led應急燈電源電路圖大全(六款模擬電路設計原理圖詳解)

2021-01-09 電子發燒友

疏散應急照明燈、標誌燈,統稱消防應急照明燈具,是防火安全措施中要求的一種重要產品。平時它要像普通燈具一樣提供照明,當出現緊急情況,如地震、失火或電路故障引起電源突然中斷,所有光源都已停止工作,此時,它必須立即提供可靠的照明,並指示人流疏散的方向和緊急出口的位置,以確保滯留在黑暗中的人們順利地撤離。下面小編給大家介紹了幾款led應急燈電源電路原理圖參考。

led應急燈電源電路圖(一) 應急燈的工作原理

應急照明系統以自帶電源獨立控制型為主,正常電源接自普通照明供電迴路中,平時對應急燈蓄電池充電,當正常電源切斷時,備用電源(蓄電池)自動供電。這種形式的應急燈每個燈具內部都有變壓、穩壓、充電、逆變、蓄電池等大量的電子元器件,應急燈在使用、檢修、故障時電池均需充放電。另一種是集中電源集中控制型,應急燈具內無獨立電源,正常照明電源故障時,由集中供電系統供電。

在這種形式的應急照明系統中,所有燈具內部複雜的電子電路被省掉了,應急照明燈具與普通的燈具無異,集中供電系統設置在專用的房間內。其電路見圖1。下面介紹其工作原理。在供電正常時,J2(聚電器)得電吸合,其動觸點與「N/O(常開點)」接通,後備蓄電池正端與IC1的反相端相聯。IC1(LM308)和D5、D6組成電壓比較器,參考電壓由D5、D6決定。

這裡用一個矽二極體(D5)和一個6.2V的穩壓二極體(D6)組成6.9V的參考電壓,對充電壓電壓進行監控。當IC1的2腳輸入電壓(既蓄電池電壓)低於6.9V時,IC1的6腳輸出高電平,T1導通,J1(聚電器)得電,其動觸點與「N/O(常開點)」接通,電源電壓通過R2對蓄電池充電,同時LED2點亮為充電指示。改變R2阻值可調整充電電流。隨著充電時間增加,IC1的2腳電壓逐漸增加,當電壓大於參考電壓6.9V時,IC1的6腳輸出低電平,T1截止,J1(聚電器)失電,斷開充電迴路,實現自動充電保護功能。

當停電時,J2(聚電器)失去電源,其動觸點與「N/C(常閉點)」接通,蓄電池通過S1對應急燈電路供電,實現停電時自動切換功能。S1在這裡用來手動切斷應急燈電路部分。由IC2(NE555)、T2、T3、T4、X2等組成應急燈電路。IC2組成50Hz信號發生器,由IC2的3腳輸出50Hz信號,經T2反相、放大分別驅動由T3、T4、X2組成的推挽電路,在X2的高壓側感應出220V的交流電,使日光燈管點亮。這裡的X2可以直接使用次級為4.5伏、初級為220V的成品電源變壓器,功率試日光燈管的功率而定。使用時,注意T3、T4應加散熱器。

製作時,X1選用次級為6V/200mA的電源變壓器。J1、J(聚電器)2選用線圈電壓為6V的繼電器。其他器件選擇可參考圖示,無特殊要求。電路調試很簡單,接通主電源電時,J2(聚電器)應該動作,LED1為電源指示。然後測量IC1的3腳電壓是否為6.9V左右,之後可用一個外接電源接入IC2腳來調整充電保護電路。當輸入電壓大於6.9V時,J1應該動作斷開。短開S1,用外接電源接入應急燈電路,測量IC2的輸出是否50Hz,然後可測量X2輸出部分電壓是否為220V左右既可。LED3為停電/應急燈工作指示。

led應急燈電源電路圖(二)

當市電正常時LED驅動電源給控制板供電,驅動光源發光。市電通過充電器給電池充電。電池充滿後由保護電路切斷電源,停止充電。當市電停電或拉閘後,由電池給光源應急部分提供電源,通過應急控制電路給應急光源部分供電。

本設計的應急電路是專用於LED燈具的,它只需調整很少的元器件,即可與外圍LED電源等配合應用於不同功率的LED燈具中;正常照明時只有LED驅動電源部分電路工作,功耗低,相應的故障率也低。其電路原理如圖2。

其中MT7201是一款連續電流導通模式的降壓恆流源,用於驅動一顆或多顆串聯LED。它的輸入電壓範圍從7V~30V,輸出電流可調,最大可達1A。根據不同的輸入電壓和外圍器件可以驅動高達24W的LED。MT7201採用SOT89-5封裝。

led應急燈電源電路圖(三)

本文就介紹一下常見的三款LED燈,一種使用三節普通AAA電池,一種是插接電話線,另一種自帶鉛酸蓄電池充電,這三款產品均採用高亮白光LED,並帶有反光板,燈杆採用金屬螺旋管,可隨意彎曲轉向自由調整燈頭角度,燈座上設有按鈕式開關,小巧實用,攜帶方便。圖1是其電路圖。

普通AAA電池的LED應急燈:

圖1  普通AAA電池的LED應急燈

手機電池供電的LED應急燈電路圖

當電池電壓為4.38V時工作電流實測約150mA,LED上的壓降為3.2V。為有效延長電池的使用時間,筆者決定在按鈕開關K後面串接小阻值的限流電阻,經反覆試驗採用2.7Ω電阻時電流降為120mA,亮度亦無明顯變化。如嫌電池昂貴也可改用220V交流市電,這就需要配一個合適的電源適配器,建議選用家中已廢棄的手機電池充電器,由於手機充電器插頭外形繁多不一,需提前用單聲道耳機插頭改造一下,筆者找到的充電器輸出電壓6.28V,改造後電路原理圖如圖2所示,實測工作電流約138mA。

led應急燈電源電路圖(四)

當市電電網正常供電時,220V的交流市電電壓經電容器C1降壓,再經二極體VD1的半波整流和電容器C2的濾波後,以約90mA的脈衝電流給電池充電。與此同時,因為電晶體VT1的基極加上正偏壓而處於導通狀態,使VT2處於截止狀態,燈泡EL不亮。一旦市電電網斷電,電晶體VT1曲導通變成截止,VT2由截止變成導通,燈泡EL點亮。二極體VD2的作用是隔離電池和VT1的基極,保證市電一停,VT1轉向截止。市電恢復供電後,VT1尋通,EL熄滅,電路復位。

led應急燈電源電路圖(五)

一旦市電電網斷電,電晶體VT1曲導通變成截止,VT2由截止變成導通,燈泡EL點亮。二極體VD2的作用是隔離電池和VT1的基極,保證市電一停,VT1轉向截止。市電恢復供電後,VT1尋通,EL熄滅,電路復位。應急燈照明電路圖:

led應急燈電源電路圖(六)

本例介紹的自動應急燈,在白天或夜晚有燈光時不工作,當夜晚關燈後或停電時能自動點亮,延時一段時間後能自動熄滅。

電路工作原理:該自動應急燈電路由光控燈電路、電子開關電路和延時照明電路組成。在白天或晚上有燈光時,光敏二極體VLS受光照射而呈低阻狀態,VT截止,IC內部的電子開關因⑤腳電壓為0V而處於關短狀態,EL不亮。此時整機的耗電極低。當夜晚光線由強逐漸變弱時,VLS的內阻也開始緩慢的增大,VT由截止轉入導通狀態,R2上的電壓也逐漸增大,但由於C1的隔直流作用,此緩慢變化的電壓仍不能使IC的⑤腳電壓高於1.6V,故EL仍不會點亮。若晚上關燈或停電時,光線突然變得很弱,則VLS呈高阻狀態,VT迅速飽和導通,在R2上產生較大的電壓降。由於C1上電壓不能突變,故在IC的⑤腳上產生一個大於1.6V的觸發電壓,使IC內部的電子開關接通,EL通電點亮。與此同時,+4.8V電壓通過R3、VD1和IC對C2充電,以保證即使VT截止,IC的⑤腳仍會有1.6V以上的電壓,IC內部的電子開關仍維持接通狀態,EL仍維持點亮。隨著C2的充電,IC的⑤腳電壓逐漸降低,當該電壓低於1.6V時,IC內部的電子開關關斷,EL熄滅,C2通過R5、EL、R4和VD2放電,為下次工作做準備。若將S接通,該應急燈可用於停電時的連續照明。

元器件選擇及調試:IC選用TWH8778型電子開關集成電路,VT選用9015或8550型矽PNP電晶體;VLS選用2DU系列的光敏二極體;VD1和VD2均選用IN4007或IN4148型整流二極體。C1和C2選用耐壓10V以上鋁電解電容,R1~R4選用普通1/8或1/4W金屬膜電阻器,R5選用1W的金屬膜電阻器,EL選用3.8V、0.3A的手電筒用小電珠,S選用小型撥動式開關,GB用電池供電。全部電路按圖安裝完畢後即可正常工作,無需調試。

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