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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:

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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。

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led应急灯电源电路图(四)

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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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