行詳細說明1 穩(wěn)壓單元100所述穩(wěn)壓單元100包括整流二極管D5、穩(wěn)壓電阻R10、調(diào)整三極管Q4、穩(wěn)壓二極管 D5和濾波電容C6 ；所述調(diào)整三極管Q4集電極通過反向的整流二極管D5與外接電源800相 連，其基極通過穩(wěn)壓二極管D5接地，其發(fā)射極通過濾波電容C6接地，其集電極與基極通過 穩(wěn)壓電阻R10相連；所述調(diào)整三極管Q4的發(fā)射極作為穩(wěn)壓單元100輸出端與所述控制單元 400輸入端相連接，為其提供濾波后的穩(wěn)定電壓。
2.充電供給單元200充電供給單元200包括一個直流轉換芯片，本實施例使用的芯片U2型號為 MC34063A。外接電源通過與地連接的電容C3濾波后供給U2引腳6 (VCC)。再通過電阻R2 連接到引腳7(I_SEN)、引腳8(DRV_C)和引腳1(SW_C)。U2的引腳3(CAP)通過電容C5接 地。U2的引腳2(SW_E)發(fā)出電流信號通過反向的二極管D10接地，同時通過電感L4、電阻 R4和電阻R5接地。電阻R4與電阻R5之間的節(jié)點與U2的引腳5 (IN)連接。電感L4和電 阻R4之間的節(jié)點作為充電單元300的輸入，且通過穩(wěn)壓管D7接地。3.充電單元300充電單元300包括一個電池充電芯片，本實施例使用的芯片U3型號為CE4054。 CE4054是一款完整的單節(jié)鋰離子電池采用恒定電流/恒定電壓線性充電器。其充電電壓 固定于4. 2V，而充電電流可通過一個電阻器進行外部設置。當充電電流在達到最終浮充電 壓之后降至設定值1/10時，CE4054將自動終止充電循環(huán)。當輸入電壓被拿掉時，CE4054 自動進入一個低電流狀態(tài)，將電池漏電流降至2 y A以下。由充電供給單元200輸出的電壓 /電流信號連接到U3的引腳4(VCC)，為充電器供電，并通過電容C2進行旁路。U3的引腳 3 (BAT)連接到電池700，當VCC降至U3的引腳3 (BAT)引腳電壓的30mV以內(nèi)時，U3進入停 機模式，從而使IBAT降至2yA以下。U3的引腳5(PR0G)為充電電流設定、充電電流監(jiān)控和 停機引腳。在該引腳與地之間連接一個精度為的電阻器R6可以設定充電電流。當在恒 定電流模式下進行充電時，該引腳的電壓被維持在IV。在所有的模式中都可以利用該引腳 上的電壓來測算充電電流。該引腳還可用來關斷充電器。將設定電阻器與地斷接，內(nèi)部一 個2.5 y A電流將該引腳拉至高電平。當該引腳的電壓達到1.22V的停機門限電壓時，充電 器進入停機模式，充電停止且輸入電源電流降至45 u A，重新將R6與地相連將使充電器恢 復正常操作狀態(tài)。4.控制單元400所述控制單元400包括控制芯片U1 ；所述控制芯片U1的引腳3(GP4)通過電阻 R24與所述穩(wěn)壓單元100輸出端連接，穩(wěn)壓單元100輸出端通過電阻R7接地；穩(wěn)壓單元100 輸出端通過整流二極管D1接到U1的引腳1 (VDD)，為U1提供工作電壓；同時電池通過二極 管D7連接到U1的引腳1 (VDD)，并通過電容C1接地，在沒有外接電源時為U1供電；U1引腳 5(GP2)依次通過串聯(lián)的電阻R12和頻閃常亮開關J6連接到U1的引腳1 (VDD)；電阻R12和 頻閃常亮開關J6之間的節(jié)點通過電阻R11接地；U1的引腳l(VDD)依次通過串聯(lián)的開關J2 和電阻R14接地；開關J2和電阻R14間的節(jié)點通過電阻R23連接到U1的引腳6 (GP1)。J2 為寬電壓電源供給LED應急燈電路的開關，用戶可以通過其啟動應急燈。J6為頻閃常亮開 關，用戶可以選擇頻閃或常亮模式，其通過U3的引腳2(GP5)通過電阻R15輸出頻閃常亮控 制信號給LED驅動單元500。通過檢測引腳3(GP4)的電壓判斷是否外接寬電壓電源，如果 有則通過U1的引腳7 (GP0)輸出LED燈控制信號給LED驅動單元500關斷電池700給LED 驅動單元500的芯片U4供電的線路，而由外接電源800通過外圍電路900為LED600供電。5. LED 驅動單元 500所述LED驅動單元500包括恒流驅動芯片U4，本實施例所采用芯片型號為 QX7136。LED驅動單元500中三極管Q8的基極通過電阻R20與所述控制單元400的U4引 腳7(GP0)連接，接收LED燈控制信號，從而開啟或關斷電池700為芯片U4供電的線路；三
5極管Q8的集電極通過電阻R37與M0S管Q3的柵極連接；M0S管Q3的漏極和柵極通過電阻 R3連接；M0S管Q3的漏極與電池輸出端相連接，其源極通過二極管D3連接到恒流驅動芯片 U4的引腳3 (VDD) ；M0S管Q3的源極通過二極管D8連接到LED燈正極。U4的引腳5 (LED) 連接到LED燈負極。U4的引腳2 (GND)連接到M0S管Q6的源極，并通過電阻R1連接到U4 的引腳1(CS) ；M0S管Q6的柵極通過電阻R15連接到U3的引腳2 (GP5)，接收頻閃常亮控制 信號，控制LED的發(fā)光模式。本發(fā)明所述寬電壓供給LED應急燈電路分為兩種工作模式。在充電模式時，J1處 外接寬電壓電源800，通過二極管D6整流后輸入到穩(wěn)壓單元100和充電供給單元200。充 電供給單元200通過直流轉換輸出6. 2V的穩(wěn)定電壓，作為工作電源供給充電單元300 ；充 電單元300實現(xiàn)對電池的充電控制，如為電池700提供恒定電流，從而對其充電，在電量達 到一定的程度，充電停止；所述穩(wěn)壓單元100對外接寬電壓電源800進行穩(wěn)壓，可通過調(diào)節(jié) 穩(wěn)壓二極管D5的參數(shù)來調(diào)節(jié)穩(wěn)壓單元100輸出電壓的值，如穩(wěn)壓二極管D5的正向穩(wěn)壓電 壓為6. 2V，如果所述三極管Q4的基極電壓超過6. 2V時，可以通過穩(wěn)壓電阻R10分壓，使基 極的電壓穩(wěn)定在6. 2V，從而確保三極管Q4的發(fā)射極的電壓穩(wěn)定在5. 5V。當調(diào)節(jié)三極管參 數(shù)，可實現(xiàn)比輸入電壓小的任何電壓輸出。輸出的電壓通過濾波電容C6的濾波起到去毛刺 的作用，解決電磁干擾問題。穩(wěn)壓單元100輸出穩(wěn)定電壓供控制單元400使用?？刂茊卧?400的U1通過引腳3(GP4)判斷是否為高電平，是則代表目前由外接電源供電，電池為充電 狀態(tài)，因此控制引腳7(GP0)輸出低電平信號，控制LED驅動單元500中的三極管Q8關斷， 從而使M0S管Q3關斷，使得電池停止為LED驅動單元500的U4供電。LED600由外接電源 通過外圍電路900直接供電。同時，不論是在充電還是放電的模式下，控制單元400都能通 過開關J2接收用戶開燈關燈的信息，從而控制LED燈亮滅。頻閃常亮開關J6能為用戶提 供選擇模式，通過U1的引腳2 (GP5)控制LED驅動單元500中的M0S管Q6導通和關斷，從 而控制LED燈的發(fā)光模式。在放電狀態(tài)時，J1不接寬電壓電源800，則充電供給單元200和充電單元300無電 流輸入，因此不為電池700充電；所述穩(wěn)壓單元100亦無輸入；所述控制單元400由電池經(jīng) 過整流二極管D2為其提供工作電壓；控制單元400的U1通過引腳3(GP4)判斷其為低電 平，則代表目前無外接電源800，由電池700為LED供電，因此控制引腳7(GP0)輸出高電平 信號，控制LED驅動單元500中的三極管Q8導通，從而使M0S管Q3導通，使得電池為LED 驅動單元500的U4供電。U4為LED600提供恒定電流，從而使LED600正常發(fā)光。
權利要求
一種寬電壓電源供給LED應急燈電路，其特征在于，包括穩(wěn)壓單元(100)、控制單元(400)和LED驅動單元(500)；所述穩(wěn)壓單元(100)與外接電源(800)相連，對其穩(wěn)壓并濾波，輸出供所述控制單元(400)工作；所述控制單元(400)還與電池(700)連接，在不接外接電源(800)時由電池(700)供電；所述控制單元(400)判斷穩(wěn)壓單元(100)有無電流輸出，分別產(chǎn)生關斷和開啟控制信號給LED驅動單元(500)；LED驅動單元(500)在接收到關斷控制信號時，關斷電池(700)為LED驅動單元(500)供電的通路，LED(600)由外接電源(800)通過外圍電路(900)直接驅動；LED驅動單元(500)在接收到開啟控制信號時，開啟電池(700)為LED驅動單元(500)供電的通路，由LED驅動單元(500)恒流驅動LED(600)。
2.根據(jù)權利要求1所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路，其特征在于，還包括充電供 給單元(200)和充電單元(300)；所述充電供給單元(200)與外接電源(800)相連，通過直 流轉換后供給所述充電單元(300)對電池(700)進行充電。
3.根據(jù)權利要求1所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓單 元(100)包括整流二極管(D5)、穩(wěn)壓電阻(RlO)、調(diào)整三極管(Q4)、穩(wěn)壓二極管(D5)和濾波 電容(C6)；所述調(diào)整三極管(Q4)集電極通過反向的整流二極管(D5)與外接電源(800)相 連，其基極通過穩(wěn)壓二極管(D5)接地，其發(fā)射極通過濾波電容(C6)接地，其集電極與基極 通過穩(wěn)壓電阻(RlO)相連；所述調(diào)整三極管(Q4)的發(fā)射極作為穩(wěn)壓單元(100)輸出端與所 述控制單元(400)和LED驅動單元(500)輸入端相連接，為其提供濾波后的穩(wěn)定電壓。
4.根據(jù)權利要求2所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路，其特征在于，所述充電供給 單元(200)包括直流轉換芯片，型號為MC34063A。
5.根據(jù)權利要求2所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路，其特征在于，所述充電單元 (300)包括電池充電芯片，型號為CE4054。
6.根據(jù)權利要求1所述的寬電壓電源供給LED應急燈電路，其特征在于，所述LED驅動 單元(500)包括LED恒流驅動芯片，型號為QX7136。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種寬電壓電源供給LED應急燈電路，包括穩(wěn)壓單元、控制單元和LED驅動單元；所述穩(wěn)壓單元與外接電源相連，對其穩(wěn)壓并濾波，輸出供所述控制單元工作；所述控制單元還與電池連接，在不接外接電源時由電池供電；所述控制單元判斷穩(wěn)壓單元有無電流輸出，分別產(chǎn)生關斷和開啟控制信號給LED驅動單元；LED驅動單元在接收到關斷控制信號時，關斷電池為LED驅動單元供電的通路，LED由外接電源通過外圍電路直接驅動；LED驅動單元在接收到開啟控制信號時，開啟電池為LED驅動單元供電的通路，由LED驅動單元恒流驅動LED。本發(fā)明實現(xiàn)寬電壓電源輸入，穩(wěn)壓輸出，并能去除電磁干擾，電路結構簡單，性能穩(wěn)定。
文檔編號H02J7/34GK101932153SQ20091010827
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月24日 優(yōu)先權日2009年6月24日
發(fā)明者周明杰, 王學軍 申請人: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