應急燈用電子變壓器及其電源電路的製作方法

2023-05-08 15:26:06 2

本實用新型涉及燈具技術領域，尤其涉及一種應急燈用的電子變壓器以及這種電子變壓器使用的電源電路。

背景技術：

隨著近年一些重大火災的發生，人們的消防安全意識的增強，越來越多的住宅小區、寫字樓和商場都會安裝一些逃生用的應急燈或者逃生指示燈等。

現有的應急燈使用LED光源，並且使用電子變壓器將220V的市電轉換成直流電使用，現有的應急燈用電子變壓器的電路框圖如圖1所示，應急燈用的電子變壓器包括電源電路10、控制電路11、驅動電路12以及電池充放電電路14，電源電路10將220V的市電降壓並且轉換成低壓直流電後輸出至控制電路11，控制電路11根據控制驅動電路12以及電池充放電電路14的工作，例如，在發生緊急情況時需要使用應急燈發光的情況下，控制電路11向驅動電路12輸出控制信號，驅動電路12在控制信號下向LED光源13輸出驅動信號，從而驅動LED光源13發光。並且，控制電路11還向電池充放電電路14輸出信號，由此控制應急燈的電池的充放電。

參見圖2，電源電路10具有兩個接收市電的端子21、22，並且設有變壓器T，用於將220V的交流電降壓形成低壓交流電，變壓器T的輸出端連接至整流電路23，整流電路23為全橋整流電路，將低壓交流電整流形成低壓直流電，並且向電容C16供電，從而形成穩定的低壓直流電源VCC並提供給控制電路11。

然而，由於控制電路11的電源電壓為3.3V或者5V的低壓，因此變壓器T需要將220V的交流電變壓形成3.3V或者5V的低壓交流電，由於市電的頻率較低，只有50赫茲，因此變壓器T的體積很大，導致電源電路10的體積較大，不利於應急燈的小型化。並且，由於電源電路10使用的電子器件的生成成本較高，也導致電子變壓器的生產成本較高，增加了應急燈的生產成本。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型的主要目的是提供一種體積小、生產成本低的應急燈用電子變壓器的電源電路。

本實用新型的另一目的是提供一種體積小、生產成本低的應急燈用電子變壓器。

為了實現本實用新型的主要目的，本實用新型提供的應急燈用電子變壓器的電源電路包括變壓器以及接收變壓器輸出的交流電的第一整流電路，其中，該電源電路還包括第二整流電路以及逆變電路，第二整流電路將外部交流電整流後輸出至逆變電路，逆變電路將第二整流電路輸出的直流電變為高頻交流電後輸出至變壓器的一次側線圈。

由上述方案可見，第二整流電路將市電轉換成直流電後經過逆變電路的變換形成高頻交流電，再經過第一整流電路進行整流，這樣，變壓器是將高頻高壓的交流電變換形成低壓直流電，所使用的變壓器的體積較小，有利於電子變壓器以及應急燈的小型化。並且，電源電路所使用的電子器件成本較低，可以降低電子變壓器的生產成本。

進一步的方案是，逆變電路包括串聯在第二整流電路輸出端之間的第一開關器件及第二開關器件；變壓器的一次側線圈包括第一線圈、第二線圈以及第三線圈，第一開關器件的控制端接收第一線圈同名端輸出的電流信號，第二線圈的同名端連接至第一開關器件與第二開關器件的連接處，第二開關器件的控制端接收第三線圈的異名端輸出的電流信號。

由上可見，逆變電路設有自耦電路，通過自耦電路實現第一開關器件與第二開關器件的輪流導通，由此實現在第二線圈上形成交變的電流信號，也就形成高頻的交流電信號。

更進一步的方案是，第二線圈的同名端與第一開關器件的控制端之間連接有第一二極體；第三線圈的同名端與第二開關器件的控制端之間連接有第二二極體。

由上可見，通過第一二極體與第二二極體可以有效避免電流的反向流動，從而保證第一開關器件與第二開關器件的輪流導通，也就確保自耦電路的正常工作。

更進一步的方案是，第一開關器件的控制端與第二整流電路的輸出端之間連接有第一啟動電阻，第二開關器件的控制端與第二線圈的同名端之間連接有第二啟動電阻。

由上可見，設置第一啟動電阻以及第二啟動電阻來確保自耦電路的啟動，在逆變電路初始上點的時候，通過第一啟動電阻或者第二啟動電阻實現第一開關器件或者第二開關器件的導通，從而向變壓器的一次側線圈充電，進而實現自耦電路的工作。

為了實現本實用新型的另一目的，本實用新型提供的應急燈用電子變壓器包括電源電路、接收電源電路輸出電壓的控制電路、接收控制電路輸出電壓的啟動電路，電源電路包括變壓器以及接收變壓器輸出的交流電的第一整流電路；其中，電源電路還包括第二整流電路以及逆變電路，第二整流電路將外部交流電整流後輸出至逆變電路，逆變電路將第二整流電路輸出的直流電變為高頻交流電後輸出至變壓器的一次側線圈。

由上述方案可見，第二整流電路將市電轉換成直流電後經過逆變電路的變換形成高頻交流電，再經過第一整流電路進行整流，這樣，變壓器是將高頻高壓的交流電變換形成低壓直流電，所使用的變壓器的體積較小，有利於電子變壓器以及應急燈的小型化。並且，電源電路所使用的電子器件成本較低，可以降低電子變壓器以及應急燈的生產成本。

附圖說明

圖1是現有應急燈用電子變壓器的電原理框圖。

圖2是現有應急燈用電子變壓器的電源電路的電路圖。

圖3是本實用新型應急燈用電子變壓器的電源電路實施例的電路圖。

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

具體實施方式

本實用新型的電子變壓器應用在應急燈上，並且向應急燈的LED光源提供電源。本實用新型的電子變壓器具有電源電路、控制電路以及驅動電路，當然，還可以設置電池充放電電路，電源電路用於將220V的市電變換形成低壓直流電，並且向控制電路、驅動電路提供低壓直流電，當然，還可以向電池充放電電路供電。

控制電路用於控制驅動電路的工作，例如，控制電路接收到需要驅動LED光源發光的控制信號時，控制電路向驅動電路輸出控制信號，驅動電路在控制信號下向LED光源輸出驅動信號，從而驅動LED光源發光。另外，控制電路還根據電池充放電電路的電流情況向電池充放電電路輸出信號，從而控制電池充放電電路的工作。

參照圖3，電源電路具有用於接收市電的端子31、32，並且設有整流電路33，整流電路33的兩個輸入端與端子31、32連接，接收220V的市電，並且將市電轉換成直流電輸出。本實施例中，整流電路33為全橋整流電路，並且將轉換後的直流電輸出至逆變電路35。可見，逆變電路35接收的直流電信號並未經過降壓處理，因此逆變電路35接收到的是高壓直流電信號。

逆變電路35具有作為開關器件的三極體Q1、Q2，且逆變電路35與變壓器的一次側線圈連接，本實施例中，逆變電路形成一個自耦電路，向變壓器一次側線圈輸出交變的電流信號，從而在一次側線圈上形成交流電。一次性線圈包括三個線圈，分別是線圈T1、T2以及T3。

三極體Q2與Q1串聯連接在整流電路33的輸出端之間，三極體Q2的集電極與整流電路33的正向輸出端連接，發射極通過電阻R4連接三極體Q1的集電極，三極體Q1的發射極通過電阻R3連接至整理電路33的負向輸出端。並且，三極體Q2的基極，也就是三極體Q2的控制端通過啟動電阻R2連接至整流電路33的正向輸出端，並且通過電阻R6、電容C5連接至線圈T1的同名端，三極體Q2的發射極還通過電阻R4連接至線圈T2的同名端。在三極體Q2的基極與線圈T2的同名端之間連接有二極體D10，二極體D10的陽極連接至線圈T2的同名端，陰極連接至三極體Q2的基極。

三極體Q1的基極，即三極體Q1的控制端通過電阻R1連接至線圈T2的同名端，並且通過電R5以及電容C4連接至線圈T3的異名端。在三極體Q1的基極與線圈T3的同名端之間連接有二極體D9，二極體D9的陽極連接至線圈T3的同名端，陰極連接至三極體Q1的基極。

當整流電路33向逆變電路輸出直流信號時，在初始階段，三極體Q1與三極體Q2均處於截止狀態，電流流經電阻R2，因此在三極體Q2的基極形成高電平信號，此時三極體Q2導通，電流流經三極體Q2、電阻R4流進線圈T2的同名端，也就在線圈T2上形成自同名端到異名端流動的電流信號。電流流進線圈T2後，經過電容C3到整流電路33的負向輸出端。此時，線圈T2充電並且儲能，線圈T2異名端處電壓逐漸升高。

當線圈T2的異名端電壓升高後，線圈T1與線圈T3的異名端電壓也隨之升高，由於三極體Q2的基極與發射極之間的電壓差降低，三極體Q2截止。此時，由於三極體Q1的基極處電壓升高，三極體Q1導通，整流電路33輸出的電流流經電容C2並流進線圈T2的異名端，再經過線圈T2的同名端後經過三極體Q1、電阻R3後流進整流電路33的負向輸出端。此時，線圈T2上形成從異名端到同名端的電流流動。

當線圈T2同名端電壓升高後，三極體Q2導通並且三極體Q1截止，線圈T2上再次形成自同名端到異名端的電流流動，隨著三極體Q1與三極體Q2的輪流導通與截止，在線圈T2上形成方向變換的電流，從而形成交流電。因此，在變壓器的二次側線圈T4上將形成交流電信號，並且經過變壓器的降壓後可以獲得低壓直流電信號。

可見，逆變電路在啟動後，三極體Q1與三極體Q2將不斷交替的導通與截止，形成自耦電路，在線圈T2上將形成高頻的交流電信號，交流電信號的頻率可以高達20k赫茲。這樣，可以使用提交較小的變壓器實現降壓，電源電路以及電子變壓器的體積可以做的更小，有利於應急燈的小型化。

變壓器的二次側線圈T4的兩端連接至整流電路34，本實施例中，整流電路34為全橋整流電路，整流電路34的輸出端連接有電容C6，並且形成直流電源VCC供控制電路使用。

由於電源電路將直流電逆變形成高頻交流電後再進行整流輸出，不但可以使用提交較小的變壓器，還可以降低電源電路使用的電子器件的生產成本，從而降低電子變壓器、應急燈的生產成本。

最後需要強調的是，以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種變化和更改，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。