應急照明電源的市電高速監測系統的制作方法

本實用新型涉及應急電源裝置技術領域，具體涉及一種應急照明電源的市電高速監測系統。

背景技術：

應急照明電源和燈具配合，即可組成應急照明燈具，在市電正常時，將市電輸出至外接的燈具，在應急照明電源監測到市電異常或掉電時，電池組通過高頻功率變換電路將電壓傳輸至切換輸出電路，再供應給外接的燈具，進行照明。

現有應急照明電源的市電電壓監測單元一般由工頻變壓器的次級整流濾波后進行監測。整流濾波電路存在較大的濾波電容，以及工頻變壓器較大的內阻，影響檢測市電電壓的實時性和準確性，進而使應急切換時間變慢，可靠性降低。市電電壓監測單元或在高頻變壓器的初級側電路進行監測，但是所需部件多，電路復雜，影響可靠性。

如何提高應急照明電源監測市電電壓的實時性和準確性，簡化電路結構，是本領域技術人員亟需解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本實用新型提供一種應急照明電源的市電高速監測系統，能夠提高應急照明電源監測市電電壓的實時性和準確性，簡化電路結構。

本實用新型提供一種應急照明電源的市電高速監測系統，該系統包括整流濾波電路、電源管理模塊、高頻變壓器、市電電壓監測電路和微控制器。整流濾波電路設有母線電壓正極，整流濾波電路用于將接收的市電進行整流、濾波處理，形成直流母線電壓。電源管理模塊設有啟動端和控制端，啟動端連接于母線電壓正極，控制端連接于高頻變壓器的初級繞組的第一端。高頻變壓器包括初級繞組和次級繞組，初級繞組的第二端連接于母線電壓正極，次級繞組設有市電電壓監測輸出管腳，市電電壓監測電路連接于市電電壓監測輸出管腳，市電電壓監測電路采集脈沖電壓的脈沖電壓值，并將脈沖電壓值傳送至微控制器，微控制器根據脈沖電壓值監測市電是否正常。

進一步地，該系統還包括漏感尖峰吸收電路，漏感尖峰吸收電路連接于高頻變壓器的初級繞組，用于吸收高頻變壓器漏感產生的尖峰電壓。

進一步地，漏感尖峰吸收電路包括第一二極管(D6)、第一電容(C9)和第一電阻(R16)，第一二極管(D6)的正極連接于初級繞組的第一端，第一二極管(D6)的負極分別連接于第一電容(C9)的第一端和第一電阻(R16)的第一端，第一電容(C9)的第二端和第一電阻(R16)的第二端均連接于初級繞組的第二端。

進一步地，次級繞組的第一端設有市電電壓監測輸出管腳，初級繞組的第一端和次級繞組的第一端為同名端。

基于上述任意應急照明電源的市電高速監測系統實施例，進一步地，市電電壓監測電路包括市電電壓監測端和負脈沖電壓輸出端，市電電壓監測端與市電電壓監測輸出管腳連接，負脈沖電壓輸出端連接于微控制器。

進一步地，市電電壓監測電路包括第二電阻(R31)和第三電阻(R32)，第二電阻(R31)的一端連接于市電電壓監測端，另一端連接于負脈沖電壓輸出端，第三電阻(R32)的一端連接于負脈沖電壓輸出端，另一端連接于供電端。

進一步地，市電電壓監測電路還包括第四電阻(R29)，第四電阻(R29)的一端連接于負脈沖電壓輸出端，另一端連接于微控制器。

基于上述任意應急照明電源的市電高速監測系統實施例，進一步地，該系統還包括第二二極管(D9)和電解電容(C13)，第二二極管(D9)的正極連接于次級繞組的第一端，第二二極管(D9)的負極連接于電解電容(C13)的正極，電解電容(C13)的負極連接于次級繞組的第二端。

進一步地，該系統還包括電壓轉換電路，電壓轉換電路的輸入端連接于二極管的負極，電壓轉換電路的輸出端連接于微控制器。

基于上述任意應急照明電源的市電高速監測系統實施例，進一步地，微控制器為專用集成電路實現的。

由上述技術方案可知，本實用新型應急照明電源的市電高速監測系統，采用整流濾波電路將市電進行整流、濾波處理，形成直流母線電壓。通過啟動端啟動電源管理模塊，通過電源管理模塊的控制端控制高頻變壓器將直流母線電壓進行隔離轉換，形成脈沖電壓，使脈沖電壓和市電具有比例關系，后續監測脈沖電壓即可等效于監測市電的電壓，簡化電路結構，降低設備成本。

在高頻變壓器的次級繞組設置市電電壓監測輸出管腳，將市電電壓監測電路連接在次級繞組的市電電壓監測輸出管腳，并將采集的脈沖電壓值傳送至微控制器，能夠提高市電監測速度，縮短時延。微控制器根據預定電壓范圍進行對比，判斷市電是否正常，即可實時監測市電電壓監測輸出管腳輸出的脈沖電壓，提高市電監測速度和可靠性。

因此，本實用新型應急照明電源的市電高速監測系統，能夠提高應急照明電源監測市電電壓的實時性和準確性，簡化電路結構。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。

圖1示出了本實用新型所提供的一種應急照明電源的市電高速監測系統結構示意圖；

圖2示出了本實用新型所提供的一個整流濾波電路連接示意圖；

圖3示出了本實用新型所提供的一個高頻變壓器的連接示意圖；

圖4示出了本實用新型所提供的一個市電電壓監測電路連接示意圖；

圖5示出了本實用新型所提供的一個微控制器的各引腳示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本實用新型所屬領域技術人員所理解的通常意義。

圖1示出了本實用新型提供一種應急照明電源的市電高速監測系統，該系統包括整流濾波電路1、電源管理模塊2、高頻變壓器3、市電電壓監測電路4和微控制器5。結合圖2，整流濾波電路1設有母線電壓正極，整流濾波電路1用于將接收的市電進行整流、濾波處理，形成直流母線電壓。結合圖3，電源管理模塊U5設有啟動端和控制端，啟動端即第三管腳VCC，連接于母線電壓正極+300，控制端即第六、七、八管腳，控制端連接于高頻變壓器T1的初級繞組的第一端。高頻變壓器T1包括初級繞組和次級繞組，初級繞組的第二端連接于母線電壓正極+300，次級繞組設有市電電壓監測輸出管腳OVT，市電電壓監測電路4連接于市電電壓監測輸出管腳，結合圖4，市電電壓監測電路4采集脈沖電壓的脈沖電壓值，并將脈沖電壓值傳送至微控制器5，即微控制器5的INT0管腳，微控制器5將脈沖電壓值與預定電壓范圍進行對比：若脈沖電壓值處于預定電壓范圍內，則市電電壓正常，若脈沖電壓值處于預定電壓范圍外，則市電出現異常。

由上述技術方案可知，本實用新型應急照明電源的市電高速監測系統，采用整流濾波電路1將市電進行整流、濾波處理，形成直流母線電壓。通過啟動端啟動電源管理模塊2，通過電源管理模塊2的控制端控制高頻變壓器3將直流母線電壓進行隔離轉換，形成脈沖電壓，使脈沖電壓和市電具有比例關系，后續監測脈沖電壓即可等效與監測市電的電壓，簡化電路結構，降低設備成本。

在高頻變壓器3的次級繞組設置市電電壓監測輸出管腳，將市電電壓監測電路4連接在次級繞組的市電電壓監測輸出管腳，并將采集的脈沖電壓值傳送至微控制器5，能夠提高市電監測速度，縮短時延。微控制器5根據預定電壓范圍進行對比，判斷市電是否正常，即可實時監測市電電壓監測輸出管腳輸出的脈沖電壓，提高市電監測速度和可靠性。

因此，本實用新型應急照明電源的市電高速監測系統，能夠提高應急照明電源監測市電電壓的實時性和準確性，簡化電路結構。

其中，整流濾波電路1包括市電傳輸端P1、橋式整流電路BR1和濾波電路，具體連接方式如圖2所示，該整流濾波電路1能夠對接收的市電進行整流、濾波處理，得到直流母線電壓。

為了進一步提高該系統高頻變壓器的工作穩定性，具體地，結合圖3，在高頻變壓器T1的初級繞組側設有漏感尖峰吸收電路，用于吸收高頻變壓器T1漏感產生的尖峰電壓，具體采用RCD電路，即第一二極管D6的正極連接于初級繞組的第一端，第一二極管D6的負極分別連接于電第一容C9的第一端和第一電阻R16的第一端，第一電容C9的第二端和第一電阻R16的第二端均連接于初級繞組的第二端。高頻變壓器T1在市電掉電瞬間，漏感的能量無法耦合到次級繞組，會產生很高的尖峰電壓，采用該漏感尖峰吸收電路能夠把尖峰電壓吸收到最低值，確保該系統運行穩定。

并且，電源管理模塊U5的啟動端設有限流電阻R12和R13，結合圖3，第一限流電阻R12的第一端連接于母線電壓正極，第一限流電阻R12的第二端連接于第二限流電阻R13的第一端。第二限流電阻R13的第二端連接于電源管理模塊U5的啟動端。第二限流電阻R13的第二端還連接有二極管D1和電容C10，以進行濾波，保證電源管理模塊2有效工作。次級繞組的第一端設有市電電壓監測輸出管腳OVT，初級繞組的第一端和次級繞組的第一端為同名端。在交變磁通的作用下，任意時刻兩個繞組的第一端具有相同電勢極性，便于后續與不同元件連接，提高系統運行的安全性。

為了進一步提高市電電壓監測的準確性，具體地，結合圖4，圖4示出了一種市電電壓監測電路4的實現方式，市電電壓監測電路4包括市電電壓監測端OVT和負脈沖電壓輸出端INT0，市電電壓監測端OVT與市電電壓監測輸出管腳連接，負脈沖電壓輸出端INT0連接于微控制器5。第二電阻R31和第三電阻R32進行分壓，第二電阻R31的一端連接于市電電壓監測端OVT，另一端連接于負脈沖電壓輸出端INT0，第三電阻R32的一端連接于負脈沖電壓輸出端INT0，另一端連接于5伏供電端。INT0將采集的負脈沖電壓傳送至微控制器5，進行監測和控制，等效于監測市電電壓，電路結構簡單，市電電壓的監測速度快，可靠性強。結合圖4，市電電壓監測電路4還包括第四電阻R29，第四電阻R29的一端連接于負脈沖電壓輸出端INT0，另一端連接于微控制器5。第四電阻R29能夠組成硬件正反饋電路形成回差窗口，以防監測的脈沖電壓處于臨界值時，出現反復跳動現象。

為了進一步穩定高頻變壓器的輸出電壓，具體地，結合圖3，該系統還包括第二二極管D9和電解電容C13，第二二極管D9的正極連接于次級繞組的第一端，第二二極管D9的負極連接于電解電容C13的正極，電解電容C13的負極連接于次級繞組的第二端，對隔離變換后的脈沖電壓進行整流濾波。同時，該系統還包括穩定電壓輸出電路，穩定電壓輸出電路包括電阻R11、R15、R20、R21、電容C4、穩壓二極管U3和光耦U4A/B，具體連接方式如圖3所示。電源管理模塊2還設有反饋端，即第四管腳FB，反饋端接收高頻變壓器3轉換之后的電壓值，通過反饋端連接的光耦U4B實現，光耦U4A/B能夠將穩壓輸出電路的直流電大小及時反饋至電源管理模塊U5，以使電源管理模塊U5能夠控制高頻變壓器T1能夠轉換穩定的電壓。本實施例應急照明電源的市電高速監測系統能夠向外界提供穩定的電壓。

為了進一步保障微控制器及時有效供電，本實施例應急照明電源的市電高速監測系統還包括電壓轉換電路，結合圖5，該電壓轉換電路包括二極管、電阻、三極管和電容，具體實現方式如圖5所示，二極管D11的正極連接于穩壓輸出電路的輸出端VCC，或二極管D9的負極，二極管D11的負極連接于三極管Q2的集電極。二極管D12的正極連接于充電電池的輸出端VBAT，二極管D12的負極連接于三極管Q2的集電極。三極管Q2的基極連接于穩壓二極管ZD1的負極，穩壓二極管ZD1的正極連接于地線。三極管Q2的發射極輸出+5伏電壓，為微控制器供電。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求和說明書的范圍當中。