一种可熄灯充电的应急负载电路和装置的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种可熄灯充电的应急负载电路和装置。

背景技术：

目前在一些比较落后的国家，比如印度、印尼等国家，他们的电网很落后，会经常停电，严重的一天可能会停7-8次电，因此在晚上用灯时会经常遇到停电的问题，这对生活带来很大的不便。针对这个现象，人们在现有的led球泡灯上实用新型出了一种led应急照明球泡灯，当晚上在用灯的时候，此时突然停电，led照明会转入应急照明的状态，一般可以持续照明1-4小时左右。由于应急时是由储能电池供电，储能电池的电放完后，需要再次充电才能继续使用。现市场上的应急灯基本都是要在开灯的状态下才能充电，而一个2000ma/h的储能电池，在300ma左右充电的时候，要充电8小时以上才能充满。首先他们开灯时间不长，另外一个他们的地方是经常停电的，所以很多时候，他们灯里的储能电池是没有充满使用就被继续使用，这样不但应急照明时间被缩短，对电池本身也是有损伤的。但是也不可能为了给储能电池充电而一直开着灯充电，这样不符合现在节能，绿色环保的宗旨。

技术实现要素：

本申请提供一种可熄灯充电的应急负载电路和装置，其目的在于，在开灯的情况下对储能电池进行充电，同时在关灯后还可以继续储能锂电池进行充电，而且在断电情况下可以通过储能电池供电开启应急设备，以此达到节能环保同时延长储能电池寿命的目的。

一种可熄灯充电的应急负载电路,包括市电输入线、第一开关、第二开关、第三开关、开关检测及控制电路、充电管理电路、应急检测管理电路、储能电池、第一负载线路和第二负载线路；

所述市电输入线的输入端与市电连接，用于接入市电，所述第一开关设置在所述市电输入线上，用于控制市电线路的通断；所述市电输入线的输出端与所述开关检测及控制电路的输入端连接，该开关检测及控制电路用于检测所述第一开关的开关状态；

所述充电管理电路的输入端与所述市电输入线的输出端连接，所述充电管理电路的输出端与所述储能电池连接，用于对所述储能电池进行充电管理；

所述应急检测管理电路的输入端与所述市电输入线的输入端连接，其输出端也与所述储能电池连接，用于检测所述市电输入线的电压和/或电阻信息，并根据所述电压和/或电阻信息控制所述第二负载的通断，同时所述应急检测管理电路还用于对所述储能电池进行充放电管理；

所述市电输入线的输出端还与所述第一负载线路的输入端连接，所述第一负载线路的输出端用于连接第一负载，所述第二开关设置在所述第一负载线路上，所述开关检测及控制电路还用于根据所述第一开关的开关状态控制所述第二开关的状态，以控制所述第一负载的工作状态；

所述应急检测管理电路的输出端还与所述第二负载线路连接，所述第二负载线路的输出端用于连接第二负载，所述应急检测管理电路还用于根据电压和/或电阻信息控制是否给所述第二负载供电；

所述第三开关设置在所述市电输入线与所述充电管理电路之间的线路上，所述开关检测及控制电路还用于根据所述第一开关的开关状态控制所述第三开关的状态，以控制所述充电管理模块是否给所述储能电池充电。

在一种实施例中，还包括整流电路，所述市电输入线的输出端通过所述整流电路分别与所述充电管理电路和应急检测管理电路的输入端连接。

在一种实施例中，还包括降压电路，所述整流电路的输出端与所述降压电路的输入端连接，所述降压电路的输出端与所述充电管理电路和应急检测管理电路的输入端连接，所述降压电路用于将整流后的直流电的电压降低到与所述储能电池适配的电压。

在一种实施例中，还包括反激电源电路，所述整流电路的输出端与所述反激电源电路的输入端连接，所述反激电源电路的输出端与分别与所述充电管理电路、降压电路的输入端连接。

优选的，所述储能电池为锂电池。

其中，所述开关检测及控制电路还用于根据所述第一开关的开关状态控制所述第二开关的状态，以控制所述第一负载的工作状态包括：

所述开关检测及控制电路检测到所述市电输入线有电且所述第一开关为首次闭合，则控制所述第二开关闭合，给所述第一负载供电使得其工作；同时控制所述第三开关断开，使得所述充电管理电路不工作。

同时所述应急检测管理电路还用于对所述储能电池进行充放电管理包括：

若所述应急检测管理电路检测储能电池处于未充满状态，则对所述储能电池进行充电，若应急检测管理电路检测储能电池处于充满状态，则停止对所述储能电池进行充电，应急检测管理电路还用于对储能电池进行充放电保护。

其中，所述应急检测管理电路还用于根据电压和/或电阻信息控制是否给所述第二负载供电包括：

若所述应急检测管理电路检测到所述市电输入线之间有电压时，则不给所述第二负载供电；

若所述应急检测管理电路检测到所述市电输入线之间无电压但处于高阻态时，则不给所述第二负载供电；

若所述应急检测管理电路检测到所述市电输入线之间无电压但处于低阻态时，则给所述第二负载供电。

其中，所述开关检测及控制电路还用于在检测到所述第一开关的开关状态为：市电有电且首次闭合后，再断开且在预设时间内首次闭合时，则控制所述第二开关断开，使得所述第一负载不工作；同时控制所述第三开关闭合，使得所述充电管理电路对所述储能电池充电。

一种可熄灯充电的应急负载装置，其特征在于，包括如上所述的可熄灯充电的应急负载电路。

进一步的，还包括绝缘壳体，所述负载电路设置在所述绝缘壳体内，所述负载电路的市电输入线的输入端、第一负载线路的输出端、第二负载线路的输出端均设置在所述绝缘壳体外。

依据上述实施例的可熄灯充电的应急负载电路和装置，市电输入线上设有第一开关，开关检测及控制电路用于检测第一开关的开关状态以此来控制第二开关和第三开关的状态，充电管理电路的输出端与储能电池连接，用于对储能电池进行充电管理。应急检测管理电路的输出端也与储能电池连接，用于检测市电输入线的电压和/或电阻信息，并根据电压和/或电阻信息控制第二负载的通断，同时应急检测管理电路还用于对储能电池进行充放电管理。当市电有电时，用户正常用电时，则应急检测管理电路检测到储能电池未充满则对储能电池进行充电，直到储能电池充满为止，同时，当用户使用完第一负载，可以通过控制第一开关的开关状态，例如预设时间内连续闭合两次，开关检测及控制电路检测到该第一开关的状态后，还可以控制第三开关导通，使得充电管理电路也对储能电池充电，此时加上应急检测管理电路的充电，使得储能电池同时有大电流充电，快速充满。当市电断电时，且用户仍然需要使用灯或其他负载时，则闭合第一开关，此时应急检测管理电路检测到市电输入线上的无电压但是出于低阻态，则对第二负载供电，使其进行应急工作模式。通过本申请的电路，使得电池基本处于满电状态，延长电池的使用寿命，同时避免了断电时储能电池无电的尴尬情况。

附图说明

图1为本申请实施例的可熄灯充电的应急负载电路图；

图2为本申请实施例的开关检测及控制电路的电路示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

在本实用新型实施例中，其目的是可以实现不仅可以在开灯的时候，给储能电池充电，还可以在平时不用灯的时候，关着灯给储能电池充电。突破只能开灯充电的限制，还可以保证电池充满电的状态。而且充电电流可以做得比较大，实现快速充满电。对于高pf方案还可以实现充电和不充电状态的pf值维持在0.9以上。

本实用新型提供的可熄灯充电的应急负载电路，其包括第一负载线路和第二负载线路，分别用于连接第一负载和第二负载，在市电有电时第一负载正常工作，当市电断电时，通过储能电池给第二负载供电，第二负载可以应急工作。主要的，为了避免储能电池未充满电即工作影响其使用寿命，本申请的电路，在市电有电时，通过应急检测管理电路给储能电池充电，在用户关灯后，应急检测管理电路还可以继续给储能电池充电。还可以通过开关检测及控制电路检测第一开关的状态，如果是在有电的情况下，通过用户主动控制第一开关的状态，例如市电有电且首次闭合后，再断开且在预设时间内首次闭合时，则控制第二开关断开，使得第一负载不工作；同时控制第三开关闭合，使得充电管理电路也同时对储能电池充电，这样加上应急检测管理电路的充电，增加了储能电池的充电电流，适得其能快速充满，充满后即停止。这样也保证了下次应急时储能电池处于满电状态。另外，应急检测管理电路还可以主动检测市电输入线的电压和电阻状态，当无电压且处于低阻态时，则控制储能电池给第二负载供电，使得第二负载可以工作。

实施例一：

请参考图1，本实施例提供一种可熄灯充电的应急负载电路，其包括市电输入线1、第一开关sw1、第二开关sw2、第三开关sw3、开关检测及控制电路3、充电管理电路8、应急检测管理电路9、储能电池10、第一负载线路4和第二负载线路11。

其中，市电输入线1的输入端与市电连接，用于接入市电，其包括火线和零线，第一开关sw1设置在市电输入线1的火线上，用于控制市电线路的通断。市电输入线1的输出端与开关检测及控制电路3的输入端连接，该开关检测及控制电路3用于检测第一开关sw1的开关状态，例如检测其目前处于闭合还是断开，还可以检测其短时间内的通断次数等。

其中，充电管理电路8的输入端与市电输入线1的输出端连接，充电管理电路8的输出端与储能电池10连接，充电管理电路8用于控制市电对储能电池10进行充电管理，例如充满则自动停止，控制器充电电流和电压的大小等。第三开关sw3设置在市电输入线1的输出端与充电管理电路8之间的线路上，可以控制充电管理电路8的通断。

其中，应急检测管理电路9的输入端与市电输入线1的输入端连接，其输出端也与储能电池10连接，用于检测市电输入线1的两个线之间的电压和电阻信息，当市电有电时是高压状态，当第一开关sw1断开时是高阻态，当第一开关sw1闭合时是低阻态，应急检测管理电路9根据电压和电阻信息则可以知道当前是否处于应急状态，依此来控制是否给第二负载供电，即控制第二负载6的通断。同时，应急检测管理电路9管理储能电池的充放电保护，其也具有和充电管理电路8相同的充电管理功能，即控制电池的电流和电压大小、充满则停止等功能。

其中，市电输入线1的输出端还与第一负载线路4的输入端连接，第一负载线路4的输出端用于连接第一负载5，正常市电有电时第一负载5工作，例如第一负载5为照明灯，正常情况下照明，第二开关sw2设置在第一负载线路4上，开关检测及控制电路3还用于根据第一开关sw1的开关状态控制第二开关sw2的状态，以控制第一负载的工作状态。例如，正常情况下，市电有电时，当开关检测及控制电路3检测到第一开关sw1首次闭合，则控制第二开关sw2闭合，使得第一负载5工作。当检测到市电有电，且第一开关sw1断开，说明用户不需要照明，则控制第二开关sw2断开，使得第一负载5不工作。

其中，本实施例的第二开关sw2和第三开关sw3可以选用三极管开关，例如mos管开关，通过控制mos管的控制极实现控制开关的通断。本申请的第一开关sw1可以选用正常的家用灯的开关。

其中，应急检测管理电路9的输出端还与第二负载线路11连接，第二负载线路11的输出端用于连接第二负载6，应急检测管理电路9还用于根据电压和/或电阻信息控制是否给第二负载6供电，例如当市电没电，且第一开关sw1闭合时，应急检测管理电路9检测到无电压且处于低阻态，则可以知道当前是否处于应急状态，则给第二负载6供电，使得其进入应急工作模式。

其中，第三开关sw3设置在市电输入线1与充电管理电路8之间的线路上，开关检测及控制电路3还用于根据第一开关sw1的开关状态控制第三开关的状态，以控制充电管理模块是否给储能电池充电。例如，用户可以设定，当开关检测及控制电路3检测到第一开关sw1的开关状态为：市电有电且首次闭合后，再断开且在3秒内首次闭合时，则控制第二开关sw2断开，使得第一负载5不工作；同时控制第三开关sw3闭合，使得充电管理电路8对储能电池充电。这样加上应急检测管理电路9的充电，增加了储能电池10的充电电流，适得其能快速充满，充满后即停止。

进一步的，本实施例的电路还包括整流电路2，市电输入线1的输出端通过该整流电路2分别与充电管理电路8和应急检测管理电路9的输入端连接，该整流电路用于将市电整流成直流电。

进一步的，该负载电路还包括反激电源电路12，整流电路2的输出端与反激电源电路12的输入端连接，反激电源电路12的输出端与分别与充电管理电路8、降压电路7的输入端连接。反激电源电路12具有恒压恒流的功能，其用于对整流后的直流电进行降压，输出恒压恒流的直流电。

进一步的，本实施例的电路还包括降压电路7，具体采用dc-dc降压电路，整流电路2的输出端与降压电路7的输入端连接，降压电路7的输出端与充电管理电路8和应急检测管理电路9的输入端连接，降压电路7用于将整流后的直流电的电压降低到与储能电池10适配的电压。例如，降低为5v的直流电对储能电池10进行充电。

本实施例的储能电池10采用锂电池，其具有密度高、储电能力强、使用寿命长的优点。

其中，开关检测及控制电路3还用于根据第一开关sw1的开关状态控制第二开关sw2的状态，以控制第一负载5的工作状态包括：当开关检测及控制电路3检测到市电输入线1有电且第一开关sw1为首次闭合，说明用户是正常使用电，则控制第二开关sw2闭合，给第一负载5供电使得其工作；同时控制第三开关sw3断开，使得充电管理电路8不工作。

其中，本实施的开关检测及控制电路3采用芯片型号为sp1202m的芯片，其在现有技术中主要用于开关分段调光，开关检测及控制电路3的电路图如图2所示。

其中，应急检测管理电路9根据市电输入线1的火线和零线之间的电压和电阻信息判断确定是否对储能电池10进行充电包括：

1)当若应急检测管理电路检测到储能电池处于未充满状态时且市电有点第一开关闭合时，则对储能电池10进行充电，除非应急检测管理电路9同时监测到储能电池10充电已满。若所述应急检测管理电路检测到所述市电输入线之间有电压时，则不给所述第二负载供电；

2)若应急检测管理电路9检测到市电输入线1之间有电压时，则说明市电正常工作，则不给第二负载供电；

3)若应急检测管理电路9检测到市电输入线1之间无电压但处于高阻态时，说明市电没电，但用户也不没关闭第一开关sw1，说明当前用户不需要应急负载工作，则不给第二负载6供电；

4)若应急检测管理电路9检测到市电输入线1之间无电压但处于低阻态时，说明当前市电无电，但是用户闭合了第一开关sw1，说明用户需要应急负载工作，则给第二负载6供电。其中，本实施例的应急检测管理电路9采用芯片型号为sp1692的芯片。

本申请另一个重要设计在于，用户可通过控制第一开关sw1的状态实现快速充电，具体的，可以设定，用户可以在市电有电时首次闭合第一开关sw1后，再断开且在3秒内首次闭合，则启动快速充电，具体的预设时间为几秒，用户可以自己设定，一般情况下可设置为3-5秒，当超过预设时间外或者小于预设时间再闭合则返回原来状态，即不启动快速充电。当开关检测及控制电路3检测到第一开关sw1的开关状态为：市电有电且首次闭合后，再断开且在3秒内首次闭合时，则控制第二开关sw2断开，使得第一负载5不工作，此时用户无需用电，即关灯状态；同时控制第三开关sw3闭合，使得充电管理电路8对储能电池10充电，这样加上应急检测管理电路9的充电，增加了储能电池10的充电电流，适得其能快速充满，充满后即停止。

以下根据正常工作和关灯充电两种情况对本申请的电路工作情况进行进一步的说明：

1、正常照明工作状态

在市电有电并且第一开关sw1是首次开关闭合的时候，市电通过市电输入线1的l、n线给整流电路2供电，再经过整流电路2和反激电源电路12输出恒压恒流的直流电，开关检测及控制电路3检测到第一开关sw1首次上电闭合，然后控制第二开关sw2闭合给第一负载5供电，例如点亮led，同时第一开关sw1控制第三开关sw3断开，使充电管理电路8的gnd断开，不工作；同时第一开关sw1给降压电路7供电，dc-dc降压电路输出一个稳定的5v电压给到应急检测管理电路9和充电管理电路8，由于此时的第三开关sw3断开，充电管理电路8不工作，只有应急检测管理电路9工作，dc-dc降压电路7输出的5v电压通过应急检测管理电路9给储能电池10充电。应急检测管理电路9检测到l、n线有ac电压，不进入应急状态，不给第二负载6供电，第二负载6不工作，例如应急led灯不亮灯。

2、关灯充电的工作状态

2.1、当市电有电并且第一开关sw1首次闭合后，再断开第一开关sw1并且在3秒左右时间内再次闭合第一开关sw1的时候，开关检测及控制电路3检测到前面的第一开关sw1开关状态后，控制第二开关sw2断开，使第一负载5的gnd断开，不给第一负载5供电，若此时第一负载5为led灯，则此时led灯不亮灯。同时控制第三开关sw3闭合，即充电管理电路8的gnd闭合，使充电管理电路8可以正常工作；同时整流电路2给降压电路7供电，降压电路7输出一个稳定的5v电压给到充电管理电路8和应急检测管理电路9，降压电路7输出的5v电压通过充电管理电路8和应急检测管理电路9同时给储能电池10充电，可以实现大电流和快速的对储能电池10充电。同时应急检测管理电路9块检测到市电输入线1的l、n线有ac电压，不进入应急状态，不给第二负载6供电，第二负载的led灯不亮灯。

2.2、当市电有电在第一开关sw1断开的时候，市电输入线1的l、n线是没有电压，并且两线之间是属于一个高阻态的状态，所以当应急检测管理电路9检测到l、n线没有电压，并且两线之间属于高组态，那应急检测管理电路9不进入应急照明状态，不给第二负载6供电，第二负载6的led灯不亮灯。

当市电没电时的各种状态：

3.1、当市电没电在第一开关sw1开关闭合的时候，市电输入线1的l、n线是没有电压，当应急检测管理电路9检测到l、n线没有电压，并且两线之间属于低组态，那当应急检测管理电路9进入应急照明状态，储能电池10通过应急检测管理电路9给第二负载6供电，第二负载的led灯亮灯，进入应急照明状态。

3.2、当市电没电在第一开关sw1断开的时候，市电输入线1的l、n线是没有电压，并且两线之间是属于一个高阻态的状态，所以应急检测管理电路9检测到l、n线没有电压，并且两线之间属于高组态，那应急检测管理电路9不进入应急照明状态，不给第二负载6模块供电，第二负载的led灯不亮灯。

本申请的电路可以实现不仅可以在开灯的时候，给储能电池10充电，还可以在平时不用灯的时候，关着灯给储能电池10充电。突破只能开灯充电的限制，还可以保证储能电池10充满电的状态。而且充电电流可以做得比较大，实现快速充满电。对于高pf方案还可以实现充电和不充电状态的pf值维持在0.9以上。

实施例二

本实施例提供一种可熄灯充电的应急负载装置，其包括如上实施例一提供的可熄灯充电的应急负载电路。

进一步的，该装置还包括绝缘壳体，负载电路设置在绝缘壳体内，负载电路的市电输入线的输入端、第一负载线路4的输出端、第二负载线路11的输出端均设置在绝缘壳体外。用户采用该装置，可以实现应急供电，且可以在开灯的时候，给储能电池10充电，还可以在平时不用灯的时候，关着灯给储能电池10充电。突破只能开灯充电的限制，还可以保证储能电池10充满电的状态。而且充电电流可以做得比较大，实现快速充满电。对于高pf方案还可以实现充电和不充电状态的pf值维持在0.9以上。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。