一種多用途二線制通用led應急燈的制作方法

一種多用途二線制通用led應急燈的制作方法
【專利摘要】一種多用途二線制通用LED應急燈，由外部供電模塊M0、開關電源模塊M1、振蕩信號發生模塊M2、電池充電模塊M3、信號傳輸模塊M4、狀態檢測模塊M5和LED驅動模塊M6組成。本發明保持了二線制連接方式，接入方法簡便、通用，可方便地安裝在已有照明燈線路中；通過設置連接器，可實現多用途功能，人工可控性強，便于檢查其運行狀態，很大程度地提高了應急燈的利用率；采用遲滯電壓比較器，有效提高了電池的利用率和LED驅動功率的自適應性；使用外接照明燈，既延長了電池的使用壽命，提高了應急燈在應急狀態下的可靠性，又滿足了各類使用者對照明燈功率和光源類型的不同要求。
【專利說明】一種多用途二線制通用LED應急燈
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種應急燈，特別涉及一種多用途二線制通用LED應急燈。
【背景技術】
[0002]常用的應急燈有:消防應急燈、手提應急燈、供應應急燈、水下應急燈、太陽能應急燈等。從連接方式上可分為:在線應急燈和離線應急燈。在線應急燈的接線方式分為兩類:二線制和三線制。二線制應急燈工作方式為:有市電時應急燈不亮，無市電時應急燈自動點亮。二線制應急燈不具備正常照明功能。三線制應急燈工作方式為:有市電時可用開關對正常照明燈進行控制，無市電時無論開關處于何種狀態，應急燈立即點亮。三線制應急燈具備正常照明功能。離線應急燈主要指各種便攜應急燈。二線制和三線制應急燈存在的問題有:
[0003]1.二線制應急燈只適用于災難性事件發生時市電突然斷電的情況，無論這時應急燈所處區域是否需要照明，該應急燈即被點亮。這種應急燈人工不可控，不適用于非災難性偶然停電的情況，絕大部分時間處于待機狀態，利用率低，造成較大浪費。
[0004]2.三線制應急燈雖然在正常情況下是否點亮人工可控，但由于應急燈功率和光源類型受供電電池和應急燈自身所限，難以滿足各類使用者對照明燈亮度和照明燈發光類型的不同要求；此外，三線制應急燈接線方式與正常照明燈接線方式不同，不能直接接入正常照明燈線路中，使用場所受到限制，尤其對已存在的線路更是如此。
[0005]3.離線應急燈雖然具有便攜的優點，但其充電過程需要人工干預。將離線應急燈連接在市電上，具有自動充電功能，但當市電突然停電時，點亮該應急燈須人工打開應急燈自身開關，由于離線應急燈開關位置的隨機性給操作帶來不便。

【發明內容】

[0006]為了克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種多用途二線制通用LED應急燈，利用開關電源主體SPS提供電源VCC，振蕩信號發生器OSM提供振蕩信號，電池充電電路CM為電池充電，信號傳輸模塊、狀態檢測模塊以及LED驅動模塊控制照明燈和應急燈的工作狀態，采用遲滯電壓比較器，有效提高電池的利用率和LED驅動功率的自適應性，可方便地安裝在原正常照明燈線路中，通過對電路中的連接器進行設置，可實現包含二線制應急燈的功能以及三線制應急燈的正常照明功能；當設置成具有正常照明功能時可外接照明燈，有效提高應急燈的利用率，安全性和可靠性強。
[0007]為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0008]一種多用途二線制通用LED應急燈，包括外部供電模塊MO、開關電源模塊Ml、振蕩信號發生模塊M2、電池充電模塊M3、信號傳輸模塊M4、狀態檢測模塊M5以及LED驅動模塊M6 ;外部供電模塊MO的火線輸出端0-1、零線輸出端0-2、火線輸出端0-3、零線輸出端0-4分別與信號傳輸模塊M4的火線輸入端4-1、零線輸入端4-2、開關電源模塊Ml的火線輸入端1-1、零線輸入端1-2連接；振蕩信號發生模塊M2的振蕩信號輸出端2-1和電池電源輸入端2-2分別與信號傳輸模塊M4的振蕩信號輸入端4-3和狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端5-2連接；電池充電模塊M3的電池充電與檢測端3-1與LED驅動模塊M6的電池充電輸入端6-3連接；信號傳輸模塊M4的開關狀態信號輸出端4-4與狀態檢測模塊M5的開關狀態信號輸入端5-1連接；狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端5-3和LED狀態控制信號輸出端5-4分別與LED驅動模塊M6的電池電源輸入端6_1和LED狀態控制信號輸入端6_2連接。
[0009]所述的外部供電模塊MO包括市電接入端子PO-1和P0-2、電容C0_1、電阻R0_1以及照明燈控制開關SO-1 ;端子PO-1引入火線，端子P0-2引入零線；電阻RO-1與電容CO-1并聯后兩端分別與端子PO-1和端子P0-2連接，并在火線上串入照明燈控制開關SO-1 ；電容CO-1的一端與照明燈控制開關SO-1的靜觸點連接，電容CO-1的另一端與外部供電模塊MO的零線輸出端0-2和零線輸出端0-4連接；照明燈控制開關SO-1的動觸點與外部供電模塊MO的火線輸出端0-1和火線輸出端0-3連接。
[0010]所述的開關電源模塊Ml包括開關電源主體SPS、保險絲Fl-1 ;開關電源主體SPS的電源輸入端I和2分別與保險絲Fl-1的一端和開關電源模塊Ml的零線輸入端1-2連接；開關電源主體SPS的接地端3接地；開關電源主體SPS的電源輸出端4輸出電源VCC ;保險絲Fl-1的另一端與開關電源模塊Ml的火線輸入端1-1連接。
[0011]所述的振蕩信號發生模塊M2包括振蕩信號發生器OSM ;振蕩信號發生器OSM的振蕩信號輸出端I與振蕩信號發生模塊M2的振蕩信號輸出端2-1連接；振蕩信號發生器OSM的電池電源輸入端2與振蕩信號發生模塊M2的電池電源輸入端2-2連接；振蕩信號發生器OSM的接地端3接地；振蕩信號發生器OSM的浮空端4浮空。
[0012]所述的電池充電模塊M3包括電池充電電路CM ；電池充電電路CM的檢測端I和充電端2與電池充電模塊M3的電池充電與檢測端3-1連接；電池充電電路CM的接地端3接地；電池充電電路CM的電源輸入端4接VCC。
[0013]所述的信號傳輸模塊M4包括外接照明燈接入端子T4-1、電容C4-1和C4-2、電阻R4-1、變壓器TR4-1和TR4-2、穩壓二極管DZ4-1和DZ4-2、繼電器K4-1、連接器J4-1以及瞬態電壓抑制器TVS4-1 ;外接照明燈接入端子T4-1的接入端I以及變壓器TR4-1的次級線圈的一端與信號傳輸模塊M4的零線輸入端4-2連接，外接照明燈接入端子T4-1的接入端2與繼電器K4-1的常開觸點3連接；電容C4-1和電阻R4-1并聯后兩端分別與繼電器K4-1的常閉觸點2和變壓器TR4-2的初級線圈的一端連接；變壓器TR4-1的次級線圈的另一端與變壓器TR4-2的初級線圈的另一端連接；繼電器K4-1的公共端I與信號傳輸模塊M4的火線輸入端4-1連接；變壓器TR4-1的初級線圈的一端以及穩壓二極管DZ4-1的負極與信號傳輸模塊M4的振蕩信號輸入端4-3連接，變壓器TR4-1的初級線圈的另一端與電容C4-2的一端連接；變壓器TR4-2的次級線圈的一端以及穩壓二極管DZ4-2的負極與信號傳輸模塊M4的開關狀態信號輸出端4-4連接，變壓器TR4-2的次級線圈的另一端、穩壓二極管DZ4-1的正極、穩壓二極管DZ4-2的正極、瞬態電壓抑制器TVS4-1的正極、連接器J4-1的一端以及電容C4-2的另一端接地；連接器J4-1的另一端與繼電器K4-1的線圈腳5連接；瞬態電壓抑制器TVS4-1的負極以及繼電器K4-1的線圈腳4接VCC。
[0014]所述的狀態檢測模塊M5包括電池BT5-1、電阻R5-1?R5-10、電容C5-1?C5-6、電感L5-1、二極管D5-1和D5-2、穩壓二極管DZ5-1、連接器J5-1、電位器RP5-1、雙運算放大器U5-1的兩個獨立運放U5-1A和U5-1B以及雙運算放大器U5-2的一個獨立運放U5-2A組成；二極管D5-1的正極以及電容C5-1的一端與狀態檢測模塊M5的開關狀態信號輸入端5-1連接，二極管D5-1的負極以及電容C5-2的一端與電感L5-1的一端連接；電感L5-1的另一端、電容C5-3的一端以及電阻R5-1的一端與獨立運放U5-1A的同相輸入端3連接；電阻R5-3的一端以及二極管D5-2的正極與獨立運放U5-1A的輸出端I連接，電阻R5-3的另一端以及電阻R5-2的一端與獨立運放U5-1A的反相輸入端2連接；電阻R5-5的一端以及連接器J5-1的一端接VCC ;連接器J5-1的另一端、電阻R5-6的一端以及電阻R5-7的一端與獨立運放U5-2A的反相輸入端2連接；電阻R5-8的一端、電阻R5-9的一端以及電容C5-6的一端與獨立運放U5-2A的同相輸入端3連接；電阻R5-9的另一端與獨立運放U5-1B的輸出端7連接；獨立運放U5-1A的電源端8、獨立運放U5-2A的電源端8、電阻R5-6的另一端、電阻R5-8的另一端、電阻R5-10的一端以及電池BT5-1的正極與狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端5-2和電池電源輸出端5-3連接；電阻R5-10的另一端、電位器RP5-1的固定端I與穩壓二極管DZ5-1的負極連接；電位器RP5-1的動觸點端2以及電容C5-5的一端與獨立運放U5-1B的反相輸入端6連接；電阻R5-4的一端、電容C5-4的一端以及二極管D5-2的負極與獨立運放U5-1B的同相輸入端5連接，獨立運放U5-1A的接地端4、獨立運放U5-2A的接地端4、電容C5-1?C5-6的另一端、電阻R5-1的另一端、電阻R5-2的另一端、電阻R5-4的另一端、電阻R5-5的另一端、電阻R5-7的另一端、電位器RP5-1的固定端3、穩壓二極管DZ5-1的正極以及電池BT5-1的負極接地；獨立運放U5-2A的輸出端I與狀態檢測模塊M5的LED狀態控制信號輸出端5-4連接。
[0015]所述的LED驅動模塊M6包括LED應急燈的接入端子T6-1、電阻R6-1?R6-7、電解電容C6-1、電感L6-1、二極管D6-1?D6-3、可控精密穩壓源TL6-1、PNP型三極管Q6-1和Q6-2、NPN型三極管Q6-3、電位器RP6-1以及雙運算放大器U5-2的一個獨立運放U5-2B組成；電阻R6-1的一端以及二極管D6-2的負極與LED驅動模塊M6的LED狀態控制信號輸入端6-2連接，電阻R6-1的另一端以及電阻R6-2的一端與可控精密穩壓源TL6-1的參考電壓端I和負極端3連接；電阻R6-2的另一端以及電阻R6-5的一端與獨立運放U5-2B的同相輸入端5連接；電阻R6-5的另一端以及電阻R6-6的一端與獨立運放U5-2B的輸出端7連接；電阻R6-6的另一端以及二極管D6-2的正極與NPN型三極管Q6-3的基極連接；NPN型三極管Q6-3的發射極、D6-3的正極、LED應急燈的接入端子T6-1的接入端2、電解電容C6-1的負極、可控精密穩壓源TL6-1的正極端2以及電阻R6-3的一端接地；電阻R6-4的一端以及電阻R6-7的一端與NPN型三極管Q6-3的集電極連接；PNP型三極管Q6-1的發射極與LED驅動模塊M6的電池電源輸入端6-1和電池充電輸入端6-3連接；PNP型三極管Q6-2的發射極以及二極管D6-1的正極與VCC連接；二極管D6-1的負極以及電阻R6-4的另一端與PNP型三極Q6-1的基極連接；PNP型三極Q6-2的基極與電阻R6-7的另一端連接；PNP型三極管Q6-1的集電極、PNP型三極管Q6-2的集電極以及L6-1的一端與D6-3的負極連接山6-1的另一端、電位器RP6-1的固定端I以及電解電容C6-1的正極與LED應急燈的接入端子T6-1的接入端I連接；電阻R6-3的另一端與電位器RP6-1的固定端3連接；電位器RP6-1的動觸點端2與獨立運放U5-2B的反相輸入端6連接。
[0016]本發明在保持正常照明燈線路不變的基礎上，通過對電路中的連接器進行設置，該應急燈可以實現以下應用:[0017]1.LED照明燈與LED停電應急燈:當照明控制開關閉合時，市電有電則LED燈作為正常照明燈被點亮，市電無電則LED燈作為停電應急燈被點亮；當照明控制開關斷開時，無論有無市電，LED燈不亮。
[0018]2.外接照明燈與LED停電應急燈:照明控制開關閉合，市電有電時，點亮外接照明燈；市電無電時，LED燈作為停電應急燈被點亮；照明控制開關斷開時，外接照明燈和LED應急燈均不亮。
[0019]3.常規二線制LED應急燈:市電有電時，LED應急燈不亮；市電無電時，LED應急燈売。
[0020]4.自動切換長明燈:市電有電時，外接照明燈亮，LED應急燈不亮；市電無電時，夕卜接照明燈不亮，LED應急燈亮。
[0021]本發明屬在線應急燈，與現有二線制應急燈相比，具有如下優點:
[0022]1.通過對連接器進行設置，本發明既具有二線制應急燈的功能，也具有三線制的正常照明功能。
[0023]2.通過對連接器進行設置，本發明的應急燈既可設置成為適應于災難性的應急燈，也可設置成為適應于非災難性的應急燈，即在停電時仍人工可控應急燈點亮與否。
[0024]3.本發明連接方式與正常照明燈相同，可將其接入已有的正常照明燈線路中，無需改動原照明燈線路且原線路的開關繼續有效，安裝過程簡便。
[0025]4.當電路設置為具有正常照明功能時可外接照明燈，外接照明燈光源可由使用者自選，其最大功率由電路內的繼電器決定。
[0026]5.采用遲滯電壓比較器，有效提高電池的利用率和LED驅動功率的自適應性，在一定范圍內使用者可根據需要選擇LED燈的數量或功率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發明的電路結構原理圖。
[0028]圖2是本發明的外部供電模塊MO電路原理圖。
[0029]圖3是本發明的開關電源模塊Ml電路原理圖。
[0030]圖4是本發明的振蕩信號發生模塊M2電路原理圖。
[0031]圖5是本發明的電池充電模塊M3電路原理圖。
[0032]圖6是本發明的信號傳輸模塊M4電路原理圖。
[0033]圖7是本發明的狀態檢測模塊M5電路原理圖。
[0034]圖8是本發明的LED驅動模塊M6電路原理圖。
[0035]圖9是本發明的接線圖。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理作詳細敘述。
[0037]參照圖1，一種多用途二線制通用LED應急燈，包括外部供電模塊MO、開關電源模塊Ml、振蕩信號發生模塊M2、電池充電模塊M3、信號傳輸模塊M4、狀態檢測模塊M5以及LED驅動模塊M6 ;外部供電模塊MO的火線輸出端0-1、零線輸出端0-2、火線輸出端0-3、零線輸出端0-4分別與信號傳輸模塊M4的火線輸入端4-1、零線輸入端4-2、開關電源模塊Ml的火線輸入端1-1、零線輸入端1-2連接；振蕩信號發生模塊M2的振蕩信號輸出端2-1和電池電源輸入端2-2分別與信號傳輸模塊M4的振蕩信號輸入端4-3和狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端5-2連接；電池充電模塊M3的電池充電與檢測端3-1與LED驅動模塊M6的電池充電輸入端6-3連接；信號傳輸模塊M4的開關狀態信號輸出端4-4與狀態檢測模塊M5的開關狀態信號輸入端5-1連接；狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端5-3和LED狀態控制信號輸出端5-4分別與LED驅動模塊M6的電池電源輸入端6_1和LED狀態控制信號輸入端6-2連接。
[0038]參照圖2，外部供電模塊MO包括市電接入端子PO-1和P0-2、電容C0-1、電阻RO-1以及照明燈控制開關SO-1 ;端子PO-1引入火線，端子P0-2引入零線；電阻RO-1與電容CO-1并聯后兩端分別與端子PO-1和端子P0-2連接，并在火線上串入照明燈控制開關SO-1;電容CO-1的一端與照明燈控制開關SO-1的靜觸點連接，電容CO-1的另一端與外部供電模塊MO的零線輸出端0-2和零線輸出端0-4連接；照明燈控制開關SO-1的動觸點與外部供電模塊MO的火線輸出端0-1和火線輸出端0-3連接。
[0039]參照圖3，開關電源模塊Ml包括開關電源主體SPS、保險絲Fl-1 ;開關電源主體SPS的電源輸入端I和2分別與保險絲Fl-1的一端和開關電源模塊Ml的零線輸入端1-2連接；開關電源主體SPS的接地端3接地；開關電源主體SPS的電源輸出端4輸出電源VCC ；保險絲Fl-1的另一端與開關電源模塊Ml的火線輸入端1-1連接。
[0040]參照圖4,振蕩信號發生模塊M2包括振蕩信號發生器OSM ;振蕩信號發生器OSM的振蕩信號輸出端I與振蕩信號發生模塊M2的振蕩信號輸出端2-1連接；振蕩信號發生器OSM的電池電源輸入端2與振蕩信號發生模塊M2的電池電源輸入端2-2連接；振蕩信號發生器OSM的接地端3接地；振蕩信號發生器OSM的浮空端4浮空。
[0041 ] 參照圖5，電池充電模塊M3包括電池充電電路CM ；電池充電電路CM的檢測端I和充電端2與電池充電模塊M3的電池充電與檢測端3-1連接；電池充電電路CM的接地端3接地；電池充電電路CM的電源輸入端4接VCC。
[0042]參照圖6，信號傳輸模塊M4包括外接照明燈接入端子T4-1、電容C4_l和C4_2、電阻R4-1、變壓器TR4-1和TR4-2、穩壓二極管DZ4-1和DZ4-2、繼電器K4-1、連接器J4-1以及瞬態電壓抑制器TVS4-1 ;外接照明燈接入端子T4-1的接入端I以及變壓器TR4-1的次級線圈的一端與信號傳輸模塊M4的零線輸入端4-2連接，外接照明燈接入端子T4-1的接入端2與繼電器K4-1的常開觸點3連接；電容C4-1和電阻R4-1并聯后兩端分別與繼電器K4-1的常閉觸點2和變壓器TR4-2的初級線圈的一端連接；變壓器TR4-1的次級線圈的另一端與變壓器TR4-2的初級線圈的另一端連接；繼電器K4-1的公共端I與信號傳輸模塊M4的火線輸入端4-1連接；變壓器TR4-1的初級線圈的一端以及穩壓二極管DZ4-1的負極與信號傳輸模塊M4的振蕩信號輸入端4-3連接,變壓器TR4-1的初級線圈的另一端與電容C4-2的一端連接；變壓器TR4-2的次級線圈的一端以及穩壓二極管DZ4-2的負極與信號傳輸模塊M4的開關狀態信號輸出端4-4連接，變壓器TR4-2的次級線圈的另一端、穩壓二極管DZ4-1的正極、穩壓二極管DZ4-2的正極、瞬態電壓抑制器TVS4-1的正極、連接器J4-1的一端以及電容C4-2的另一端接地；連接器J4-1的另一端與繼電器K4-1的線圈腳5連接；瞬態電壓抑制器TVS4-1的負極以及繼電器K4-1的線圈腳4接VCC。
[0043]參照圖7，狀態檢測模塊M5包括電池BT5-1、電阻R5-1?R5-10、電容C5-1?C5-6、電感L5-1、二極管D5-1和D5-2、穩壓二極管DZ5-1、連接器J5-1、電位器RP5-1、雙運算放大器U5-1的兩個獨立運放U5-1A和U5-1B以及雙運算放大器U5-2的一個獨立運放U5-2A組成；二極管D5-1的正極以及電容C5-1的一端與狀態檢測模塊M5的開關狀態信號輸入端5-1連接，二極管D5-1的負極以及電容C5-2的一端與電感L5-1的一端連接；電感L5-1的另一端、電容C5-3的一端以及電阻R5-1的一端與獨立運放U5-1A的同相輸入端3連接；電阻R5-3的一端以及二極管D5-2的正極與獨立運放U5-1A的輸出端I連接，電阻R5-3的另一端以及電阻R5-2的一端與獨立運放U5-1A的反相輸入端2連接；電阻R5-5的一端以及連接器J5-1的一端接VCC ;連接器J5-1的另一端、電阻R5-6的一端以及電阻R5-7的一端與獨立運放U5-2A的反相輸入端2連接；電阻R5-8的一端、電阻R5-9的一端以及電容C5-6的一端與獨立運放U5-2A的同相輸入端3連接；電阻R5-9的另一端與獨立運放U5-1B的輸出端7連接；獨立運放U5-1A的電源端8、獨立運放U5-2A的電源端8、電阻R5-6的另一端、電阻R5-8的另一端、電阻R5-10的一端以及電池BT5-1的正極與狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端5-2和電池電源輸出端5-3連接；電阻R5-10的另一端、電位器RP5-1的固定端I與穩壓二極管DZ5-1的負極連接；電位器RP5-1的動觸點端2以及電容C5-5的一端與獨立運放U5-1B的反相輸入端6連接；電阻R5-4的一端、電容C5-4的一端以及二極管D5-2的負極與獨立運放U5-1B的同相輸入端5連接，獨立運放U5-1A的接地端4、獨立運放U5-2A的接地端4、電容C5-1?C5-6的另一端、電阻R5-1的另一端、電阻R5-2的另一端、電阻R5-4的另一端、電阻R5-5的另一端、電阻R5-7的另一端、電位器RP5-1的固定端3、穩壓二極管DZ5-1的正極以及電池BT5-1的負極接地；獨立運放U5-2A的輸出端I與狀態檢測模塊M5的LED狀態控制信號輸出端5-4連接。
[0044]參照圖8，LED驅動模塊M6包括LED應急燈的接入端子T6-1、電阻R6-1?R6-7、電解電容C6-1、電感L6-1、二極管D6-1?D6-3、可控精密穩壓源TL6_1、PNP型三極管Q6-1和Q6-2、NPN型三極管Q6-3、電位器RP6-1以及雙運算放大器U5-2的一個獨立運放U5-2B組成；電阻R6-1的一端以及二極管D6-2的負極與LED驅動模塊M6的LED狀態控制信號輸入端6-2連接，電阻R6-1的另一端以及電阻R6-2的一端與可控精密穩壓源TL6-1的參考電壓端I和負極端3連接；電阻R6-2的另一端以及電阻R6-5的一端與獨立運放U5-2B的同相輸入端5連接；電阻R6-5的另一端以及電阻R6-6的一端與獨立運放U5-2B的輸出端7連接；電阻R6-6的另一端以及二極管D6-2的正極與NPN型三極管Q6-3的基極連接；NPN型三極管Q6-3的發射極、D6-3的正極、LED應急燈的接入端子T6-1的接入端2、電解電容C6-1的負極、可控精密穩壓源TL6-1的正極端2以及電阻R6-3的一端接地；電阻R6-4的一端以及電阻R6-7的一端與NPN型三極管Q6-3的集電極連接；PNP型三極管Q6-1的發射極與LED驅動模塊M6的電池電源輸入端6-1和電池充電輸入端6-3連接；PNP型三極管Q6-2的發射極以及二極管D6-1的正極與VCC連接；二極管D6-1的負極以及電阻R6-4的另一端與PNP型三極Q6-1的基極連接；PNP型三極Q6-2的基極與電阻R6-7的另一端連接；PNP型三極管Q6-1的集電極、PNP型三極管Q6-2的集電極以及L6-1的一端與D6-3的負極連接山6-1的另一端、電位器RP6-1的固定端I以及電解電容C6-1的正極與LED應急燈的接入端子T6-1的接入端I連接；電阻R6-3的另一端與電位器RP6-1的固定端3連接；電位器RP6-1的動觸點端2與獨立運放U5-2B的反相輸入端6連接。
[0045]參照圖9，包括市電接入端子PO-1和P0-2、電阻R0_1、電容C0_1、照明燈控制開關SO-1、應急燈主體和外接照明燈LAMP。端子PO-1引入火線，端子P0-2引入零線；電阻RO-1與電容CO-1并聯后接入插頭PLUG中，相應插座的兩端分別與端子PO-1和端子P0-2連接，并在火線上串入照明燈控制開關SO-1 ;電容CO-1的一端與照明燈控制開關SO-1的靜觸點連接，電容CO-1的另一端和應急燈主體的輸入端IN2端連接；照明燈控制開關SO-1的動觸點與應急燈主體的輸入端INl連接；應急燈主體輸出端OUTl和0UT2分別與外接照明燈LAMP的兩端連接。
[0046]本發明的工作原理為:
[0047]外部供電模塊MO中，電阻RO-1和電容CO-1并聯后接入插頭PLUG中，該插頭對應的插座安裝在照明燈控制開關SO-1之前，目的是通過照明燈控制開關SO-1控制線路Link:振蕩信號發生模塊M2的振蕩信號輸出端2-1、信號傳輸模塊M4的振蕩信號輸入端4-3、變壓器TR4-1、電容C0-1、照明燈控制開關S0-1、繼電器K4-1的公共端I和常閉觸點2、電容C4-1、變壓器TR4-2、信號傳輸模塊M4的開關狀態信號輸出端4-4。具體控制過程如下:
[0048]1.連接器J4-1斷開時，LED應急燈同時作為照明燈和應急燈。由照明燈控制開關SO-1的狀態控制線路Link的通斷。無論有無市電，當照明燈控制開關SO-1閉合時，線路Link連通；當照明燈控制開關SO-1斷開時,線路Link斷開。
[0049]2.連接器J4-1連通時，外接照明燈作為照明燈。由照明燈控制開關SO-1以及市電的狀態控制外接照明燈以及線路Link的通斷。當照明燈控制開關SO-1閉合，市電有電時，繼電器K4-1動作，繼電器K4-1的公共端I和常開觸點3連通，外接照明燈點亮，線路Link斷開；當照明燈控制開關SO-1閉合，市電無電時，繼電器K4-1無動作，繼電器K4-1的公共端I和常閉觸點2連通，外接照明燈不亮，線路Link連通；當照明燈控制開關SO-1斷開時，無論有無市電，繼電器K4-1無動作，外接照明燈不亮，線路Link斷開。
[0050]開關電源模塊Ml中，保險絲Fl-1對電路起保護作用；通過開關電源主體SPS的輸入端I和2,市電向開關電源主體SPS供電；開關電源主體SPS的電源輸出端4輸出電源VCC,向整個電路中的其他模塊直接或間接供電。
[0051]振蕩信號發生模塊M2中，電池BT5-1通過振蕩信號發生器OSM的電池電源輸入端2向振蕩信號發生器OSM供電；振蕩信號發生器OSM的振蕩信號輸出端I輸出振蕩信號。
[0052]電池充電模塊M3中，電源輸入端4接VCC，向電池充電電路CM供電。當電池充電電路CM的檢測端I檢測電池BT5-1的電壓小于充電起始電壓時，開始對電池BT5-1充電；當電池充電電路CM的檢測端I檢測電池BT5-1的電壓大于等于充電截止電壓時，停止對電池BT5-1充電，進行涓流補充充電；當電池充電電路CM的檢測端I檢測電池BT5-1的電壓大于等于充電起始電壓且小于充電截止電壓時，保持上次充電狀態；當電池BT5-1兩端電壓小于放電終止電壓時，振蕩信號發生模塊M2停止工作，LED驅動模塊M6停止向LED應急燈的接入端子T6-1供電，保證電池安全充放電，有效延長電池壽命。
[0053]信號傳輸模塊M4中，以信號傳輸模塊M4的火線輸入端4_1和零線輸入端4_2作為應急燈主體的輸入端,外接照明燈接入端子T4-1的兩端作為應急燈主體的輸出端，電路安裝簡單方便；當線路Link連通時，將振蕩信號發生模塊M2產生的振蕩信號通過變壓器TR4-1的初級線圈以及電容C4-2組成的LC電路形成交流信號；電容C4-1和CO-1對市電起到分壓限流的作用，保證電路安全，同時利用電容的容抗Xc=I/(2pfC)與信號的頻率成反t匕，電容C4-1和CO-1對電網中市電低頻信號的容抗大于對振蕩信號發生模塊M2產生的交流信號的容抗，一方面作為耦合電容減少對有用信號的衰減，另一方面加大對干擾信號的衰減；電阻RO-1和R4-1分別作為電容CO-1和C4-1的續流電阻；TVS4_1 —方面作為繼電器的續流二極管，另一方面起到對浪涌電壓的抑制作用；利用穩壓二極管的穩壓特性，穩壓二極管DZ4-1和DZ4-2將市電箝制到合適的低壓，避免形成反向回路，擊穿電路中的器件。
[0054]狀態檢測模塊M5中，利用電容的儲能作用，電容C5-1、C5_4以及C5_5吸收電網中引入的尖峰和毛刺，電容C5-4和C5-5還有穩定有效電壓的作用；穩壓二極管DZ5-1、電阻R5-10和電位器RP5-1為獨立運放U5-1B的反相輸入端6提供參考電壓；電阻R5-4在獨立運放U5-1B的同相輸入端5形成米樣電壓；利用二極管的單向導電性，二極管D5-1作為半波整流二極管；利用電感的感抗Xf 2 fL與信號的頻率成正比，電感L5-1、電容C5-2以及電容C5-3組成型濾波器；電阻R5-1作為電容C5-1的續流電阻；獨立運放U5-1A對信號放大，其放大倍數為:UQ=UKEF (1+R5_3/R5_2)，其中R5_2和R5_3分別表示電阻R5-2和R5-3，U0和Uref分別是獨立運放U5-1A的輸出端I的輸出電壓和獨立運放U5-1A的同相輸入端3的輸入電壓，并通過二極管D5-2抑制電路中的無用信號，保證對電路中有效信號的準確判另O。具體控制過程如下:
[0055]1.連接器J5-1斷開時，線路Link的狀態控制獨立運放U5-1A的輸出端I的輸出:
[0056](I)當線路Link斷開時，無信號輸入獨立運放U5-1A的同相輸入端3，獨立運放U5-1A的輸出端I輸出低電平，獨立運放U5-1B的同相輸入端5輸入低電平；獨立運放U5-1B的反相輸入端6電壓高于獨立運放U5-1B的同相輸入端5電壓,獨立運放U5-1B的輸出端7輸出低電平，獨立運放U5-2A的同相輸入端3輸入低電平；獨立運放U5-2A的反相輸入端2電壓高于獨立運放U5-2A的同相輸入端3電壓,獨立運放U5-2A的輸出端I輸出低電平。
[0057](2)當線路Link連通時，有信號輸入獨立運放U5-1A的同相輸入端3，經放大后，獨立運放U5-1A的輸出端I輸出高電平，獨立運放U5-1B的同相輸入端5輸入高電平；獨立運放U5-1B的反相輸入端6電壓低于獨立運放U5-1B的同相輸入端5電壓,獨立運放U5-1A的輸出端7輸出高電平，獨立運放U5-2A的同相輸入端3輸入高電平；獨立運放U5-2A的反相輸入端2電壓低于獨立運放U5-2A的同相輸入端3電壓,獨立運放U5-2A的輸出端I輸出高電平。
[0058]2.連接器J5-1接通時，無論線路Link連通與否，若市電有電且照明燈控制開關SO-1閉合，獨立運放U5-2A的反相輸入端2電壓為VCC，獨立運放U5-2A的反相輸入端2電壓高于同相輸入端3電壓，獨立運放U5-2A的輸出端I輸出低電平；若市電無電或者照明燈控制開關SO-1斷開時，電阻R5-5與R5-7并聯，使獨立運放U5-2A的同相輸入端3電壓高于反相輸入端2電壓,獨立運放U5-2A的輸出端I輸出高電平。
[0059]LED驅動模塊M6中，可控精密穩壓源TL6-1向獨立運放U5-2B提供參考電壓，獨立運放U5-2B加入正反饋電阻R6-5構成遲滯電路，獨立運放U5-2B的輸出端7輸出電壓的波形為方波，利用電容的充放電特性，電解電容C6-1對該方波進行濾波，同時通過調整電位器RP6-1，在LED應急燈的接入端子T6-1的兩端形成相應的電壓，有效提高電池的利用率和LED驅動功率的自適應性；另外，使LED應急燈的驅動PNP型三極管Q6-1和Q6-2處于截止或飽和狀態，避免PNP型三極管Q6-1和Q6-2進入放大狀態。具體控制過程如下:
[0060]1.當獨立運放U5-2A的輸出端I輸出低電平時，二極管D6_2導通，NPN型三極管Q6-3截止，PNP型三極管Q6-1和Q6-2均截止，VCC和電池BT5-1均不對LED應急燈的接入端子T6-1供電，LED應急燈的接入端子T6-1兩端電壓為OV，LED應急燈不亮。
[0061]2.當獨立運放U5-2A的輸出端I輸出高電平時，獨立運放U5-2B的同相輸入端5輸入高電平，獨立運放U5-2B的同相輸入端5電壓高于獨立運放U5-2B的反相輸入端6電壓，獨立運放U5-2B的輸出端7輸出高電平，NPN型三極管Q6-3導通，PNP型三極管Q6-1與Q6-2的基極均為低電平，PNP型三極管Q6-1和Q6-2均導通；該電路設計為市電有電時，優先由VCC向LED應急燈的接入端子T6-1供電:當市電有電時，通過二極管D6-1將PNP型三極管Q6-1的基極電壓抬高，PNP型三極管Q6-1截止，VCC通過PNP型三極管Q6-2向LED應急燈的接入端子T6-1供電，并對電解電容C6-1充電，LED應急燈亮；當市電無電時，電池BT5-1通過PNP型三極管Q6-1向LED應急燈的接入端子T6-1供電，對電解電容C6-1充電，LED應急燈亮。在向LED應急燈的接入端子T6-1的供電過程中，當電解電容C6-1的正極高于獨立運放U5-2B的同相輸入端5電壓，即獨立運放U5-2B的反相輸入端6電壓高于獨立運放U5-2B的同相輸入端5時，獨立運放U5-2B的輸出端7輸出低電平，NPN型三極管Q6-3截止，PNP型三極管Q6-1和Q6-2均截止，VCC和電池BT5-1均不向LED應急燈的接入端子T6-1供電，不對電解電容C6-1充電，電解電容C6-1放電向LED應急燈的接入端子T6-1供電，LED應急燈亮。
[0062]一種多用途二線制通用LED應急燈的實現情況如下:
[0063]1.LED照明燈與LED停電應急燈:連接器J4_l和J5_l均斷開。
[0064](I)當照明燈控制開關SO-1閉合時，線路Link連通，無論有無市電，獨立運放U5-2A的輸出端I輸出高電平，LED燈亮。同時，若市電有電，電池充電模塊M3依據CHK端的檢測情況決定對電池BT5-1是否充電。
[0065](2)當照明燈控制開關SO-1斷開時，線路Link斷開，獨立運放U5-2A的輸出端I輸出低電平，LED燈不亮。
[0066]2.外接照明燈與LED停電應急燈:連接器J4_l連通，連接器J5_l斷開。
[0067](I)當照明燈控制開關SO-1閉合時，若市電有電，繼電器K4-1的公共端I和常開觸點3連通，外接照明燈接入端子T4-1向外接照明燈供電，外接照明燈亮，線路Link斷開，獨立運放U5-2A的輸出端I輸出低電平，LED燈不亮；若市電無電，繼電器K4-1的公共端I和常開觸點3斷開，外接照明燈接入端子T4-1不向外接照明燈供電，外接照明燈不亮，線路Link連通，獨立運放U5-2A的輸出端I輸出高電平，LED燈亮。
[0068](2)當照明燈控制開關SO-1斷開時，無論有無市電，繼電器K4-1的公共端I和常開觸點3斷開，外接照明燈不亮，線路Link斷開，獨立運放U5-2A的輸出端I輸出低電平，LED燈不亮。
[0069]3.常規二線制LED應急燈:連接器J4_l斷開，連接器J5_l連通，無照明燈控制開關SO-1 (原照明燈控制開關SO-1兩端連通)。
[0070](I)市電有電，獨立運放U5-2A的輸出端I輸出低電平，LED應急燈不亮。
[0071](2)市電無電，獨立運放U5-2A的輸出端I輸出高電平，LED應急燈亮。
[0072]4.自動切換長明燈:連接器J4-1連通，連接器J5-1連通，無照明燈控制開關SO-1(原照明燈控制開關SO-1兩端連通)。
[0073](I)市電有電，繼電器K4-1的公共端I和常開觸點3連通，外接照明燈亮；獨立運放U5-2A的輸出端I輸出低電平，LED應急燈不亮。[0074](2)市電無電，繼電器K4-1的公共端I和常開觸點3斷開，外接照明不亮；獨立運放U5-2A的輸出端I輸出高電平，LED應急燈亮。
[0075]本發明的電路中，外接照明燈LAMP以及LED應急燈的狀態控制元素有四個:市電狀態、連接器J4-1狀態、連接器J5-1狀態、照明燈控制開關SO-1狀態。具體狀態關系見下表。
【權利要求】
1.一種多用途二線制通用LED應急燈，其特征在于，包括外部供電模塊MO、開關電源模塊Ml、振蕩信號發生模塊M2、電池充電模塊M3、信號傳輸模塊M4、狀態檢測模塊M5以及LED驅動模塊M6 ;外部供電模塊MO的火線輸出端(0-1)、零線輸出端(0-2)、火線輸出端(0-3)、零線輸出端(0-4)分別與信號傳輸模塊M4的火線輸入端(4-1)、零線輸入端(4-2)、開關電源模塊Ml的火線輸入端(1-1)、零線輸入端(1-2)連接；振蕩信號發生模塊M2的振蕩信號輸出端(2-1)和電池電源輸入端(2-2)分別與信號傳輸模塊M4的振蕩信號輸入端(4-3)和狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端(5-2)連接；電池充電模塊M3的電池充電與檢測端(3-1)與LED驅動模塊M6的電池充電輸入端(6-3)連接；信號傳輸模塊M4的開關狀態信號輸出端(4-4)與狀態檢測模塊M5的開關狀態信號輸入端(5-1)連接；狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端(5-3)和LED狀態控制信號輸出端(5-4)分別與LED驅動模塊M6的電池電源輸入端(6-1)和LED狀態控制信號輸入端(6-2 )連接。
2.根據權利要求1所述的一種多用途二線制通用LED應急燈，其特征在于，所述的外部供電模塊MO包括市電接入端子PO-1和P0-2、電容CO-1、電阻RO-1以及照明燈控制開關SO-1 ;端子PO-1引入火線，端子P0-2引入零線；電阻RO-1與電容CO-1并聯后兩端分別與端子PO-1和端子P0-2連接，并在火線上串入照明燈控制開關SO-1 ；電容CO-1的一端與照明燈控制開關SO-1的靜觸點連接，電容CO-1的另一端與外部供電模塊MO的零線輸出端(0-2)和零線輸出端(0-4)連接；照明燈控制開關SO-1的動觸點與外部供電模塊MO的火線輸出端(0-1)和火線輸出端(0-3)連接。
3.根據權利要求1所述的一種多用途二線制通用LED應急燈，其特征在于，所述的開關電源模塊Ml包括開關電源主體SPS、保險絲Fl-1 ;開關電源主體SPS的電源輸入端I和2分別與保險絲Fl-1的一端和開關電源模塊Ml的零線輸入端(1-2)連接；開關電源主體SPS的接地端(3)接地；開關電源主體SPS的電源輸出端(4)輸出電源VCC ;保險絲Fl-1的另一端與開關電源模塊Ml的火線輸入端(1-1)連接。
4.根據權利要求1所述的 一種多用途二線制通用LED應急燈，其特征在于，所述的振蕩信號發生模塊M2包括振蕩信號發生器OSM ;振蕩信號發生器OSM的振蕩信號輸出端(I)與振蕩信號發生模塊M2的振蕩信號輸出端(2-1)連接；振蕩信號發生器OSM的電池電源輸入端(2)與振蕩信號發生模塊M2的電池電源輸入端(2-2)連接；振蕩信號發生器OSM的接地端3接地；振蕩信號發生器OSM的浮空端(4)浮空。
5.根據權利要求1所述的一種多用途二線制通用LED應急燈，其特征在于，所述的電池充電模塊M3包括電池充電電路CM ；電池充電電路CM的檢測端(I)和充電端(2 )與電池充電模塊M3的電池充電與檢測端(3-1)連接；電池充電電路CM的接地端(3 )接地；電池充電電路CM的電源輸入端(4)接VCC。
6.根據權利要求1所述的一種多用途二線制通用LED應急燈，其特征在于，所述的信號傳輸模塊M4包括外接照明燈接入端子T4-1、電容C4-1和C4-2、電阻R4-1、變壓器TR4-1和TR4-2、穩壓二極管DZ4-1和DZ4-2、繼電器K4-1、連接器J4-1以及瞬態電壓抑制器TVS4-1 ；外接照明燈接入端子T4-1的接入端(I)以及變壓器TR4-1的次級線圈的一端與信號傳輸模塊M4的零線輸入端(4-2)連接，外接照明燈接入端子T4-1的接入端(2)與繼電器K4-1的常開觸點(3)連接；電容C4-1和電阻R4-1并聯后兩端分別與繼電器K4-1的常閉觸點(2)和變壓器TR4-2的初級線圈的一端連接；變壓器TR4-1的次級線圈的另一端與變壓器TR4-2的初級線圈的另一端連接；繼電器K4-1的公共端(I)與信號傳輸模塊M4的火線輸入端(4-1)連接；變壓器TR4-1的初級線圈的一端以及穩壓二極管DZ4-1的負極與信號傳輸模塊M4的振蕩信號輸入端(4-3)連接，變壓器TR4-1的初級線圈的另一端與電容C4-2的一端連接；變壓器TR4-2的次級線圈的一端以及穩壓二極管DZ4-2的負極與信號傳輸模塊M4的開關狀態信號輸出端(4-4)連接，變壓器TR4-2的次級線圈的另一端、穩壓二極管DZ4-1的正極、穩壓二極管DZ4-2的正極、瞬態電壓抑制器TVS4-1的正極、連接器J4-1的一端以及電容C4-2的另一端接地；連接器J4-1的另一端與繼電器K4-1的線圈腳(5)連接；瞬態電壓抑制器TVS4-1的負極以及繼電器K4-1的線圈腳(4)接VCC。
7.根據權利要求1所述的一種多用途二線制通用LED應急燈，其特征在于，所述的狀態檢測模塊M5包括電池BT5-1、電阻R5-1~R5-10、電容C5-1~C5-6、電感L5-1、二極管D5-1和D5-2、穩壓二極管DZ5-1、連接器J5-1、電位器RP5-1、雙運算放大器U5-1的兩個獨立運放U5-1A和U5-1B以及雙運算放大器U5-2的一個獨立運放U5-2A組成；二極管D5-1的正極以及電容C5-1的一端與狀態檢測模塊M5的開關狀態信號輸入端5-1連接,二極管D5-1的負極以及電容C5-2的一端與電感L5-1的一端連接；電感L5-1的另一端、電容C5-3的一端以及電阻R5-1的一端與獨立運放U5-1A的同相輸入端(3)連接；電阻R5-3的一端以及二極管D5-2的正極與獨立運放U5-1A的輸出端(I)連接，電阻R5-3的另一端以及電阻R5-2的一端與獨立運放U5-1A的反相輸入端(2)連接；電阻R5-5的一端以及連接器J5-1的一端接VCC ;連接器J5-1的另一端、電阻R5-6的一端以及電阻R5-7的一端與獨立運放U5-2A的反相輸入端(2)連接；電阻R5-8的一端、電阻R5-9的一端以及電容C5-6的一端與獨立運放U5-2A的同相輸入端(3)連接；電阻R5-9的另一端與獨立運放U5-1B的輸出端7連接；獨立運放U5-1A的電源端(8)、獨立運放U5-2A的電源端(8)、電阻R5-6的另一端、電阻R5-8的另一端、電阻R5-10的一端以及電池BT5-1的正極與狀態檢測模塊M5的電池電源輸出端(5-2)和電池電源輸出端(5-3)連接；電阻R5-10的另一端、電位器RP5-1的固定端(I)與穩壓二極管DZ5-1的負極連接；電位器RP5-1的動觸點端(2)以及電容C5-5的一端與獨立運放U5-1B的反相輸入端(6)連接；電阻R5-4的一端、電容C5-4的一端以及二極管D5-2的負極與獨立運放U5-1B的同相輸入端(5)連接，獨立運放U5-1A的接地端(4)、獨立運放U5-2A的接地端(4)、電容C5-1~C5-6的另一端、電阻R5-1的另一端、電阻R5-2的另一端、電阻R5-4的另一端、電阻R5-5的另一端、電阻R5-7的另一端、電位器RP5-1的固定端(3)、穩壓二極管DZ5-1的正極以及電池BT5-1的負極接地；獨立運放U5-2A的輸出端(O與狀態檢測模塊M5的LED狀態控制信號輸出端(5-4)連接。
8.根據權利要求1所述的一種多用途二線制通用LED應急燈，其特征在于，所述的LED驅動模塊M6包括LED應急燈的接入端子T6-1、電阻R6-1~R6-7、電解電容C6-1、電感L6-1、二極管D6-1~D6-3、可控精密穩壓源TL6-1、PNP型三極管Q6-1和Q6_2、NPN型三極管Q6-3、電位器RP6-1以及雙運算放大器U5-2的一個獨立運放U5-2B組成；電阻R6-1的一端以及二極管D6-2的負極與L ED驅動模塊M6的LED狀態控制信號輸入端6_2連接，電阻R6-1的另一端以及電阻R6-2的一端與可控精密穩壓源TL6-1的參考電壓端(I)和負極端(3)連接；電阻R6-2的另一端以及電阻R6-5的一端與獨立運放U5-2B的同相輸入端(5)連接；電阻R6-5的另一端以及電阻R6-6的一端與獨立運放U5-2B的輸出端(7)連接；電阻R6-6的另一端以及二極管D6-2的正極與NPN型三極管Q6-3的基極連接；NPN型三極管Q6-3的發射極、D6-3的正極、LED應急燈的接入端子T6-1的接入端(2)、電解電容C6-1的負極、可控精密穩壓源TL6-1的正極端(2)以及電阻R6-3的一端接地；電阻R6-4的一端以及電阻R6-7的一端與NPN型三極管Q6-3的集電極連接；PNP型三極管Q6-1的發射極與LED驅動模塊M6的電池電源輸入端(6-1)和電池充電輸入端(6-3)連接；PNP型三極管Q6-2的發射極以及二極管D6-1的正極與VCC連接；二極管D6-1的負極以及電阻R6-4的另一端與PNP型三極Q6-1的基極連接；PNP型三極Q6-2的基極與電阻R6-7的另一端連接；PNP型三極管Q6-1的集電極、PNP型三極管Q6-2的集電極以及L6-1的一端與D6-3的負極連接；L6-1的另一端、電位器RP6-1的固定端(I)以及電解電容C6-1的正極與LED應急燈的接入端子T6-1的接入端(I)連接；電阻R6-3的另一端與電位器RP6-1的固定端(3)連接；電位器RP6-1的動觸點端(2)與 獨立運放U5-2B的反相輸入端(6)連接。
【文檔編號】H05B37/02GK103491685SQ201310442656
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】劉天時, 師雪雪, 付春 申請人:西安石油大學