一種應急電源切換電路及其led驅動電路的製作方法

2023-06-02 02:12:26

專利名稱：一種應急電源切換電路及其led驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種LED驅動電路，更具體地說，涉及一種應急電源切換電路及採用 該應急電源切換電路的LED驅動電路。
背景技術：
目前，在一般情況下LED是由交流電源進行供電的。因此，相應的LED驅動電路 也主要針對交流電源進行驅動。在某些情況下，LED也可通過直流電源進行供電，則相應的 LED驅動電路也僅適用於直流電源進行驅動。 然而，在某些特殊場合，如艦船上，LED燈具需要在交流電源出現故障時，改由應急 的電源進行供電，以滿足應急照明的要求。由於應急電源通常為直流源，而一般的由交流電 源驅動的LED驅動電路不適用於直流電源供電，因此，迫切需要一種帶有應急電源切換功 能的驅動電路來實現交直流電源的自動切換。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於，針對現有LED驅動電路的上述不具有交直流電源 自動切換功能的缺陷，提供一種應急電源切換電路及採用該應急電源切換電路的LED驅動 電路。 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是採用直流輸入電路、交流輸入電路 來分別接收直流電源輸入信號和交流電源輸入信號，由信號切換電路來實現交直流電源的 自動切換，將直流電源輸入信號或交流電源輸入信號輸入驅動控制電路，從而驅動LED發 光。 本發明提供了一種應急電源切換電路，包括 直流輸入電路，輸入端與直流電源相連，用於接收直流電源輸入信號； 交流輸入電路，輸入端與交流電源相連，用於接收交流電源輸入信號； 信號切換電路，連接在所述直流輸入電路和所述交流輸入電路之間，所述信號切
換電路在交流輸入電路接收到交流電源輸入信號時關斷直流輸入電路的輸出，使交流輸入
電路的交流電源輸入信號作為應急電源切換電路的輸出來驅動LED工作；所述信號切換電
路在交流輸入電路接收不到交流電源輸入信號時開啟直流輸入電路的輸出，使直流輸入電
路的直流電源輸入信號作為應急電源切換電路的輸出來驅動LED工作。 在本發明所述的應急電源切換電路中，所述信號切換電路包括第一二極體，所述
第一二極體的陽極與所述直流輸入電路的輸出端相連，所述第一二極體的陰極與所述交流
輸入電路的輸出端相連，以確保交流電源輸入信號的優先級。 在本發明所述的應急電源切換電路中，所述直流輸入電路包括第一功率因素校正 電路，所述第一功率因素校正電路包括第一晶片，通過調節第一晶片輸出的P麗波的佔空 比控制輸出的電壓和電流相位同步。 在本發明所述的應急電源切換電路中，所述交流輸入電路包括第二功率因素校正電路；所述第二功率因素校正電路包括第二晶片，通過調節第二晶片輸出的P麗波的佔空 比控制輸出的電壓和電流相位同步，經第二功率因素校正電路校正後的交流電源輸入信號 的電壓值大於所述直流電壓輸入信號的電壓值。 在本發明所述的應急電源切換電路中，所述信號切換電路還包括第一三極體，所 述第一三極體的基極通過第一電阻與所述第二功率因素校正電路的第二晶片的電源端相 連，所述第一三極體的基極與發射極之間連有第二電阻，所述第一三極體的集電極通過第 三電阻與所述第一功率因素校正電路的第一晶片的電源端相連。 在本發明所述的應急電源切換電路中，所述直流輸入電路還包括連接在所述直流
電源和第一功率因素校正電路之間的第一濾波電路和第一全橋整流電路。 在本發明所述的應急電源切換電路中，所述交流輸入電路還包括連接在所述交流
電源和第二功率因素校正電路之間的第二濾波電路和第二全橋整流電路。 在本發明所述的應急電源切換電路中，所述直流輸入電路設有第一熔斷器，所述
交流輸入電路設有第二熔斷器。 本發明還提供了一種帶應急電源切換功能的LED驅動電路，包括上述的應急電源 切換電路，以及與所述應急電源切換電路的輸出端相連的驅動控制電路，用於接收直流電 源輸入信號或交流電源輸入信號以驅動LED工作。 在本發明所述的帶應急電源切換功能的LED驅動電路中，所述驅動控制電路包括 過壓保護電路。 實施本發明的應急電源切換電路及其LED驅動電路，具有以下有益效果本發明 能夠以交流電源作為優先電源，直流電源作為備用電源，實現了交直流電源的切換功能，使 普通LED燈具具備應急照明的能力。此外，本發明採用功率因素校正電路，大大提高了輸入 電壓的範圍，因此適用於大功率LED光源。同時本發明的LED驅動電路具有恆流和過壓過 流保護功能，提高了燈具的整體性能。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中 圖1是本發明帶應急電源切換功能的LED驅動電路實施例的模塊示意圖； 圖2是本發明帶應急電源切換功能的LED驅動電路中直流輸入電路實施例的電路
原理圖； 圖3是本發明帶應急電源切換功能的LED驅動電路中交流輸入電路實施例的電路 原理圖； 圖4是本發明帶應急電源切換功能的LED驅動電路中信號切換電路實施例的電路 原理圖； 圖5是本發明帶應急電源切換功能的LED驅動電路中驅動控制電路實施例的電路 原理圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。 請參閱圖l，為本發明帶應急電源切換功能的LED驅動電路實施例的模塊示意圖。 如圖1所示，本發明提供的帶應急電源切換功能的LED驅動電路採用應急電源切換電路。該 應急電源切換電路包括直流輸入電路100、交流輸入電路200、和信號切換電路300。
直流輸入電路100的輸入端與直流電源100'相連，用於接收直流電源輸入信號； 交流輸入電路200的輸入端與交流電源200'相連，用於接收交流電源輸入信號。
信號切換電路300連接在所述直流輸入電路100和所述交流輸入電路200之間。 所述信號切換電路300在交流輸入電路200接收到交流電源輸入信號時關斷直流輸入電路 100的輸出，使交流輸入電路200的交流電源輸入信號作為應急電源切換電路的輸出來驅 動LED工作；所述信號切換電路300在交流輸入電路200接收不到交流電源輸入信號時開 啟直流輸入電路100的輸出，使直流輸入電路100的直流電源輸入信號作為應急電源切換 電路的輸出來驅動LED工作。 本發明提供的帶應急電源切換功能的LED驅動電路還包括驅動控制電路400。驅 動控制電路400與所述應急電源切換電路的輸出端相連，即直流輸入電路100和交流輸入 電路200的輸出端連接到驅動控制電路400，為驅動控制電路400提供直流電源輸入信號或 交流電源輸入信號。驅動控制電路400接收該直流電源輸入信號或交流電源輸入信號後驅 動LED500工作。 請參閱圖2至圖5，為本發明帶應急電源切換功能的LED驅動電路實施例的電路原
理圖。下面分別對各個模塊的組成和電路原理進行描述
1、直流輸入電路100 圖2是本發明帶應急電源切換功能的LED驅動電路中直流輸入電路實施例的電路 原理圖；如圖2所示，所述直流輸入電路100包括依次連接的第一濾波電路、第一全橋整流 電路和第一功率因素校正電路。 直流輸入電路100的輸入端與直流電源100'相連，並設有第一熔斷器F2，以防止 輸入電流過大對電路造成損壞。所述第一濾波電路包括電容CY6、電容CY7、耦合電感L8和 電容C52。所述直流輸入電路100的第一輸入端通過電容CY6接地，所述直流輸入電路100 的第二輸入端通過電容CY7接地。所述直流輸入電路100的第一輸入端接耦合電感L8的 第一繞組的第一端，所述直流輸入電路100的第二輸入端接耦合電感L8的第二繞組的第一 端，耦合電感L8的第一繞組的第二端和第二繞組的第二端之間連有電容C52。
第一全橋整流電路用於對直流輸入信號的整流。其包括由二極體D22、二極體 D23、二極體D24和二極體D25組成的整流橋堆。所述二極體D22的陽極與所述耦合電感L8 的第一繞組的第二端相連，所述二極體D24的陽極與所述耦合電感L8的第二繞組的第二端 相連。所述二極體D23的陽極與所述二極體D25的陽極接地；所述二極體D22的陰極和所 述二極體D24的陰極相連並通過電感L9作為第一全橋整流電路的輸出；所述第一全橋整流 電路的輸出端通過並聯的電容C53和C54接地。 所述第一功率因素校正電路至少包括變壓器T3、二極體D30、電解電容C63、三極 管Q12、第一晶片U7和場效應管Q13 ; 變壓器T3的原邊繞組的第一端接第一全橋整流電路的輸出端，第二端接所述二 極管D30的陽極；變壓器T3的原邊繞組的第一端和變壓器T3的原邊繞組的第二端之間連有正向的二極體D29 ;二極體D30的陰極通過熱敏電阻NTV2連接到電解電容C63的正極， 電解電容C63的負極接地；電解電容C63的正極通過正向的二極體D31接節點V0UT1。
變壓器T3的副邊繞組第一端接地，第二端依次通過電阻R84、電容C59、正向的二 極管D27連接到三極體Q12的集電極，二極體D27的陽極通過反向的二極體D28接地，二極 管D27的陰極通過電容C58接地，三極體Q12的集電極與基極之間連接電阻R83，三極體Q12 的基極通過正向的穩壓管ZD10接地；三極體Q12的發射極通過正向的二極體D29連接到第 一晶片U7的第8腳(VCC);第一全橋整流電路的輸出端與二極體D29之間連有電阻R79、電 阻R80和電阻R81 ;二極體D29的陰極通過並聯的電容C62、電容C61和正向的穩壓管ZD 11 接地，穩壓管ZD11的陰極為節點Kl，並通過正向的二極體D32接節點K2。
變壓器T3的原邊繞組的第一端通過電阻R76、電阻R77、電阻R78接地，電阻R78 兩端並有電容C55，電阻R77和電阻R78之間的節點與第一晶片U7的第3腳(MU)相連；電 解電容C63的正極通過電阻R91、電阻R92、電阻R93、電阻R94接地，電阻R93和電阻R94之 間的節點與所述第一晶片U7的第1腳(INV)相連，所述第一晶片U7的第1腳(INV)和第2 腳(COM)之間連有電容C57 ;電容C56和電阻R82串聯在所述第一晶片U7的第1腳(INV) 和第2腳(COM)之間；所述第一晶片U7的第4腳(CS)通過電容C60接地；所述第一晶片 U7的第5腳(ZCD)通過電阻R85與所述變壓器T3的副邊繞組第二端連接；
場效應管Q13的漏極與二極體D30的陽極相連，場效應管Q13的源極通過電阻R89 接地，場效應管Q13的柵極通過電阻R85連接到所述第一晶片U7的第7腳(G)，所述場效應 管Q13的柵極與源極之間連有電阻R87 ;所述場效應管Q13的源極通過電阻R88連到所述 第一晶片U7的第4腳(CS)。第一功率因素校正電路通過調節輸出的P麗波的佔空比，控制 三極體Q13的導通時間，從而控制輸出的電壓和電流相位同步。
2、交流輸入電路200 圖3是本發明應急電源切換電路中交流輸入電路實施例的電路原理圖；如圖3所 示，交流輸入電路200的輸入端與交流電源200'相連，並設有第二熔斷器Fl，以防止輸入 電流過大對電路造成損壞。所述第二濾波電路包括滑動變阻器VR1、電阻Rl、電阻R2、電容 CX1、電容CY1、電容CY2、耦合電感Ll、電容CY3、電容CY4、耦合電感L2、電容CY2、電感L3和 電感L4。其中，電阻Rl和電阻R2串聯在交流輸入電路200的第一輸入端和第二輸入端之 間；滑動變阻器VR1連在所述交流輸入電路200的第一輸入端和第二輸入端之間，電容CX1 連在所述交流輸入電路200的第一輸入端和第二輸入端之間。所述交流輸入電路200的第 一輸入端通過電容CY1接地，所述交流輸入電路200的第二輸入端通過電容CY1接地。所 述交流輸入電路200的第一輸入端接耦合電感L1的第一繞組的第一端，所述交流輸入電路 200的第二輸入端接耦合電感L1的第二繞組的第一端，耦合電感L1的第一繞組的第二端通 過電容CY3接地；耦合電感Ll的第二繞組的第二端通過電容CY4接地。耦合電感Ll的第 一繞組的第二端與所述耦合電感L2的第一繞組的第一端相連，耦合電感L1的第二繞組的 第二端與所述耦合電感L2的第二繞組的第一端相連。耦合電感L2的第一繞組的第二端與 所述耦合電感L2的第二繞組的第二端之間連有電容CY2。耦合電感L2的第一繞組的第二 端連在電感L3的第一端，所述耦合電感L2的第二繞組的第二端連在電感L4的第一端。
第二全橋整流電路包括由二極體Dl、二極體D2、二極體D3和二極體D4組成的整 流橋堆。所述二極體D1的陽極與所述電感L3的第二端相連，所述二極體D3的陽極與所述電感L4的第二端相連。所述二極體D2的陽極與所述二極體D4的陽極接地；所述二極體 Dl的陰極和所述二極體D3的陰極相連作為第二全橋整流電路的輸出；所述第二全橋整流 電路的輸出端通過並聯的電容Cl、電容C2和電容C3接地。 所述第二功率因素校正電路至少包括變壓器Tl、二極體D8、電解電容C12、電解電 容C13、三極體Ql、第二晶片Ul和場效應管Q2 ; 變壓器T1的原邊繞組的第一端接第二全橋整流電路的輸出端，第二端接所述二 極管D8的陽極；變壓器T1的原邊繞組的第一端和變壓器T1的原邊繞組的第二端之間連有 正向的二極體D29 ;二極體D8的陰極通過熱敏電阻NTV2連接到電解電容C12和電解電容 C13的正極，電解電容C12和電解電容C13的負極接地；電解電容C12的正極通過正向的二 極管D9接交流輸入電路200的輸出端，即節點V0UT1。 變壓器T1的副邊繞組第一端接地，第二端依次通過電阻R11、電容C6、正向的二極 管D5連接到三極體Ql的集電極，二極體D5的陽極通過反向的二極體D6接地，二極體D5 的陰極通過電容C5接地，三極體Q1的集電極與基極之間連接電阻R10，三極體Q1的基極 通過正向的穩壓管ZD1接地；三極體Ql的發射極通過正向的二極體D7連接到第一晶片U7 的第8腳(VCC)，為其提供工作電壓；第二全橋整流電路的輸出端與二極體D7的陰極之間 連有電阻R6、電阻R7和電阻R8 ;二極體D7的陰極通過並聯的電容C9、電容Cll和正向的 穩壓管ZD2接地，穩壓管ZD2的陰極接節點K3，並通過二極體D33接節點K2。
變壓器T1的原邊繞組的第一端通過電阻R3 、電阻R4、電阻R5接地，電阻R5兩端 並有電容C4，電阻R4和電阻R5之間的節點與第二晶片Ul的第3腳(MU)相連；電解電容 C12的正極通過電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20接地，電阻R19和電阻R20之間的 節點與所述第二晶片Ul的第1腳(INV)相連，所述第二晶片Ul的第1腳(INV)和第2腳 (COM)之間連有電容C8 ;電容C7和電阻R9串聯在所述第二晶片Ul的第1腳(INV)和第2 腳(COM)之間；所述第二晶片Ul的第4腳(CS)通過電容C9接地；所述第二晶片Ul的第5 腳(ZCD)通過電阻R12與所述變壓器Tl的副邊繞組第二端連接； 場效應管Q2的漏極與二極體D8的陽極相連，場效應管Q2的源極通過電阻R16接 地，場效應管Q2的柵極通過電阻R13連接到所述第二晶片Ul的第7腳(G)，所述場效應管 Q2的柵極與源極之間連有電阻R14 ;所述場效應管Q2的源極通過電阻R15連到所述第二芯 片U1的第4腳(CS)。第二功率因素校正電路通過調節輸出的P麗波的佔空比，控制三極體 Q2的導通時間，從而控制輸出的電壓和電流相位同步。
3、信號切換電路300 圖4是本發明應急電源切換電路中信號切換電路實施例的電路原理圖。如圖4所 示，所述信號切換電路300至少包括第一二極體D31，所述第一二極體D31的陽極與所述交 流輸入電路200的輸出端相連，所述第一二極體D31的陰極與所述交流輸入電路200的輸 出端相連，以確保交流電源輸入信號的優先級。 所述信號切換電路300還包括第一三極體Q14，所述第一三極體Q14的基極通過第 一電阻R96與所述第二功率因素校正電路的第二晶片U1的電源端，即第8腳(VCC)相連， 所述第一三極體Q14的基極與發射極之間連有第二電阻R95，所述第一三極體Q14的集電極 通過第三電阻R90與所述第一功率因素校正電路的第一晶片U7的電源端，即第8腳(VCC) 相連。
正常情況下，交流電源供電，第二晶片Ul工作正常，則第一三極體Q14導通，因此 第二晶片U7的工作電壓被置為低電位，低於0.5V，所以第一因素校正電路不會工作。由於 第一二極體D31陽極連接直流系統輸出，陰極連接交流系統輸出，那麼此時第一二極體D31 的陽極電壓約為310V，而陰極為300V左右，所以此時優先級為交流，這樣整個電路就依靠 交流提供能源，直流為備用。 特殊情況下，當交流電源停止輸入，則第一三極體Q14關閉，那麼第二晶片U7的工 作電壓約為17V，第一因素校正電路正常工作，此時第一二極體D31陽極電壓約為380V左 右，高於陰極電壓，所以此時直流系統提供能源。當交流電源恢復供電時，第一三極體Q14 導通，交流電源向後續驅動電路供電。
4、驅動控制電路400 圖5是本發明應急電源切換電路中驅動控制電路實施例的電路原理圖；如圖5所 示，驅動控制電路400包括控制部分、驅動部分、反饋部分和過壓保護部分；
控制部分包括控制晶片U2和場效應管Q8、 Q9、電阻R44、 R46、 R43、 R45、 R40、 R38、 二極體D14、D13。光耦U3的輸出端正極通過分壓電阻R40、R38連接控制晶片U2的第4腳 (RF)，控制晶片U2的第15腳(HVG)通過電阻R43接場效應管Q8的柵極，場效應管Q8的漏 極接交流輸入電路200的輸出端，即節點V0UT1，其源極接場效應管Q9的漏極，場效應管Q9 的柵極通過電阻R45接控制晶片U2的第11腳(LVG)，其源極接地，二極體D14的陽極接場 效應管Q8的柵極，其陰極接控制晶片的第15腳，二極體D14用於場效應管Q8的短路保護， 同樣地，二極體D13連接在場效應管Q9的柵極和控制晶片U2第11腳之間，電阻R44連接 在場效應管Q8的柵極和源極之間，電阻R46連接在場效應管Q9的柵極和源極之間，控制芯 片U2的第14腳(OUT)連接場效應管Q8的源極。 控制晶片U2根據第4腳(RF)輸入的反饋迴路的控制信號輸出相應佔空比的脈寬 調製信號。例如，LED的電壓或電流過高，光耦U3的輸出端正極為低電平，控制晶片U2根 據第4腳(RF)的低電平信號減小輸出電壓的佔空比，即調整場效應管Q8、Q9的交替導通時 間，來達到調整輸出電壓的目的，具體為，當控制晶片U2的第15腳(HVG)為高電平時，場效 應管Q8導通，其第14腳(OUT)輸出的電壓為高電平；當控制晶片U2的第11腳(LVG)為高 電平時，場效應管Q9導通，其第14腳(OUT)輸出的電壓為低電平，控制晶片U2通過控制其 第15腳(HVG)和第ll腳(LVG)交替輸出高電平的導通時間來達到輸出不同電壓的目的。
控制部分還包括限制穩壓電源，穩壓二極體ZD3、ZD4、ZD5依次串聯，其中，穩壓二 極管ZD3的陰極接交流輸入電路200的輸出端，穩壓二極體ZD5的陽極接三極體Q6的集電 極，三極體Q6的基極接穩壓二極體ZD6的陰極，其發射極通過電阻R24接穩壓二極體ZD6 的陽極，電阻R22、R23串聯後連接在穩壓二極體ZD6的陽極和三極體Q4的基極之間。三極 管Q3的基極通過電阻R25接地，其集電極接三極體Q6的基極，其發射極接地。二極體D10 的陽極接穩壓二極體ZD6的陽極，其陰極連接二極體D12的陰極，二極體D12的陽極連接三 極管Q10的發射極，三極體Q10的基極接穩壓二極體ZD7的陰極，其集電極連接二極體Dll 的陰極，穩壓二極體ZD7的陽極接地，二極體Dll的陽極通過電阻R28連接驅動部分，電阻 R27連接在三極體Q10的集電極和基極之間，電容C16連接在穩壓二極體ZD7的陽極和二極 管Dll的陰極之間。電阻R26連接在三極體Q3的基極和三極體Q10的發射極之間。光耦 U4的輸出端正極通過反向的二極體D22接直流輸入電路100中穩壓二極體ZD11的陰極，即節點K2，電容C31和電阻R50並聯後，一端接光耦U4的輸出端正極和三極體Q7的發射極， 另一端接三極體Q7的基極，三極體Q7的基極通過電阻R49接三極體Q6的集電極，三極體 Q6的發射極接地，其基極通過並聯的電容C32和電阻R51接地，光耦U4的輸出端負極通過 兩串聯的電阻R52、R53接三極體Q6的基極，三極體Q7的集電極接電阻R52、 R53之間的節 點和二極體D17的陽極，二極體D17的陰極通過電阻R54接三極體Q3的基極，三極體Q6的 基極連接三極體Q5的基極，三極體Q5的發射極接地，其集電極通過依次串聯的電阻R29、 R30、R31接穩壓二極體ZD3的陰極，三極體Q5的集電極通過電阻R33接控制晶片U2的第7 腳(LIN)，電阻R32連接在三極體Q12的發射極和集電極之間。 限制穩壓電源工作時，三極體Q7截止，二極體17的陽極電壓為高，三極體Q3導 通，三極體Q4導通，輸入電壓經串聯的穩壓二極體ZD3、ZD4、ZD5後流經三極體Q10，三極體 Q10工作在飽和狀態，其集電極輸出的直流電壓經變壓器T2的次級繞組降壓後為反饋部分 提供工作電壓。 控制部分100還包括電流感應部分，電容C25、 C26、 C27、 C28、 C29、 C30並聯， 一端 接地，一端通過電感L7連接驅動部分，電感L7和電容C25之間的節點通過依次串聯的電 阻R48、 R47和電容C23接二極體D15的陽極，二極體D15的陰極接控制晶片U2的第6腳 (ISE)，電容C22與電阻R42並聯後連接在二極體D15的陰極和地之間，二極體D16的陰極 接二極體D15的陽極，其正極接地。電流感應部分用於感應LED的電流。
驅動部分包括變壓器T2、二極體D19、 D20，電容C34、 C37、 C38，電感L5、 L6，電阻 R55、 R56、 R57，連接LED的接口 J3、 J4，變壓器T2為雙繞組變壓器，其原邊主繞組的兩端分 別控制晶片U2的第14腳(OUT)和電流感應部分，其原邊次繞組的兩端分別接限制穩壓電 源和地；二極體D19的陽極連接變壓器T2的副邊主繞組的一端，二極體D20的陽極連接變 壓器T2的副邊主繞組的另一端，二極體D19和D20的陰極連接。接口 J3通過兩串聯的電 感L5、 L6連接二極體D19的陰極；接口 J4通過取樣電阻R57連接變壓器T2的副邊主繞組 的接地端。電容C34連接在二極體D19的陰極和接口 J4之間，電容C37連接在電感L5與 電感L6之間的節點和接口 J4之間，電容C38連在接口 J3、 J4之間，電阻R55和電阻R56分 別並聯在電容C37兩端。控制部分輸出的脈寬調製電壓信號經變壓器T2的主繞組降壓，然 後通過二極體D19、 D20後變為直流電，電感L5、 L6、電容C34、 C37、 C38用於濾波，經整流濾 波後的直流電驅動LED工作，電阻R59用於取樣LED的電流。 在反饋部分中，運放U5為雙運放，分別用於反饋LED的電壓和電流，運放U5的第 8腳接電源(Vcc)，其第4腳接地，其第2腳通過分壓電阻R60、 R61接驅動部分LED的正極 (未示出)，即接J3，其第6腳通過電阻R63接取樣電阻R57與LED之間的節點(未示出)， 即接J4，電源(Vcc)通過電阻R65、R66、R67接地，電阻R65、R66之間的節點接運放U5的第 3腳，電阻R66、 R67之間的節點接運放U5的第5腳，電源(Vcc)為運放U5提供基準電壓， 電容C46並聯於電阻R72、R73的兩端，電容C47並聯於電阻R73的兩端，電容C46、C47用於 運放U5基準電壓的短路保護，電壓基準源U6的取樣端與控制端連接電阻R66、 R67之間的 節點，其接地端接地，電阻R68、電容C45串聯後與電容C43並聯，連接在運放U5的第1腳 和第2腳之間，用於LED電壓取樣信號的相位補償，同理，電阻R69、電容C46串聯後與電容 C44連接，連接在運放第6腳和第7腳之間，用於LED電流取樣信號的相位補償，運放U5的 第1腳連接二極體D21的陰極，二極體D21的陽極連接光耦U3的輸入端負極，同理，運放U5的第7腳連接二極體D20的陰極，二極體D20的陽極連接光耦U3的輸入端負極，光耦U3的 輸入端正極通過電阻R70接電源(Vcc)，其輸出端負極接地，其輸出端正極接控制部分。
當電路工作時，若LED的電壓過高，運放U5的第1腳輸出低電平，光耦U3導通，其 輸出端正極輸出低電平；當LED的電流過高，運放U5的第7腳輸出低電平，光耦U3導通，其 輸出端正極輸出低電平。即，若LED的電壓或電流有至少一個過高時，光耦U3導通，向控制 部分輸出低電平。 反饋部分還包括線性穩壓電源，線性穩壓電源包括二極體D18，穩壓二極體ZD9， 三極體Qll，電阻R75、R59，電容C40，三極體Q11的發射極通過電容C40接地，電阻R62的一 端連接穩壓管ZD9的陰極和三極體Qll的基極，其另一端接三極體Qll的集電極，穩壓二極 管ZD9的陽極接地，電容C40並聯在電阻R59和穩壓二極體ZD9的兩端，三極體Qll的集電 極通過電阻R75連接二極體D18的負極，二極體D18的正極連接變壓器T2副邊次繞組的一 端，變壓器T2副邊次繞組的另一端接地。三極體Q11的發射極輸出電壓相當於電源(Vcc)。 控制部分100中的限制穩壓電源輸出的電壓經變壓器T2的次級繞組後降壓，再經線性穩壓 後輸出穩定的直流電，該直流電為反饋部分提供工作電源。 驅動控制電路400還包括過壓保護電路，所述過壓保護電路包括電阻R73、 R74、 R70、R71、R72、電容C49、光耦U4，電壓基準源U6。電阻R72、電容C49並聯後一端接地，另一 端通過電阻R71、R72接J3，光耦U4的輸入端正極通過電阻R73連接三極體Qll的發射極， 其輸入端負極連接電壓基準源U6的控制端，電壓基準源U6的接地端接地，其取樣端接電阻 R71和電阻R72之間的節點，電阻R79連接在三極體Qll的發射極和光耦U4的輸入端負極 之間。 當LED的電壓過高時，分壓電阻R71的電壓增高，電壓基準源U6的取樣端電壓增 高，其控制端的電壓減小，光耦U4導通，三極體Q6的基極的電壓為低電平，三極體Q5截止， 控制晶片的第7腳(LIN)為高電平，控制晶片U2關斷，停止LED的供電。另一方面，光耦U4 導通，三極體Qll的源極的電壓降低，三極體Q3截止，三極體Q4截止，限制穩壓電源關斷， 反饋部分從而停止工作，綜上，當LED的電壓過高時，控制部分、驅動部分和反饋部分都被 關斷，停止工作。 本發明的LED驅動電路以交流電源作為優先電源，直流電源作為備用電源，實現 了交直流電源的切換功能，使普通LED燈具具備應急照明的能力。此外，本發明採用功率因 素校正電路，大大提高了輸入電壓的範圍，因此適用於大功率LED光源。同時本發明的LED 驅動電路具有恆流和過壓過流保護功能，提高了燈具的整體性能。 本發明是根據特定實施例進行描述的，但本領域的技術人員應明白在不脫離本發 明範圍時，可進行各種變化和等同替換。此外，為適應本發明技術的特定場合或材料，可對 本發明進行諸多修改而不脫離其保護範圍。因此，本發明並不限於在此公開的特定實施例， 而包括所有落入到權利要求保護範圍的實施例。
權利要求
一種應急電源切換電路，其特徵在於，包括直流輸入電路(100)，輸入端與直流電源(100』)相連，用於接收直流電源輸入信號；交流輸入電路(200)，輸入端與交流電源(200』)相連，用於接收交流電源輸入信號；信號切換電路(300)，連接在所述直流輸入電路(100)和所述交流輸入電路(200)之間，所述信號切換電路(300)在交流輸入電路(200)接收到交流電源輸入信號時關斷直流輸入電路(100)的輸出，使交流輸入電路(200)的交流電源輸入信號作為應急電源切換電路的輸出來驅動LED工作；所述信號切換電路(300)在交流輸入電路(200)接收不到交流電源輸入信號時開啟直流輸入電路(100)的輸出，使直流輸入電路(100)的直流電源輸入信號作為應急電源切換電路的輸出來驅動LED工作。
2. 根據權利要求l所述的應急電源切換電路，其特徵在於，所述信號切換電路(300)包 括第一二極體(D31)，所述第一二極體(D31)的陽極與所述直流輸入電路(100)的輸出端相 連，所述第一二極體(D31)的陰極與所述交流輸入電路(200)的輸出端相連，以確保交流電 源輸入信號的優先級。
3. 根據權利要求2所述的應急電源切換電路，其特徵在於，所述直流輸入電路(100)包 括第一功率因素校正電路，所述第一功率因素校正電路包括第一晶片(U7)，通過調節第一 晶片(U7)輸出的P麗波的佔空比控制輸出的電壓和電流相位同步。
4. 根據權利要求3所述的應急電源切換電路，其特徵在於，所述交流輸入電路(200)包 括第二功率因素校正電路；所述第二功率因素校正電路包括第二晶片(Ul)，通過調節第二 晶片(Ul)輸出的P麗波的佔空比控制輸出的電壓和電流相位同步，經所述第二功率因素校 正電路校正後的交流電源輸入信號的電壓值大於所述直流電壓輸入信號的電壓值。
5. 根據權利要求4所述的應急電源切換電路，其特徵在於，所述信號切換電路(300)還 包括第一三極體(Q14)，所述第一三極體(Q14)的基極通過第一電阻(R96)與所述第二功率 因素校正電路的第二晶片(Ul)的電源端(VCC)相連，所述第一三極體(Q14)的基極與發射 極之間連有第二電阻(R95)，所述第一三極體(Q14)的集電極通過第三電阻(R90)與所述第 一功率因素校正電路的第一晶片(U7)的電源端(VCC)相連。
6. 根據權利要求3所述的應急電源切換電路，其特徵在於，所述直流輸入電路(100)還 包括連接在所述直流電源(100')和第一功率因素校正電路之間的第一濾波電路和第一全 橋整流電路。
7. 根據權利要求4所述的應急電源切換電路，其特徵在於，所述交流輸入電路(200)還 包括連接在所述交流電源(200')和第二功率因素校正電路之間的第二濾波電路和第二全 橋整流電路。
8. 根據權利要求6或7所述的應急電源切換電路，其特徵在於，所述直流輸入電路 (100)設有第一熔斷器(F2)，所述交流輸入電路(200)設有第二熔斷器(Fl)。
9. 一種帶應急電源切換功能的LED驅動電路，其特徵在於，包括權利要求1至8中任意 一項所述的應急電源切換電路，以及與所述應急電源切換電路的輸出端相連的驅動控制電 路(400)，用於接收直流電源輸入信號或交流電源輸入信號以驅動LED(500)工作。
10. 根據權利要求9所述的帶應急電源切換功能的LED驅動電路，其特徵在於，所述驅 動控制電路(400)包括過壓保護電路。
全文摘要
本發明涉及一種應急電源切換電路，包括直流輸入電路，輸入端與直流電源相連，用於接收直流電源輸入信號；交流輸入電路，輸入端與交流電源相連，用於接收交流電源輸入信號；信號切換電路，連接在直流輸入電路和交流輸入電路之間，實現直流電源輸入信號和交流電源輸入信號的自動切換。本發明還相應提供了一種帶應急電源切換功能的LED驅動電路。本發明的LED驅動電路以交流電源作為優先電源，直流電源作為備用電源，實現了交直流電源的切換功能，使普通LED燈具具備應急照明的能力。
文檔編號H02J9/06GK101720154SQ20091018893
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者周明傑, 李萬豐, 陳永倫 申請人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司