CN2686187Y - 应急灯控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应急灯控制电路，包括电源部分、控制部分、逆变部分，控制单元中增设了电流控制单元、输出控制单元，电流控制单元对控制部分的输出电流大小进行控制，输出控制单元对控制部分的输出状态进行控制。该电路可对应急灯中的光源和电池进行恒流充电和恒压控制，并根据不同规格的电池可任意设定最佳涓流电流。此外，检测部分的增加，又可对电池开路或短路、充电或放电、电源是否欠压、光源有否故障进行适时的检测和控制，无疑又增加了控制电路的功能。而保护部分的增加又可减少各种故障的出现。

Description

应急灯控制电路

技术领域

本实用新型涉及照明应急灯具，更具体地指交直流两用的一种应急灯控制电路。

背景技术

故名思义，应急灯一般用来作应急照明。传统的应急灯电路内部(见图1)有电源部分、控制部分、逆变部分。电源部分在提供灯照明的同时，还对内部的电池进行充电，在通常情况下，所谓的控制部分为仅能在断电路的情况下，起到启动逆变部分的简单控制，逆变部分的作用主要是将直流电转换为交流电，以供点亮灯。图2就示意了一种目前应用较为典型、功能相对比较齐全的应急灯电路，在该电路中，220V交流电经变压、整流、滤波后输出直流电压，通过电阻R2给电池充电，继电器J1吸合，荧光灯由交流市电供电点亮。由于三极管Q2导通Q1截止，继电器J2释放，逆变部分与电池断开。在断电瞬间，三极管Q2截止，电容C2向Q1供电，继电器J2吸合，同时继电器J1释放，逆变部分则由充电电池供电，应急灯进人应急状态。

当充电电池放电电压逐渐降低到三极管Q2基极电压低于0.7V，继电器J2释放，停止逆变，应急灯停止工作。

这种传统的应急灯虽然能起到应急的作用，但由于电路结构比较简单，其功能较少，尚存在以下缺点：

对充电的电流和电压不能进行控制，充电电压随电网变化，充电电压无法进行控制，会造成充电不足或过充电，影响充电电池使用寿命。

传统的应急灯电路只有电池放电终止检测电路，且检测精度不高，一致性差。此外还没有其他的检测功能，如，充电电池的开路、短路检测、充放电检测、电源欠压检测、光源故障检测。

控制功能单一，如没有电流控制、输出最佳状态控制、遥控等功能。

此外，传统的应急灯电路没有保护电路，容易产生各种故障。

由此而见，传统的应急灯已不适应现代人的生活要求，尤其当可能出现因电力紧缺时，拉闸断电时的生活要求。

发明内容

本实用新型的目的是针对传统的应急灯电路存在的上述缺点，提出一种功能较为齐全、能对充电电流和电压进行控制、故障较少的应急灯控制电路。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

该应急灯控制电路包括电源部分、控制部分、逆变部分，电源部分对控制部分提供直流电源，电源部分的输出接至控制部分，控制部分对逆变部分进行直流变为交流的逆变控制，控制部分的输出接至逆变部分，所述的控制部分还包括电流控制单元、输出控制单元，电流控制单元对控制部分的输出电流大小进行控制，输出控制单元对控制部分的输出状态进行控制。

该控制电路进一步包括检测部分，检测部分包括开路、短路检测单元、充电放电检测单元，所述的开路短路检测单元检测外接的电池开路或短状态并将检测到的信号送入控制部分；所述的充电放电检测单元检测外接电池充电或放电状态，并将检测到的信号送入控制部分。

所述的检测部分进一步包括电源欠压检测单元、光源故障检测单元，所述的电源欠压检测单元检测外电路的欠压信号并将检测到的欠压信号送入控制部分；所述的光源故障检测单元检测外接光源故障信号并将检测到的信号送入控制部分。

该控制电路进一步包括故障保护部分和指示灯部分，故障保护部分在出现故障时将故障信号送入控制部分；指示灯部分接收控制部分输出的工作状态指示信号。

与传统的应急灯控制电路相比，本实用新型的应急灯控制电路中增设了电流控制单元、输出控制单元，电流控制单元对控制部分的输出电流大小进行控制，输出控制单元对控制部分的输出状态进行控制。使该电路可对应急灯中的光源和电池进行恒流充电和恒压控制，即先用恒定电流正常充电，电池电压逐渐升高趋向额定值。当电池充到容量约90％时，恒压充电模式代替恒流充电模式，该模式能根据电池的实时充电状态自动调整充电电流大小，使之进人涓流状态，并根据不同规格的电池可任意设定最佳涓流电流。此外，检测部分的增加，又可对电池开路或短路、充电或放电、电源是否欠压、光源有否故障进行适时的检测和控制，无疑又增加了控制电路的功能。而保护部分的增加又可减少各种故障的出现。

附图说明

图1为传统的应急灯电路方框原理示意图。

图2为传统的应急灯电路原理示意图。

图3为本实用新型的应急灯控制电路方框原理示意图之一。

图4为本实用新型的应急灯控制电路方框原理示意图之二。

图5为本实用新型的控制电路原理示意图。

具体实施方式

请参阅图3并结合图4所示，本实用新型的应急灯控制电路包括电源部分、控制部分、逆变部分，电源部分对控制部分提供直流电源，电源部分的输出接至控制部分，控制部分对逆变部分进行直流变为交流的逆变控制，控制部分的输出接至逆变部分，所述的控制部分还包括电流控制单元、输出控制单元，电流控制单元对控制部分的输出电流大小进行控制，输出控制单元对控制部分的输出状态进行控制。

该控制电路进一步包括检测部分，检测部分包括开路、短路检测单元、充电放电检测单元，所述的开路短路检测单元检测外接的电池开路或短路状态并将检测到的信号送入控制部分；所述的充电放电检测单元检测外接电池充电或放电状态，并将检测到的信号送入控制部分。

所述的检测部分进一步包括电源欠压检测单元、光源故障检测单元，所述的电源欠压检测单元检测外电路的欠压信号并将检测到的欠压信号送入控制部分；所述的光源故障检测单元检测外接光源故障信号并将检测到的信号送入控制部分。

该控制电路进一步包括故障保护部分和指示灯部分，故障保护部分在出现故障时将故障信号送入控制部分；指示灯部分接收控制部分输出的工作状态指示信号。

为了能更清楚地说明本实用新型的上述各部分，请再结合图5所示的一具体的电路进行说明：

电源部分

由稳压源和基准电路组成，电压适应范围为直流6V-36V。当上述电压输人电路后，由内部的精密稳压电源稳压成5V以供供电路工作，并产生2.5V基准电压作为运算放大器的基准电压。

控制部分

控制部分由电流控制单元、输出控制单元、以及遥控、遥测电路组成。

1、电流控制单元

F5为运算放大器，8R3，8R3为正端分压电阻，负端外接电流敏感元件用来测量和控制最大充电电流。当充电电流由于某种原因增大时，负端输入电压会上升；当超过8R2，8R3分压值时，运算放大器翻转，8BG1截止，输出高电平，控制电路起控。

该电流控制单元用电流敏感电阻作为运算放大器的信号检测控制元件，可以方便地测量和控制电池的充电电流。在设定范围内，根据电压与电流的关系，可以不用串电流表通过测电流敏感电阻上的电压值可换算成电流值。如测得电流敏感电阻之间的电压为250mV，则换算成充电电流为250mA。

2、输出控制单元

正常工作时，7BG1基极为低电平，9BG1基极输入高电平，9BG2截止，9BG3导通，输出低电平。当产生故障时，9BG1基极输入低电平，9BG2导通，9BG3截止，输出高电平，对外电路进行保护。

该输出控制单元能判断应急灯的工作状态，通过电路内部逻辑运算达到最佳控制状态。

3、遥控、遥测单元

当5BGO基极收到有线或无线的遥控编码锁存信号后，通过5BG1进人电源欠压电路，控制应急灯进入应急状态。

当应急灯产生故障后，5BG3基极有高电平，5BG4截止，输出高电平信号，通过有线或无线编码发出遥测信号。

遥控、遥测单元能接受遥控信号进入应急状态的功能，可供各种不同的环境场合选用，能与消防***实行联动，达到自动化运行。

检测部分

由电池开路检测单元、电池短路检测单元、电池充电检测单元、电池放电检测单元、电源欠压检测单元、光源故障检测单元组成。

1、电池开路检测单元：

电阻1R1分别接在电源输入端和电池端，电源输入端和电池端之间的电压在通常情况下大于5V。当电池接入时，在1R1之间有一个电压差；当电池开路时，1R1之间的压差较小，三极管1BG1导通，1BG2导通，1D1输出电压信号到充电控制电路，使充电电路停止工作。

该电池开路检测单元对于不同电压的串联电池组，在电池开路时都能检测到电池的开路状态，并由指示灯显示。其最大优点是能由一种电路形式显示出不同电压值的开路状态。

2、电池短路检测单元

二极管2D1接电池检测端，2R3，2R4和2R1，2R2为运放F1的正、负端分压电阻。正常情况下，负端电压高于正端电压，运放F1输出低电压，1D3不导通。充电控制电路不受1D3控制。当电池短路时，2D1负端因电池短路而变为OV，运放F1负端电压低于正端电压。运放F1输出高电压，控制充电回路关闭停止充电。同时故障指示灯亮。

电池短路检测电路对于不同电压的串联电池组，当电池短路时，无论原来充电电流有多大，都能自动关闭。短路时可控制短路电流在50mA以下，起到保护作用。

3、电池充电检测单元

运放F2正端接电池取样电路，运放F1输出端接充电电路。3R1，3R2组成运放F2负端分压电阻，3R5、3R6组成运放F3正端分压电阻，充电时正端低于负端，运放F2输出低电平。当充电快充满时，运放F2输出端电平逐渐升高，当运放F3负端电平高于正端时，运放F3输出低电平，经三极管9BG1反相后输出高电平，控制充电电路停止充电。

电池充电检测单元能精确控制充电电压在2.4V～24V之间，通过充电电压编程电阻的编程确定的电压值，精度可达到50mV。为了适应不同的环境温度，电路内部含有精确的温度补偿电路，变化规律与电池的温度特性一致。

4、电池放电检测单元

三极管4BG1集电极通过二极管4D2接逆变器控制电路，在电池放电开始时，4BG1基极电压高于0.7V，4BG1导通，二极管4D2正极电压因4BG1导通而下降。外接三极管导通，当电池放电低于设定值时，4BG1截止，外接三极管截止，逆变部分不工作，终止放电。

电池放电检测单元在电池放电时能进行检测，达到低电压时能自动关闭终止放电，可通过放电电压编程电阻的编程，方便地设定关闭电压，控制精度可达到100mV，一致性好。

5、电源欠压检测单元

5R2、5R3为运放F4正端分压电阻。正常工作时，5BG1基极输入高电平，运放F4正端的电压高于负端，运放F4输出高电平：5BG2导通，输出低电平，欠压电路不工作，外接继电器吸合，处于正常工作状态。当电源欠压时，5BG1输出低电平，5BG2截止，输出高电平。外接继电器释放，应急灯进入应急状态。

电源欠压检测单元能根据GB17945-2000国标的要求，在电源电压因故障下降到187V～132V之间的某个设定的电压值时，自动转入应急。电源欠压检测电路可控制在设定欠压值的3V～10V的回差范围内，做到欠压控制值可调节，回差范围可调节。

6、光源故障检测单元

当外电路光源产生故障时，6BG1基极输入高电平，6D2输出高电平，指示灯点亮。

光源故障检测单元通过***电路的选配，可以对直流供电负载或交流供电负载的光源进行检测，而其他电路无法达到这一要求。

保护部分

当检测到电池开路、短路、电源过流、电源欠压时，保护电路工作，通过二极管输出高电平。当7BG1输入高电平时导通，关闭充电电路，同时外电路控制三极管截止，起到保护作用。

指示灯部分

包括三极管0BG1-0BG6以及电阻RI-R6，该部分能显示应急灯工作、充电状态，并能显示电池开路、短路、过流、光源故障以及欠压应急状态。能适应不同的工作电压，不用外接限流电阻，因而电路简洁，使用方便。

在图5中，还需要说明的是：

1.V_CC为电路电源输入端，经过稳压源输出5V和2.5V直流电压。

2.IN1接电池检测端，当电池开路时1D1输出高电平，黄色指示灯亮，当电池短路时1D2输出高电平黄色指示灯亮，同时通过1D3到保护电路关闭输出。

3.IN2接充电检测端，充电时运放F3输出高电平，充电充足时，运放F3输出低电平，输出控制端输出高电平关闭充电控制电路。

4，IN3接放电检测端，当放电时电源电压下降，通过分压电阻进入4BG1基极，当电平低于0.7V时OUT1由于4BG1截止上升为高电平，关闭电池放电。

5.IN4为光源故障信号输入端，正常工作时输入低电平6BG1截止当出现光源故障时6BG1导通，输出高电平黄色指示灯亮。

6.OUT2为遥测电路输出端，当5BG3接收到由1D1、1D2、5D2、6D2来的各种故障信号后输出高电平。

7.IN5为欠压信号输入端，当产生欠压时5BG1基极输入低电平5BG2截止输出高电平指示欠压状态，通过4D1输出低电平应急灯点亮。

8.IN6为遥控电路的遥控信号输入端，接受锁存的高电平信号，控制应急灯进入应急状态。

9.IN7为电流控制单元的电流信号输入端，用来控制最大充电电流。

10.OUT3为输出控制电路的输出端外接PNP大功率三极管输出低电平时三极管工作。输出高电平时三极管截止。

11.OUT4外接绿色指示灯，当VCC有电电路工作时，绿灯亮。

OUT5外接黄色指示灯，当电池开路，短路，过流光源故障以及电源欠压时黄灯亮。

OUT6外接红色指示灯，当充电时3R7输出高电平指示灯亮，充电结束，指示灯灭。

通过上述的说明可知，本实用新型的应急灯控制电路实际上已是一可编程应急控制电路，能够应用于应急灯的管理和控制，能检测电池的正常充电以及电池开路、短路、过流、过放电等状态，对电源欠压、光源故障等能进行应急转换和故障指示，可适用于远距离的测量和控制。该控制电路可制成的专用集成芯片，以便与应急灯控制电路相接的***电路相配合使，如交流电源、逆变部分的变压器、以及光源部分相接，最终对应急灯进行精确的控制。

Claims (4)

1、一种应急灯控制电路，该控制电路包括电源部分、控制部分、逆变部分，电源部分对控制部分提供直流电源，电源部分的输出接至控制部分，控制部分对逆变部分进行直流变为交流的逆变控制，控制部分的输出接至逆变部分，其特征在于：所述的控制部分还包括电流控制单元、输出控制单元，电流控制单元对控制部分的输出电流大小进行控制，输出控制单元对控制部分的输出状态进行控制。

2、如权利要求1所述的应急灯控制电路，其特征在于：该控制电路进一步包括检测部分，检测部分包括开路、短路检测单元、充电放电检测单元，所述的开路短路检测单元检测外接的电池开路或短路状态并将检测到的信号送入控制部分；所述的充电放电检测单元检测外接电池充电或放电状态，并将检测到的信号送入控制部分。

3、如权利要求2所述的应急灯控制电路，其特征在于：所述的检测部分进一步包括电源欠压检测单元、光源故障检测单元，所述的电源欠压检测单元检测外电路的欠压信号并将检测到的欠压信号送入控制部分；所述的光源故障检测单元检测外接光源故障信号并将检测到的信号送入控制部分。

4、如权利要求1所述的应急灯控制电路，其特征在于：该控制电路进一步包括故障保护部分和指示灯部分，故障保护部分在出现故障时将故障信号送入控制部分；指示灯部分接收控制部分输出的工作状态指示信号。

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