应急照明电源的制作方法

本实用新型涉及电源装置技术领域，具体涉及一种应急照明电源。

背景技术：

应急照明电源和灯具配合，即可组成应急照明灯具，通常设在商场、宾馆、医院、娱乐场所、工矿、石化及商业办公和民用建筑等场所，在市电停电后作紧急照明使用。传统应急照明电源包括市电输入电路、变压器降压整流滤波电路、电压检测及控制电路、切换输出电路、限流充电电路、电池组和高频功率变换电路，其中，市电输入电路与变压器降压整流滤波电路和切换输出电路连接；变压器降压整流滤波电路和电压检测及控制电路连接，并控制切换输出电路的工作状态；变压器降压整流滤波电路还与限流充电电路连接，为电池组充电。在市电正常时，切换输出电路将市电输出至外接的灯具，在市电异常或掉电时，电池组通过高频功率变换电路将电压传输至切换输出电路，再供应给外接的灯具。

但是，应急照明电源在实际应用过程中，存在诸多问题。例如：传统应急照明电源的电压检测及控制电路一般在工频变压器隔离后检测次级整流滤波后的电压，以判断市电电压，因整流滤波电路存在较大的滤波电容，进而影响检测市电的电压监测的实时性，使应急切换时间变慢，影响产品性能。传统应急照明电源的充电电路一般为线性电路，发热量大、能效低。并且，传统应急照明电源的功率输出一般为高频输出或直流。高频输出的传统应急照明电源对负载灯具要求较高，如灯具内部的输入部分一般设有安规X电容或普通桥式整流管，安规X电容易损坏高频输出型的应急照明电源，或应急照明电源易损坏灯具的桥式整流管。直流输出的传统应急照明电源对某些稍特殊的灯具的兼容性又不好，如出现反复闪烁现象。

如何提高应急照明电源与灯具的兼容性，缩短应急切换时间，及提高可靠的电池充放电管理，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供应急照明电源，以提高应急照明电源与灯具的兼容性，缩短应急切换时间，及提高可靠的电池充放电管理。

本实用新型提供一种应急照明电源，包括市电传输端、整流滤波电路、可调隔离转换电路、电池充放电执行电路、功率隔离变换电路、切换电路、电压监测电路和微控制器，市电传输端、整流滤波电路、可调隔离转换电路、电池充放电执行电路和功率隔离变换电路依次连接；可调隔离转换电路还与电压监测电路连接；切换电路设有市电输入端、储电输入端、电压输出端和选择控制端，市电输入端与市电传输端连接，储电输入端与功率隔离变换电路连接，选择控制端与微控制器连接；微控制器分别与功率隔离变换电路、电压监测电路连接。

进一步地，本实施例应急照明电源还包括输出模式选择电路，与微控制器连接，用于向微控制器发送第一状态信息和第二状态信息。

进一步地，本实施例应急照明电源还包括电池类型选择电路，与微控制器连接，用于向微控制器发送充电模式指令。

进一步地，电池充放电执行电路的电池的类型包括镍镉、镍氢电池及锂电电池。

基于上述任意应急照明电源实施例，进一步地，电池充放电执行电路设有电压检测端，电压检测端与微控制器连接，用于检测电池充放电执行电路中的电池的当前电压。

进一步地，可调隔离变换电路还设有调节参数接收端，调节参数接收端与微控制器连接。

进一步地，可调隔离变换电路还设有市电监测端，市电监测端与所述电压监测电路连接。

进一步地，本实施例应急照明电源还包括状态指示灯，状态指示灯的光状态控制端与微控制器连接，

在电池未充满时，状态指示灯显示第一颜色，在电池已充满时，状态指示灯显示第二颜色。

进一步地，本实施例应急照明电源还包括蜂鸣器，蜂鸣器的声状态控制端与微控制器连接，在直流电压处于预定电压范围外或电池有故障时，蜂鸣器发出声音。

进一步地，切换电路包括继电器、电感线圈和驱动晶体管，

继电器设有市电输入端、储电输入端和电压输出端，驱动晶体管与选择控制端连接，

在选择控制端未接收直流模式工作参数和脉动直流模式工作参数时，市电输入端与电压输出端连通，

在选择控制端接收到直流模式工作参数或脉动直流模式工作参数时，驱动晶体管驱动电感线圈输出磁感线，使储电输入端与电压输出端连通。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的应急照明电源，采用整流滤波电路将市电传输端的市电进行整流、滤波处理，可调隔离转换电路将整流、滤波处理后的市电进行转换，形成脉冲电压，电压监测电路实时监测可调隔离转换电路的脉冲电压值，即可等同于时时监测市电电压。若脉冲电压值处于预定电压范围内，则表明市电供电正常，并将正常的市电进行输出，同时，采用可调隔离转换电路和电池充放电执行电路对电池进行充电，以储备电能。若脉冲电压值处于预定电压范围外，则表明市电供电异常，如电压供电不正常或掉电，则用户根据实际选用的灯具类型，使微控制器输出模式工作参数，功率隔离变换电路将储备电能进行转换，形成模式转换电压，通过切换电路的储电输入端接收，由电压输出端向外输出。该应急照明电源采用可调隔离转换电路和电压监测电路，实现对市电的监控，且能够缩短切换时间，同时，采用微控制器输出模式工作参数，实现与不同灯具很好的兼容。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本实用新型所提供的一种应急照明电源的结构示意图；

图2示出了本实用新型所提供的一个整流滤波电路连接示意图；

图3示出了本实用新型所提供的一个可调隔离转换电路连接示意图；

图4示出了本实用新型所提供的一个电池充放电执行电路连接示意图；

图5示出了本实用新型所提供的一个切换电路连接示意图；

图6示出了本实用新型所提供的一个功率隔离变换电路连接示意图；

图7示出了本实用新型所提供的一个状态声光指示电路连接示意图；

图8示出了本实用新型所提供的一个微控制器电路连接示意图；

图9示出了本实用新型所提供的一个电压监测电路连接示意图；

图10示出了本实用新型所提供的一个电池类型选择电路连接示意图；

图11示出了本实用新型所提供的一个功率输出模式选择电路连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

图1示出了本实用新型第一实施例所提供的一种应急照明电源，包括市电传输端1、整流滤波电路2、可调隔离转换电路3、电池充放电执行电路4、功率隔离变换电路5、切换电路6、电压监测电路7和微控制器8，市电传输端1、整流滤波电路2、可调隔离转换电路3、电池充放电执行电路4和功率隔离变换电路5依次连接；可调隔离转换电路3还与电压监测电路7连接；切换电路6设有市电输入端、储电输入端、电压输出端和选择控制端，市电输入端与市电传输端1连接，储电输入端与功率隔离变换电路5连接，选择控制端与微控制器8连接；微控制器8分别与功率隔离变换电路5、电压监测电路7连接；

整流滤波电路2将市电传输端1的市电进行整流、滤波处理，可调隔离转换电路3将整流、滤波处理后的市电进行转换，形成脉冲电压，电压监测电路7采集脉冲电压值，该脉冲电压为市电电压按比例装换而来，即等同于采集市电电压，并传送至微控制器8，微控制器8对脉冲电压值与预定电压范围进行对比：

若脉冲电压值处于预定电压范围内，微控制器8向切换电路6发送第一指令，控制切换电路6的市电输入端接收市电传输端1的市电，并由电压输出端向外输出，

市电传输端1还将市电传送至整流滤波电路2进行整流滤波处理，获得滤波后的电压，可调隔离转换电路3对滤波后的电压进行调节转换，形成直流电压，并发送至电池充放电执行电路4，给电池充放电执行电路4的电池充电；

若脉冲电压值处于预定电压范围外，微控制器8向功率隔离变换电路5发送模式工作参数，功率隔离变换电路5根据模式工作参数，将电池充放电执行电路4的输出电压进行转换，形成模式转换电压，传送至储电输入端，微控制器8向切换电路6发送第二指令，控制切换电路6的储电输入端接收功率隔离变换电路5的模式转换电压，并由电压输出端向外输出。

具体地，结合图2，P1为市电传输端1，P1中的OUT与图5中的OUT相连接，F1为保险丝，桥式整流电路BR1、电感L1、电解电容C48和电容C1共同作用，对市电进行整流滤波，传送至可调隔离转换电路3。结合图3，图3提供一种可调隔离转换电路3的实现方式，变压器T1将高压电按比例转换为脉冲电压，即结合图9，图9提供一种电压监测电路7的实现方式，图9中的OVT管脚与3中的OVT管脚相连接，实时监测市电电压，无电解电容C13的干扰，无电压检测滞后现象，反应较快。结合图8，通过INT0管脚传输至微控制器8ASIC-03。结合图4，图4提供一种电池充放电执行电路4的实现方式，在三极管Q5导通时，对电池进行充电，结合图6，通过BAT+管脚连接图6中变压器T2的BAT+管脚，同时PWM1管脚和PWM11管脚连接至微控制器8。结合图5，图5提供一种切换电路6的实现方式，结合图5，切换电路6包括继电器K1B、电感线圈K1A和驱动晶体管Q4，继电器K1B设有市电输入端L1、储电输入端OUT+和电压输出端OUT，驱动晶体管Q4与选择控制端TMS连接，在选择控制端TMS未接收直流模式工作参数和脉动直流模式工作参数时，即市电正常，市电输入端L1与电压输出端OUT连通，在选择控制端TMS接收到直流模式工作参数或脉动直流模式工作参数时，即市电异常，驱动晶体管Q4驱动电感线圈K1A输出磁感线，使储电输入端OUT+与电压输出端OUT连通。同时PWM1管脚和PWM11管脚传输模式工作参数，通过变压器T2，接收BAT+的电压，进行转换，从OUT+管脚输出至切换电路6的OUT+管脚。

由上述技术方案可知，本实施例提供的应急照明电源，采用电压监测电路7实时监测可调隔离转换电路3的脉冲电压，该脉冲电压等同于检测市电电压，若脉冲电压值处于预定电压范围内，则表明市电供电正常，并将正常的市电进行输出，同时，采用可调隔离转换电路3和电池充放电执行电路4对电池进行充电，以储备电能。若脉冲电压值处于预定电压范围外，则表明市电供电异常，如电压供电不正常或掉电，则用户根据实际选用的灯具类型，使微控制器8输出模式工作参数，功率隔离变换电路5将储备电能进行转换，形成模式转换电压，通过切换电路6的储电输入端接收，由电压输出端向外输出。该应急照明电源采用可调隔离转换电路3和电压监测电路7，实现对市电的监控，且能够缩短切换时间，同时，采用微控制器8输出模式工作参数，实现与不同灯具很好的兼容。

在应急状态下，为了实现与灯具很好的兼容，本实施例应急照明电源可以向外提供直流模式和脉动直流模式，具体地，本实施例应急照明电源还包括与微控制器8连接的输出模式选择电路，结合图11，图11采用JM2模式实现，通过P3.5管脚与微控制器8连接，如设置P3.5管脚为低电平时，即表示向微控制器8发送第一状态信息，若脉冲电压值处于预定电压范围外，微控制器8向功率隔离变换电路5发送直流模式工作参数，即通过图6的PWM1管脚和PWM11管脚传输，功率隔离变换电路5根据直流模式工作参数，如高频互补方波，将电池充放电执行电路4的输出电压进行转换，形成直流转换电压，通过OUT+管脚传送至储电输入端，微控制器8向切换电路6的TMS管脚发送第二指令，控制切换电路6的储电输入端OUT+接收直流转换电压，并由电压输出端OUT向外输出。

如设置P3.5管脚为高电平时，即表示向微控制器8发送第二状态信息，若脉冲电压值处于预定电压范围外，微控制器8向功率隔离变换电路5发送脉动直流模式工作参数，功率隔离变换电路5根据脉动直流模式工作参数，将电池充放电执行电路4的输出电压进行转换，形成脉动直流转换电压，传送至储电输入端，微控制器8向切换电路6发送第二指令，控制切换电路6的储电输入端接收脉动直流转换电压，并由电压输出端向外输出。本实施例应急照明电源，通过输出模式选择电路，控制电路输出直流电压或脉动直流电压，能够适用于不同的灯具，兼容性强，适用的灯具类型广泛，在与灯具配合使用时，如某些厂家的无极灯、LED灯无频闪现象。

在市电正常状态时，本实施例应急照明电源的电池包括镍镉、镍氢电池和锂电电池，为了实时监测电池的状态，以及更好地为各类电池进行充放电管理，具体地，本实施例应急照明电源还包括电池类型选择电路，结合图10，通过P3.4管脚与微控制器8连接，用于向微控制器8发送电池类型模式指令，如设置P3.4管脚为不同的电平值，以实现不同类型电池的充电模式指令，微控制器8根据充电模式指令，确定充电工作参数，并发送至可调隔离转换电路3，通过PWM2管脚发送，可调隔离转换电路3还与微控制器8的PWM2管脚连接，可调隔离转换电路3根据充电工作参数，对滤波后的电压进行处理，以给电池充放电执行电路4的电池进行充电，实现输出电压电流，并且对输出的电压电流进行调节，以使电池在充电时，不会出现大的热量损耗，提高充电效率，摒弃为了实现电流限制，而采用大电阻线性调整的方式，该方式的热量损失很大。此外，P0.1管脚传输的充电工作参数还能够控制三极管Q3和Q8，以便于AN0管脚能够实时监测充电电池的当前电压，传送至微控制器8，以及结合图8，VBAT管脚能够通过二极管D12，在应急状态下为微控制器ASIC-03进行供电，在市电正常状态下，通过二极管D11，为微控制器ASIC-03进行供电。本实施例应急照明电源还能够通过AN4管脚，实现过温度保护功能，AN2管脚通过BAT-管脚实时监测放电的电流大小，以便监测负载有误故障或进行空载关断保护。

具体地，充电模式指令包括第一充电模式指令和第二充电模式指令，电池的类型包括镍镉、镍氢电池及锂电电池，镍镉、镍氢电池在充电时选用第一充电模式指令，微控制器8根据第一充电模式指令，确定第一充电工作参数，以给电池充放电执行电路4的镍镉、镍氢电池进行充电；第一充电工作参数为若电池电压较低，则先设置小电流进行预充电，待充有一定电量时，设置恒定的电流进行充电，在电压达到一定数值时，再设置小电流进行补充电，在电压达到一定数值时，表示镍镉、镍氢电池已经充满。然后设置进入涓流充电模式。锂电池在充电时选用第二充电模式指令，微控制器8根据第二充电模式指令，确定第二充电工作参数，以给电池充放电执行电路4的锂电池进行充电，微控制器8还与电池充放电执行电路4连接。第二充电工作参数为若电池电压较低，则先设置小电流进行预充电，待有一定电量时，设置为恒定的大电流进行充电，在电压达到一定数值时，然后设置为恒定的电压进行充电，此时充电电流逐渐减小，R19的压降也逐渐减小，直至降低到设定值，然后设置进入涓流充电模式。

具体地，结合图4，电池充放电执行电路4设有电池电压检测端和充电电压检测端，电池电压检测端与微控制器8连接，用于检测电池充放电执行电路4中的电池的当前电压。电池电压检测端为AN0，实时监测电池的电压。充电电压检测端与微控制器8连接，与电池电压检测端的差值用于检测电池充放电执行电路4中的电池的当前充电电流，充电电压检测端为AN1。微控制器8还向功率隔离变换电路5发送脉冲电压，即通过PWM2管脚发送脉冲电压，并从电池电压检测端获取发送脉冲电压期间的当前电压，并与预定值对比：

若当前电压值在预定范围内，则微控制器8判断电池无故障；若当前电压值在预定范围外，则微控制器8判断电池有故障。微控制器ASIC-03根据发送脉冲电压期间的当前电压，确定当前电池是否有故障，如连接是否良好。在电路出现故障时，以便及时进行状态指示、电路维护或修整。

具体地，结合图4，微控制器8还将当前电压与设定电压进行比较，微控制器8还将当前充电电流与设定充电电流进行比较：若当前电压大于等于设定电压，且当前充电电流小于等于设定充电电流，则微控制器8判断电池已充满，电池充放电执行电路4进入涓流充电模式；若当前电压小于设定电压，或当前充电电流大于设定充电电流，则微控制器8判断电池未充满。微控制器8将AN0管脚监测的当前电压与AN1管脚的充电电压的差值与R19的阻值进行计算，监测电池的当前充电电流，防止电池过充电，降低电池的使用寿命。

具体地，结合图7，本实施例应急照明电源还包括状态指示灯，状态指示灯的光状态控制端与微控制器8连接，即LED-A管脚和LED-K管脚连接至微控制器ASIC-03。状态指示灯用于指示系统的各个工作状态，如红色表示电池在充电，绿色表示充电完成，黄色表示系统出现故障，绿色慢闪表示系统正在进行月检中，绿色快闪表示系统正在进行年检中等。

本实施例应急照明电源还包括蜂鸣器，结合图7，蜂鸣器的声状态控制端与微控制器8连接，即通过BUZ管脚连接至微控制器ASIC-03，在系统自检失败时，蜂鸣器发出声音，用于提示系统自检结果。同时，状态指示灯指示相应的颜色，如黄色，以便工作人员能够及时掌握当前电路的工作状况，若应急照明电源出现故障时，进行电路维护，以及实时掌握电池的充电状态。

本实施例应急照明电源还包括测试开关、测试开关的输入端与微控制器连接，结合图7，即通过Key管脚连接至微控制器ASIC-03；在需要模拟断电检测或模拟月检、年检时使用，如按下小于三秒进行模拟断电检测，按下三至五秒进行模拟月检，按下大于五秒进行模拟年检等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。