一種蓄電池充電電路及led燈具的製作方法
2023-12-08 22:41:41 1
專利名稱：一種蓄電池充電電路及led燈具的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子照明領域，尤其涉及ー種蓄電池充電電路及LED燈具。
背景技術：
目前，LED作為ー種新型光源，具有節能、環保、高效的特點，已被作為照明光源廣泛應用於各個領域。在許多需要臨時提供LED照明的場所，LED燈具中必須配置有蓄電池以維持其正常供電。現有技術所採用的LED燈具中的蓄電池充電電路是通過直接將恆定的直流電加載在蓄電池的正極以進行充電操作，當蓄電池滿電時通過指示燈提示用戶切斷直流電供給。然而，上述現有技術是採用恆定電流持續對蓄電池進行充電會導致蓄電池的使用壽命縮短，且在蓄電池滿電時並不能自動調整充電電流以防止蓄電池過充電。因此，現有技術存在無法自動調整充電電流的問題。
發明內容
本發明的目的在於提供ー種蓄電池充電電路，g在解決現有技術存在的無法自動調整充電電流的問題。本發明是這樣實現的，ー種蓄電池充電電路，與交流電源、蓄電池及LED負載電路相連接，所述蓄電池充電電路包括:依次相連的EMI濾波單元、整流濾波單元、第一漏感電流吸收單元、變壓單元及輸出級濾波単元，所述EMI濾波單元的輸入端接所述交流電源，所述EMI濾波單元的第一輸出端和第二輸出端分別與所述整流濾波單元的第一輸入端和第二輸入端相連接，所述整流濾波単元的第一輸出端和第二輸出端分別與所述第一漏感電流吸收單元的輸入端及所述變壓單元的第二輸入端相連接，所述第一漏感電流吸收單元的第一輸出端和迴路端分別與所述變壓単元的第一輸入端和控制端相連接，所述變壓単元的輸出端接所述輸出級濾波単元的輸入端，所述輸出級濾波単元的輸出端同時與所述LED負載電路的輸入端及所述蓄電池的正極相連接；所述蓄電池充電電路還包括:PWM控制單元、第二漏感電流吸收單元以及電流反饋單元；PWM控制單元的電源端和反饋電流輸入端分別與所述第一漏感電流吸收單元的第ニ輸出端和所述電流反饋單元的第一輸出端相連接，所述第二漏感電流吸收單元的輸入端和迴路端分別與所述變壓単元的第二輸入端和反饋端相連接，所述第二漏感電流吸收單元的輸出端接所述電流反饋單元的第一電源端；所述蓄電池充電電路還包括用於對所述蓄電池的充電狀態進行檢測的充電檢測単元，所述充電檢測單元的電流輸出端和第一迴路端分別與所述電流反饋單元的第二電源端和第二輸出端相連接，所述充電檢測單元的第一電源端和第二電源端分別與所述變壓單元的輸出端和所述蓄電池的正極相連接，所述充電檢測單元的第二迴路端接所述蓄電池的負極；所述充電檢測單元包括:電阻R1、電阻R2、電阻R3、基準電壓源ZD1、電容Cl、電阻R4、電阻R5、可變電阻RWl及電阻R6，；所述電阻Rl的第一端和第二端分別為所述充電檢測單元的第一電源端和電流輸出端，所述電阻R2的第一端接所述電阻Rl的第一端，所述電阻R2的第二端同時與所述電阻R3的第一端及所述基準電壓源ZDl的陰極相連接，所述電阻R3的第二端接所述電容Cl的第一端，所述基準電壓源ZDl的參考極同時與所述電容Cl的第二端、所述電阻R4的第一端以及所述電阻R5的第一端相連接，所述基準電壓源ZDl的陽極接地，所述電阻R4的第二端為所述充電檢測單元的第二電源端，所述可變電阻RWl連接於所述電阻R5的第二端與所述電阻R6的第一端之間，所述電阻R6的第一端為所述充電檢測單元的第二迴路端，所述電阻R6的第二端接地。本發明的另一目的還在於提供ー種包括所述蓄電池充電電路的LED燈具。在本發明中，通過採用包括所述EMI濾波單元、所述整流濾波單元、所述第一漏感電流吸收單元、所述變壓単元、所述輸出級濾波単元、所述PWM控制單元、所述第二漏感電流吸收單元、所述電流反饋單元以及所述充電檢測單元構成的所述蓄電池充電電路，在對蓄電池進行充電的過程中實時調整蓄電池的充電電流，並在蓄電池充滿電後對其進行恆壓充電，以補充蓄電池自放電時的電量損耗，避免了過充電現象的發生，從而解決了現有技術存在的無法自動調整充電電流的問題。
圖1是本發明實施例提供的蓄電池充電電路的模塊結構圖；圖2是本發明實施例提供的蓄電池充電電路的示例電路圖。
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，對本發明進行進ー步詳細說明。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。圖1示出了本發明實施例提供的蓄電池充電電路的模塊結構圖，為了便於說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下:蓄電池充電電路100與交流電源200、蓄電池300及LED負載電路400相連接，蓄電池充電電路100包括:依次相連的EMI濾波單元101、整流濾波單元102、第一漏感電流吸收單元103、變壓單元104及輸出級濾波單元105，EMI濾波單元101的輸入端接交流電源200，EMI濾波單兀101的第一輸出端和第二輸出端分別與整流濾波單兀102的第一輸入端和第二輸入端相連接，整流濾波單元102的第一輸出端和第二輸出端分別與第一漏感電流吸收單元103的輸入端和變壓單元104的第二輸入端相連接，第一漏感電流吸收單元103的第一輸出端和迴路端分別與變壓單元104的第一輸入端和控制端相連接，變壓單元104的輸出端接輸出級濾波單元105的輸入端，輸出級濾波單元105的輸出端同時與LED負載電路400的輸入端及蓄電池300的正極相連接。
蓄電池充電電路100還包括:PWM控制單元106、第二漏感電流吸收單元107以及電流反饋單元108 ；PWM控制單元106的電源端和反饋電流輸入端分別與第一漏感電流吸收單元103的第二輸出端和電流反饋單元108的第一輸出端相連接，所述第二漏感電流吸收單元107的輸入端和迴路端分別與變壓單元104的第二輸入端和反饋端相連接，第二漏感電流吸收單元107的輸出端接電流反饋單元108的第一電源端。蓄電池充電電路100還包括用於對蓄電池300的充電狀態進行檢測的充電檢測單元109，充電檢測單元109的電流輸出端和第一迴路端分別與電流反饋單元108的第二電源端和第二輸出端相連接，充電檢測單元109的第一電源端和第二電源端分別與變壓單元104的輸出端和蓄電池300的正極相連接，充電檢測單元109的第二迴路端接蓄電池300的負極；充電檢測單元109包括:電阻R1、電阻R2、電阻R3、基準電壓源ZD1、電容Cl、電阻R4、電阻R5、可變電阻RWl及電阻R6 ；電阻Rl的第一端和第二端分別為充電檢測単元109的第一電源端和電流輸出端，電阻R2的第一端接電阻Rl的第一端，電阻R2的第二端同時與電阻R3的第一端及基準電壓源ZDl的陰極相連接，電阻R3的第二端接電容Cl的第一端，基準電壓源ZDl的參考極同時與電容Cl的第二端、電阻R4的第一端以及電阻R5的第一端相連接，基準電壓源ZDl的陽極接地，電阻R4的第二端為充電檢測單元109的第二電源端，可變電阻RWl連接於電阻R5的第二端與電阻R6的第一端之間，電阻R6的第一端為充電檢測單元109的第二迴路端，電阻R6的第二端接地。蓄電池充電電路100還包括連接於變壓單元104的輸出端與輸出級濾波單元105的輸入端之間的整流ニ極管Dl。圖2示出了本發明實施例提供的蓄電池充電電路的示例電路圖，為了便於說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下:作為本發明ー實施例，EMI濾波單元101包括電容C2、變壓器Tl、電容C3、電阻R7、電容C4以及電容C5 ；電容C2的第一端和第二端構成EMI濾波單元101的輸入端，變壓器Tl的初級繞組的第一端和次級繞組的第一端分別與電容C2的第一端和第二端相連接，電容C2和電阻R7均連接於變壓器Tl的初級繞組的第二端和次級繞組的第二端之間，電容C4的第一端為EMI濾波單兀101的第一輸出端，電容C4的第二端和電容C5的第一端均接機殼地，電容C5的第二端為EMI濾波單元101的第二輸出端。作為本發明ー實施例，整流濾波單元102包括:整流橋BRl、電解電容C6及電容C7 ;整流橋BRl的第一輸入端I和第二輸入端2分別為整流濾波單元102的第一輸入端和第二輸入端，整流橋BRl的接地端3接地，整流橋BRl的輸出端為整流濾波單元102的第一輸出端，電解電容C6的正極同時與整流橋BRl的輸出端及電容C7的第一端相連接，電解電容C6的負極同時與電容C7的第二端和地連接，電容C7的第二端為整流濾波單元102
的第二輸出端。作為本發明ー實施例，第一漏感電流吸收單元103包括:
隧道ニ極管D2、電阻R8、電容C8以及ニ極管D3 ；隧道ニ極管D2的陽極為第一漏感電流吸收單元103的輸入端，電阻R8的第一端同時與隧道ニ極管D2的陽極和電容CS的第一端相連接，電阻R8的第二端同時與隧道ニ極管D2的陰極和電容C8的第二端相連接，電容C8的第一端為第一漏感電流吸收單元103的第一輸出端，ニ極管D3的陽極和陰極分別為第一漏感電流吸收單元103的迴路端和第二輸出端，ニ極管D3的陰極與隧道ニ極管D2的陰極相連接。作為本發明ー實施例，變壓單元104為變壓器TR1，變壓器TRl包括初級線圈、次級線圈及輔助線圈，變壓器TRl的初級線圈的第一端I和第二端2分別為變壓單元104的第一輸入端和控制端，變壓器TRl的次級線圈的第一端3為變壓単元104的輸出端，變壓器TRl的次級線圈的第二端4接地，變壓器TRl的輔助線圈的第一端5和第二端6分別為變壓単元104的第二輸入端和反饋端。作為本發明ー實施例，輸出級濾波單元105包括:電解電容C9、電感L1、電解電容ClO及電容Cl I ；電解電容C9的正極接電感LI的第一端，電感LI的第一端和第二端分別為輸出級濾波單元105的輸入端和輸出端，電解電容ClO的正極同時與電感LI的第二端及電容Cll的第一端相連接，電解電容C9的負極、電解電容ClO的負極和電容Cll的第二端均接地。作為本發明ー實施例，PWM控制單元106為ー T0P227Y脈寬調製晶片Ul，T0P227Y脈寬調製晶片Ul的漏極D和控制極C分別為PWM控制單元106的電源端和反饋電流輸入端，T0P227Y脈寬調製晶片Ul的源極S接地。作為本發明ー實施例，第二漏感電流吸收單元107包括電容C12和ニ極管D4，電容C12的第一端為第二漏感電流吸收單元107的輸入端，電容C12的第二端接ニ極管D4的陰極，ニ極管D4的陽極和陰極分別為第二漏感電流吸收單元107的迴路端和輸出端。作為本發明ー實施例，電流反饋單元108包括光耦U2、電阻R9和電解電容C13，光耦U2的光敏三極體的集電極和發射極分別為電流反饋單元108的第一電源端和第一輸出端，電阻R9的第一端接光耦U2的光敏三極體的發射極，電阻R9的第二端接電解電容C13的正扱，電解電容C13的負極接地，光耦U2的發光二極體的陽極和陰極分別為電流反饋單元108的第二電源端和第二輸出端。在本發明實施例中，蓄電池充電電路100還包括:保險絲Fl，保險絲Fl連接於交流電源200的輸出端與電容C2的第一端之間，保險絲Fl在交流電源200的輸出電壓過大時快速熔斷以起到保護蓄電池充電電路100的作用。電容C14，變壓器TRl的次級線圈的第二端4、基準電壓源ZDl的陰極、電阻R6的第二端以及電解電容ClO的負極均通過電容C14接地。在本發明實施例中，LED負載電路400包括電阻RlO和發光二極體LEDl，電阻RlO的第一端接蓄電池300的正極，電阻RlO的第二端接發光二極體LEDl的陽極，發光二極體LEDl的陰極接蓄電池300的負極。以下結合工作原理對蓄電池充電電路100作進ー步說明，詳述如下:交流電源200輸出的交流電通過電容C2進入EMI濾波單元101，由EMI濾波單元101進行靜電噪聲濾除後加載在整流橋BRl的第一輸入端I和第二輸入端2，經整流橋BRl整流及電解電容C6和電容C7濾波後轉換成直流電輸出至變壓器TRl的初級線圈的第一端I，直流電由變壓器TRl對其進行電壓變換後輸出至整流ニ極管DI，變壓後的直流電經整流ニ極管Dl 二次整流後進入輸出級濾波単元105進行濾波，最後輸出至蓄電池300的正極並開始對蓄電池300進行充電。在對蓄電池300進行充電的初始時刻，直流電保持恆定電流值對蓄電池300進行充電。隨著充電過程的逐步推進，蓄電池300的電壓會逐步上升，充電電流從蓄電池300的負極流出並在電阻R6處產生充電反饋電壓，該充電反饋電壓由電阻R5和可變電阻RWl分壓後疊加在電阻R5的第一端,此時，電阻R5第一端的電壓加載在基準電壓源ZDl的參考極，且高於基準電壓源ZDl的基準電壓，於是，基準電壓源ZDl的內部電阻減小並反相導通，基準電壓源ZDl的導通電流増大，從而使流過電阻Rl和光耦Ul的發光二極體的電流也増大，光耦Ul通過內部光電耦合效應將其發光二極體的電流耦合至其光敏三極體的基板，進而使光敏三極體導通並從其發射極輸出反饋電流至T0P227Y脈寬調製晶片的控制極C，T0P227Y脈寬調製晶片根據反饋電流減小其脈寬的佔空比，從而減小變壓器TRl的第一端的輸入電壓，即減小變壓器TRl的輸出電壓，減小蓄電池300的充電電流。隨著上述充電電流調整過程的持續進行，充電電流會隨蓄電池電壓的増大而減小。當充電電流繼續減小到電阻R5第一端的電壓小於基準電壓源ZDl的基準電壓時，則表明蓄電池300已接近滿電狀態，此時，基準電壓源ZDl截止，光耦Ul無反饋電流輸出，則T0P227Y脈寬調製晶片維持其前一時刻輸出的脈寬佔空比，使變壓器TRl的輸入電壓恆定,輸出電壓也恆定,從而使蓄電池300在自放電時所損耗的電量得到及時的補充，達到為蓄電池300進行恆壓充電的目的。本發明實施例還提供了 ー種包括蓄電池充電電路300的LED燈具。在本發明實施例中，通過採用包括EMI濾波單元101、整流濾波單元102、第一漏感電流吸收單元103、變壓單元104、輸出級濾波單元105、PWM控制單元106、第二漏感電流吸收單元107、電流反饋單元108以及充電檢測單元109構成的蓄電池充電電路100，在對蓄電池進行充電的過程中實時調整蓄電池的充電電流，並在蓄電池充滿電後對其進行恆壓充電，以補充蓄電池自放電時的電量損耗，避免了過充電現象的發生，從而解決了現有技術存在的無法自動調整充電電流的問題。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種蓄電池充電電路，與交流電源、蓄電池及LED負載電路相連接，其特徵在於，所述蓄電池充電電路包括: 依次相連的EMI濾波單元、整流濾波單元、第一漏感電流吸收單元、變壓單元及輸出級濾波單元，所述EMI濾波單元的輸入端接所述交流電源，所述EMI濾波單元的第一輸出端和第二輸出端分別與所述整流濾波單元的第一輸入端和第二輸入端相連接，所述整流濾波單元的第一輸出端和第二輸出端分別與所述第一漏感電流吸收單元的輸入端及所述變壓單元的第二輸入端相連接，所述第一漏感電流吸收單元的第一輸出端和迴路端分別與所述變壓單元的第一輸入端和控制端相連接，所述變壓単元的輸出端接所述輸出級濾波単元的輸入端，所述輸出級濾波単元的輸出端同時與所述LED負載電路的輸入端及所述蓄電池的正極相連接； 所述蓄電池充電電路還包括: PWM控制單元、第二漏感電流吸收單元以及電流反饋單元； PWM控制單元的電源端和反饋電流輸入端分別與所述第一漏感電流吸收單元的第二輸出端和所述電流反饋單元 的第一輸出端相連接，所述第二漏感電流吸收單元的輸入端和迴路端分別與所述變壓単元的第二輸入端和反饋端相連接，所述第二漏感電流吸收單元的輸出端接所述電流反饋單元的第一電源端； 所述蓄電池充電電路還包括用於對所述蓄電池的充電狀態進行檢測的充電檢測単元，所述充電檢測單元的電流輸出端和第一迴路端分別與所述電流反饋單元的第二電源端和第二輸出端相連接，所述充電檢測單元的第一電源端和第二電源端分別與所述變壓単元的輸出端和所述蓄電池的正極相連接，所述充電檢測單元的第二迴路端接所述蓄電池的負極；所述充電檢測單元包括: 電阻R1、電阻R2、電阻R3、基準電壓源ZD1、電容Cl、電阻R4、電阻R5、可變電阻RWl及電阻R6，； 所述電阻Rl的第一端和第二端分別為所述充電檢測單元的第一電源端和電流輸出端，所述電阻R2的第一端接所述電阻Rl的第一端，所述電阻R2的第二端同時與所述電阻R3的第一端及所述基準電壓源ZDl的陰極相連接，所述電阻R3的第二端接所述電容Cl的第一端，所述基準電壓源ZDl的參考極同時與所述電容Cl的第二端、所述電阻R4的第一端以及所述電阻R5的第一端相連接，所述基準電壓源ZDl的陽極接地，所述電阻R4的第二端為所述充電檢測單元的第二電源端，所述可變電阻RWl連接於所述電阻R5的第二端與所述電阻R6的第一端之間，所述電阻R6的第一端為所述充電檢測單元的第二迴路端，所述電阻R6的第二端接地。
2.按權利要求1所述的蓄電池充電電路，其特徵在於，所述蓄電池充電電路還包括連接於所述變壓單元的輸出端與所述輸出級濾波単元的輸入端之間的整流ニ極管D1。
3.按權利要求1所述的蓄電池充電電路，其特徵在於，所述EMI濾波單元包括 電容C2、變壓器Tl、電容C3、電阻R7、電容C4以及電容C5 ； 所述電容C2的第一端和第二端構成所述EMI濾波單元的輸入端，所述變壓器Tl的初級繞組的第一端和次級繞組的第一端分別與所述電容C2的第一端和第二端相連接，所述電容C2和所述電阻R7均連接於所述變壓器Tl的初級繞組的第二端和次級繞組的第二端之間，所述電容C4的第一端為所述EMI濾波單元的第一輸出端，所述電容C4的第二端和所述電容C5的第一端均接機殼地，所述電容C5的第二端為所述EMI濾波單元的第二輸出端。
4.按權利要求1所述的蓄電池充電電路，其特徵在於，所述整流濾波單元包括: 整 流橋BRl、電解電容C6及電容C7 ; 所述整流橋BRl的第一輸入端和第二輸入端分別為所述整流濾波單元的第一輸入端和第二輸入端，所述整流橋BRl的接地端接地，所述整流橋BRl的輸出端為所述整流濾波單元的第一輸出端，所述電解電容C6的正極同時與所述整流橋BRl的輸出端及所述電容C7的第一端相連接，所述電解電容C6的負極同時與所述電容C7的第二端和地連接，所述電容C7的第二端為所述整流濾波單元的第二輸出端。
5.按權利要求1所述的蓄電池充電電路，其特徵在於，所述第一漏感電流吸收單元包括: 隧道ニ極管D2、電阻R8、電容C8以及ニ極管D3 ； 所述隧道ニ極管D2的陽極為所述第一漏感電流吸收單元的輸入端，所述電阻R8的第一端同時與所述隧道ニ極管D2的陽極和所述電容CS的第一端相連接，所述電阻R8的第二端同時與所述隧道ニ極管D2的陰極和所述電容CS的第二端相連接，所述電容CS的第一端為所述第一漏感電流吸收單元的第一輸出端，所述ニ極管D3的陽極和陰極分別為所述第一漏感電流吸收單元的迴路端和第二輸出端，所述ニ極管D3的陰極與所述隧道ニ極管D2的陰極相連接。
6.按權利要求1所述的蓄電池充電電路，其特徵在於，所述變壓単元為變壓器TR1，所述變壓器TRl包括初級線圈、次級線圈及輔助線圈，所述變壓器TRl的初級線圈的第一端和第二端分別為所述變壓単元的第一輸入端和控制端，所述變壓器TRl的次級線圈的第一端為所述變壓單元的輸出端，所述變壓器TRl的次級線圈的第二端接地，所述變壓器TRl的輔助線圈的第一端和第二端分別為所述變壓単元的第二輸入端和反饋端。
7.按權利要求1所述的蓄電池充電電路，其特徵在於，所述輸出級濾波単元包括: 電解電容C9、電感L1、電解電容ClO及電容Cll ； 所述電解電容C9的正極接所述電感LI的第一端，所述電感LI的第一端和第二端分別為所述輸出級濾波單元的輸入端和輸出端，所述電解電容ClO的正極同時與所述電感LI的第二端及所述電容Cll的第一端相連接，所述電解電容C9的負極、所述電解電容ClO的負極和所述電容Cll的第二端均接地。
8.按權利要求1所述的蓄電池充電電路，其特徵在於，所述PWM控制單元為ーTOP227Y脈寬調製晶片U1，所述TOP227Y脈寬調製晶片Ul的漏極和控制極分別為所述PWM控制單元的電源端和反饋電流輸入端，所述TOP227Y脈寬調製晶片Ul的源極接地。
9.按權利要求1所述的蓄電池充電電路，其特徵在於，所述第二漏感電流吸收單元包括電容C12和ニ極管D4，所述電容C12的第一端為所述第二漏感電流吸收單元的輸入端，所述電容C12的第二端接所述ニ極管D4的陰極，所述ニ極管D4的陽極和陰極分別為所述第ニ漏感電流吸收單元的迴路端和輸出端。
10.一種LED燈具，其特徵在於，所述LED燈具包括如權利要求1至9任ー項所述的蓄電池充電電路。
全文摘要
本發明屬於電子照明領域，提供了一種蓄電池充電電路及LED燈具。在本發明中，通過採用包括EMI濾波單元、整流濾波單元、第一漏感電流吸收單元、變壓單元、輸出級濾波單元、PWM控制單元、第二漏感電流吸收單元、電流反饋單元以及充電檢測單元構成的蓄電池充電電路，在對蓄電池進行充電的過程中實時調整蓄電池的充電電流，並在蓄電池充滿電後對其進行恆壓充電，以補充蓄電池自放電時的電量損耗，避免了過充電現象的發生，從而解決了現有技術存在的無法自動調整充電電流的問題。
文檔編號H02J7/04GK103094975SQ20111033749
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者周明傑, 管偉芳 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