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LED应急灯工作原理

LED应急灯工作原理


1. EPS应急电源：一种应急电源，由充电器，逆变器，蓄电池，隔离变压器，转换开关和其他将直流电转换为交流电的设备组成。 它适用于允许电源中断超过0.25s的负载。

2. UPS不间断电源：它主要由功率转换器储能装置（电池）和开关（电子和机械）组成，以确保电源的连续性。 它适用于允许中断时间为毫秒的负载。

3.自备的应急柴油发电机组：由柴油发动机提供动力，驱动由工频交流同步发电机组成的发电设备。 快速自启动发电机组适用于电源中断时间超过15s的建筑物。 应根据生产技术中允许的停电时间来考虑应急电源的工作时间。 与自动启动的发电机组结合使用时，该时间不应少于10分钟。

4.专用馈线电路，具有自动输入设备，独立于正常电源。 适用于自输入设备的操作时间可以满足紧急电源的要求，该电源的允许中断时间为1.5s或大于0.6s。 对于停电时间为毫秒且容量较小的特别重要的负载，如果可以使用直流电源，则应将电池组用作应急电源。

5.自备应急燃气轮发电机组； 它由燃气轮机提供动力，并驱动由工频交流同步发电机组成的发电设备。

led应急灯电源电路图（一）

应急灯的工作原理

应急照明系统以自带电源独立控制型为主，正常电源接自普通照明供电回路中，平时对应急灯蓄电池充电，当正常电源切断时，备用电源（蓄电池）自动供电。这种形式的应急灯每个灯具内部都有变压、稳压、充电、逆变、蓄电池等大量的电子元器件，应急灯在使用、检修、故障时电池均需充放电。另一种是集中电源集中控制型，应急灯具内无独立电源，正常照明电源故障时，由集中供电系统供电。

在这种形式的应急照明系统中，所有灯具内部复杂的电子电路被省掉了，应急照明灯具与普通的灯具无异，集中供电系统设置在专用的房间内。其电路见图1。下面介绍其工作原理。在供电正常时，J2（聚电器）得电吸合，其动触点与“N/O（常开点）”接通，后备蓄电池正端与IC1的反相端相联。IC1（LM308）和D5、D6组成电压比较器，参考电压由D5、D6决定。

这里用一个硅二极管（D5）和一个6.2V的稳压二极管（D6）组成6.9V的参考电压，对充电压电压进行监控。当IC1的2脚输入电压（既蓄电池电压）低于6.9V时，IC1的6脚输出高电平，T1导通，J1（聚电器）得电，其动触点与“N/O（常开点）”接通，电源电压通过R2对蓄电池充电，同时LED2点亮为充电指示。改变R2阻值可调整充电电流。随着充电时间增加，IC1的2脚电压逐渐增加，当电压大于参考电压6.9V时，IC1的6脚输出低电平，T1截止，J1（聚电器）失电，断开充电回路，实现自动充电保护功能。

led应急灯电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）

当停电时，J2（聚电器）失去电源，其动触点与“N/C（常闭点）”接通，蓄电池通过S1对应急灯电路供电，实现停电时自动切换功能。S1在这里用来手动切断应急灯电路部分。由IC2（NE555）、T2、T3、T4、X2等组成应急灯电路。IC2组成50Hz信号发生器，由IC2的3脚输出50Hz信号，经T2反相、放大分别驱动由T3、T4、X2组成的推挽电路，在X2的高压侧感应出220V的交流电，使日光灯管点亮。这里的X2可以直接使用次级为4.5伏、初级为220V的成品电源变压器，功率试日光灯管的功率而定。使用时，注意T3、T4应加散热器。

制作时，X1选用次级为6V/200mA的电源变压器。J1、J（聚电器）2选用线圈电压为6V的继电器。其他器件选择可参考图示，无特殊要求。电路调试很简单，接通主电源电时，J2（聚电器）应该动作，LED1为电源指示。然后测量IC1的3脚电压是否为6.9V左右，之后可用一个外接电源接入IC2脚来调整充电保护电路。当输入电压大于6.9V时，J1应该动作断开。短开S1，用外接电源接入应急灯电路，测量IC2的输出是否50Hz，然后可测量X2输出部分电压是否为220V左右既可。LED3为停电/应急灯工作指示。

led应急灯电源电路图（二）

当市电正常时LED驱动电源给控制板供电，驱动光源发光。市电通过充电器给电池充电。电池充满后由保护电路切断电源，停止充电。当市电停电或拉闸后，由电池给光源应急部分提供电源，通过应急控制电路给应急光源部分供电。

本设计的应急电路是专用于LED灯具的，它只需调整很少的元器件，即可与外围LED电源等配合应用于不同功率的LED灯具中；正常照明时只有LED驱动电源部分电路工作，功耗低，相应的故障率也低。其电路原理如图2。

led应急灯电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）

其中MT7201是一款连续电流导通模式的降压恒流源，用于驱动一颗或多颗串联LED。它的输入电压范围从7V～30V，输出电流可调，最大可达1A。根据不同的输入电压和外围器件可以驱动高达24W的LED。MT7201采用SOT89-5封装。

led应急灯电源电路图（三）

本文就介绍一下常见的三款LED灯，一种使用三节普通AAA电池，一种是插接电话线，另一种自带铅酸蓄电池充电，这三款产品均采用高亮白光LED，并带有反光板，灯杆采用金属螺旋管，可随意弯曲转向自由调整灯头角度，灯座上设有按钮式开关，小巧实用，携带方便。图1是其电路图。

普通AAA电池的LED应急灯：

led应急灯电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）

手机电池供电的LED应急灯电路图

当电池电压为4.38V时工作电流实测约150mA，LED上的压降为3.2V。为有效延长电池的使用时间，笔者决定在按钮开关K后面串接小阻值的限流电阻，经反复试验采用2.7Ω电阻时电流降为120mA，亮度亦无明显变化。如嫌电池昂贵也可改用220V交流市电，这就需要配一个合适的电源适配器，建议选用家中已废弃的手机电池充电器，由于手机充电器插头外形繁多不一，需提前用单声道耳机插头改造一下，笔者找到的充电器输出电压6.28V，改造后电路原理图如图2所示，实测工作电流约138mA。

led应急灯电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）

led应急灯电源电路图（四）

led应急灯电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）

当市电电网正常供电时，220V的交流市电电压经电容器C1降压，再经二极管VD1的半波整流和电容器C2的滤波后，以约90mA的脉冲电流给电池充电。与此同时，因为晶体管VT1的基极加上正偏压而处于导通状态，使VT2处于截止状态，灯泡EL不亮。一旦市电电网断电，晶体管VT1曲导通变成截止，VT2由截止变成导通，灯泡EL点亮。二极管VD2的作用是隔离电池和VT1的基极，保证市电一停，VT1转向截止。市电恢复供电后，VT1寻通，EL熄灭，电路复位。

led应急灯电源电路图（五）

一旦市电电网断电，晶体管VT1曲导通变成截止，VT2由截止变成导通，灯泡EL点亮。二极管VD2的作用是隔离电池和VT1的基极，保证市电一停，VT1转向截止。市电恢复供电后，VT1寻通，EL熄灭，电路复位。应急灯照明电路图：

led应急灯电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）

led应急灯电源电路图（六）

本例介绍的自动应急灯，在白天或夜晚有灯光时不工作，当夜晚关灯后或停电时能自动点亮，延时一段时间后能自动熄灭。

电路工作原理：该自动应急灯电路由光控灯电路、电子开关电路和延时照明电路组成。在白天或晚上有灯光时，光敏二极管VLS受光照射而呈低阻状态，VT截止，IC内部的电子开关因⑤脚电压为0V而处于关短状态，EL不亮。此时整机的耗电极低。当夜晚光线由强逐渐变弱时，VLS的内阻也开始缓慢的增大，VT由截止转入导通状态，R2上的电压也逐渐增大，但由于C1的隔直流作用，此缓慢变化的电压仍不能使IC的⑤脚电压高于1.6V，故EL仍不会点亮。若晚上关灯或停电时，光线突然变得很弱，则VLS呈高阻状态，VT迅速饱和导通，在R2上产生较大的电压降。由于C1上电压不能突变，故在IC的⑤脚上产生一个大于1.6V的触发电压，使IC内部的电子开关接通，EL通电点亮。与此同时，+4.8V电压通过R3、VD1和IC对C2充电，以保证即使VT截止，IC的⑤脚仍会有1.6V以上的电压，IC内部的电子开关仍维持接通状态，EL仍维持点亮。随着C2的充电，IC的⑤脚电压逐渐降低，当该电压低于1.6V时，IC内部的电子开关关断，EL熄灭，C2通过R5、EL、R4和VD2放电，为下次工作做准备。若将S接通，该应急灯可用于停电时的连续照明。

led应急灯电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）

元器件选择及调试：IC选用TWH8778型电子开关集成电路，VT选用9015或8550型硅PNP晶体管；VLS选用2DU系列的光敏二极管；VD1和VD2均选用IN4007或IN4148型整流二极管。C1和C2选用耐压10V以上铝电解电容，R1~R4选用普通1/8或1/4W金属膜电阻器，R5选用1W的金属膜电阻器，EL选用3.8V、0.3A的手电筒用小电珠，S选用小型拨动式开关，GB用电池供电。全部电路按图安装完毕后即可正常工作，无需调试。


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