Led應急照明電路的製作方法
2023-09-11 15:10:20 1
專利名稱：Led應急照明電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種LED應急照明電路。
背景技術：
目前，國內外的應急照明燈普遍採用白熾燈。白熾燈的優點是價格便宜，但是耗電 量太大，因此為了達到規定的應急照明時間，所需蓄電池的容量較大。有些應急照明燈也採 用節能燈，這種燈具雖能節省部分能量，但是效果不明顯，同時這種燈具的顯色指數較低， 壽命也有限。目前國內外應急照明電路普遍採用鉛酸蓄電池，這種蓄電池雖然價格較低，但是 體積和重量都很大，而且壽命也很短。為了減輕重量縮小體積，有些應急照明電路採用了鎳 鎘電池，這種電池可造成嚴重的環境汙染，目前絕大部分國家已嚴格禁止生產和使用這種 電池。近年來，新型照明光源(LED)取得重大突破，光通量可達每瓦100流明，與同亮 度白熾燈相比，可節約80%的電能，達到同樣應急照明時間所需蓄電池的容量也可減少 80%。此外，LED的理論壽命可達10萬小時，為白熾燈的幾十倍。LED燈由直流電源供電， 可省去目前應急燈的逆變器，採用LED是應急照明電路的發展方向。近年來，一種安全性特 別好的磷酸鐵鋰電池已開始推廣應用。這種電池用於應急照明電路，不僅可大幅度降低應 急照明燈的體積和重量，還能確保應急燈安全照明。
實用新型內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種產品體積小，成本低廉，可以 實現不間斷照明的LED應急照明電路，為此，本實用新型採用如下的技術方案一種LED應急照明電路，包括充電器、鋰離子蓄電池、LED及其驅動電路，充電器包 括市電轉換電路、高頻隔離變換電路、功率開關電路、充電電壓輸出電路、穩壓採樣反饋電 路、光電隔離器；市電轉換電路對交流市電整流濾波後，輸給高頻隔離變換電路進行電壓轉 換；高頻隔離變換電路包括一至少有三個繞組的高頻變壓器及其輔助電路，高頻變壓器的 初級輸入端連接所述的功率開關電路的電流輸入端，高頻隔離變換電路的輔助電源通過光 電隔離器的輸出端與功率開關電路的控制端相連，充電電壓輸出電路將高頻變壓器輸出的 次級電壓整流濾波後輸出，穩壓反饋電路的輸出與光電隔離器的輸入端相接。本實用性的LED應急照明電路，所採用的鋰離子蓄電池為磷酸鐵鋰電池。在充電 器電路裡，高頻變壓器的輔助電源的輸出端與整流二極體的正極相接，負極與接地端子之 間接有電容，光電耦合器的兩個輸出端分別與整流二極體的負極和功率開關電路的控制端 相接。本實用新型提供的LED應急照明電路，採用LED作光源，鋰電池作貯能元件，利於 高頻變壓器開關電壓作為充電電源，可以實現高亮度、長壽命、低成本、不間斷應急照明。本 實用新型將安全性特別好的磷酸鐵鋰電池用於應急照明燈，不僅大幅度降低應急照明燈的體積和重量，還確保了應急燈安全照明。
圖1本實用新型的LED應急照明電路的結構框圖；圖2本實用新型的應急照明電路所採用的充電器的結構框圖；圖3本實用新型的應急照明電路所採用的第一種充電器的實施例的電路原理圖；圖4本實用新型的應急照明電路所採用的第二種充電器的實施例的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的詳述，本實用新型的LED應急照 明電路由鋰電池充電器、磷酸鐵鋰電池、LED及其驅動電路等部分組成，如圖1所示。交流 電網供電正常時，交流電源一方面經充電器對鋰離子蓄電池充電，保證蓄電池處於充足電 狀態，另一方面通過驅動電路給LED供給恆定電流，保證LED亮度恆定不變，交流供電中斷 後，蓄電池由浮充電狀態轉換為供電狀態，通過驅動電路可保證不間斷照明，不會出現瞬間 照明中斷。圖2為本實用新型的應急照明電路所採用的充電器的結構框圖。本實用新型的充 電器包括市電轉換電路、高頻隔離變換電路、功率開關電路、充電電壓輸出電路、穩壓採樣 反饋電路、光電隔離器；市電轉換電路對交流市電整流濾波後，輸入給高頻隔離變換電路進 行電壓轉換；高頻隔離變換電路由高頻變壓器及其輔助電路構成，高頻變壓器的初級輸入 端連接功率開關電路的電流輸入端，高頻隔離變換電路的輔助電源通過光電隔離器的輸出 端與功率開關電路的控制端相連，充電電壓輸出電路將高頻變壓器輸出的次級電壓整流濾 波後輸出，穩壓反饋電路對充電電壓輸出電路起穩壓作用，並用於檢測輸出電壓的變化，其 輸出與光電隔離器的輸入端相接。本實用新型的所採用的充電器的電路原理圖如圖3，充電器採用開關型AC-DC變 換器。AC220V交流電壓經Dl和Cf整流濾波後加到Tl高頻變壓器。Ul是功率開關管， D2、C2和ROl組成放電電路，起保護功率開關管的作用。Tl的初級輸入端與功率開關管的 漏極相連。Tl次級電壓經D3和C4整流濾波後輸出。R03、R04、R05、R1、Z01和Ql組成穩壓反 饋電路，當輸出電壓變動時，控制光電耦合器ICl的通斷，再控制功率開關管導通與關斷。Tl的輔助電源通過整流二極體D01、電容COl接地，兩者之間的引出線通過光電耦 合器的輸出端接到功率開關管的柵極。本實用新型的另一個實施例如圖4所示，兩個實施例電路原理基本相同，主要區 別點在於，圖3採用的是開關功率管，圖4採用的是一種功率開關電路控制晶片，型號為 kx4002o本發明的兩個實施例中，均採用磷酸鐵鋰電池，此種電池是一種新型鋰離子電池， 它具有體積小、重量輕、壽命長、安全性好等優點。在實際應用中，要求採用恆流轉恆壓充電 模式，充足電後，充電電流自動降到零。LED的正向電壓有一定的分散性，而且隨著環境溫度改變而改變，為了實現恆亮度 照明，都要求恆定電流驅動。LED的顯色指數大於80，遠遠高於最新國際標準規定的數值(40)，在LED應急照明燈下，可以很準確的分辨出各種物體的顏色。 LED燈工作電壓較低，耗電量特別小，應急照明燈採用光通量高達180流明的3W LED可達到30W白熾燈的照明效果，此外LED的發光角度可根據要求設計，而且可通過加裝 透鏡的方法，增加光線照射強度，因此，在要求的照明範圍內，燈光照度遠遠高於最新國際 標準的要求。由於LED的實際壽命通常可達5萬小時，因此不需要採用雙燈泡，由於所需電 量很小，因此選用一隻容量為4Ah的磷酸鐵鋰電池，應急照明時間可達4小時，遠遠高於最 新國際標準的要求。如果只要求達到最新國際標準要求的照明時間，只需要採用一隻IAh 的磷酸鐵鋰電池，這樣應急照明燈的成本會大大降低。
權利要求1.一種LED應急照明電路，包括充電器、鋰離子蓄電池、LED及其驅動電路，其特徵在 於，所述充電器包括市電轉換電路、高頻隔離變換電路、功率開關電路、充電電壓輸出電路、 穩壓採樣反饋電路、光電隔離器；所述市電轉換電路對交流市電整流濾波後，輸給高頻隔離 變換電路進行電壓轉換；所述高頻隔離變換電路包括一至少有三個繞組的高頻變壓器及其 輔助電路，所述高頻變壓器的初級輸入端連接所述的功率開關電路的電流輸入端，所述高 頻隔離變換電路的輔助電源通過光電隔離器的輸出端與功率開關電路的控制端相連，所述 充電電壓輸出電路將高頻變壓器輸出的次級電壓整流濾波後輸出，所述穩壓反饋電路的輸 出與光電隔離器的輸入端相接。
2.根據權利要求1所述的LED應急照明電路，其特徵在於，所述蓄電池為磷酸鐵鋰電池。
3.根據權利要求1所述的LED應急照明電路，其特徵在於，所述高頻變壓器的輔助電源 的輸出端與整流二極體的正極相接，負極與接地端子之間接有電容，光電耦合器的兩個輸 出端分別與整流二極體的負極和功率開關電路的控制端相接。
專利摘要本實用新型涉及一種LED應急照明電路，包括充電器、鋰離子蓄電池、LED及其驅動電路，其中的充電器包括市電轉換電路、高頻隔離變換電路、功率開關電路、充電電壓輸出電路、穩壓採樣反饋電路、光電隔離器；市電轉換電路對交流市電整流濾波後，加在高頻隔離變換電路；高頻變壓器的初級輸入端連接所述的功率開關電路的電流輸入端，其輔助電源通過光電隔離器的輸出端與功率開關電路的控制端相連，充電電壓輸出電路將高頻變壓器輸出的次級電壓整流濾波後輸出，穩壓反饋電路的輸出與光電隔離器的輸入端相接。本實用新型提供的不間斷LED應急照明電路具有不間斷照明，價格低廉，壽命長的優點。
文檔編號H05B37/00GK201781653SQ20102053205
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者袁志賢 申請人:袁志賢