CN111800919A - 一种电桥检测照明与充电双模式充电灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，包括充电灯电路，所述充电灯电路与外部的开关和电源串联；充电灯电路包括第一电阻‑第四电阻、第一二极管、第一三极管、第一电容、照明灯、第一电压比较器、电池以及变压器充电模块，电池通过变压器充电模块与外部的开关和电源相互串联，电池的正极和负极分别连接第三电阻和第四电阻，且通过第三电阻和第四电阻与第一电压比较器的负极相连接。本发明电压比较器端比较线路中电压值来实现照明灯关闭，起到自动关闭保护电池；还通过双电压比较器，可以实现有市电时进入充电状态，没市电时以充电态等待来电时进入充电，节约能源；通过电池增设输出关闭开关，使充电灯的电池可以长期保存，避免损坏。

Description

一种电桥检测照明与充电双模式充电灯

技术领域

本发明属于充电灯技术领域，具体是一种电桥检测照明与充电双模式充电灯。

背景技术

市电线路受老化和受潮等的影响会产生漏电的现象。这种漏电严重时，线路2端只有数十千欧的电阻值；有些开关上有并联指示灯，也相当并联了个电阻。现在市面上开关控制的充电灯，在线路老化，受潮和带开关指示灯的线路上，都会出现了开关失灵的现象，原因控制开关及线路上的漏电电阻，相当开关永远处于导通状态，开关无法操作，导致产品无法使用，市场接受度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，电压比较器端比较线路中电压值来实现照明灯关闭，起到自动关闭保护电池；还通过双电压比较器，可以实现有市电时进入充电状态，没市电时以充电态等待来电时进入充电，节约能源。

为了解决上述的问题本发明的采用的技术以及方法如下：

一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，包括充电灯电路，所述充电灯电路与外部的开关和电源串联；

充电灯电路包括第一电阻-第四电阻、第一二极管、第一三极管、第一电容、照明灯、第一电压比较器、电池以及变压器充电模块，电池通过变压器充电模块与外部的开关和电源相互串联，电池的正极和负极分别连接第三电阻和第四电阻，且通过第三电阻和第四电阻与第一电压比较器的负极相连接，第一电压比较器的正极通过第一二极管和第一电阻与电源相连接，第一电压比较器连接第一三极管的基极，电池的正极通过照明灯连接第一三极管的集电极，第一三极管的发射极通过第二电阻连接第一电压比较器的正极，第一电压比较器的正极与电池负极之间串联第一电容。

进一步地，电池的正极和负极分别连接第三电阻和第四电阻，且通过第三电阻和第四电阻与第一电压比较器的负极相连接，第一电压比较器的负极通过第一二极管和第一电阻与外部开关以及电源串联，第一电压比较器的负极与电池正负极之间分别串联第二电阻和第一电容。

进一步地，充电灯电路还包括第五电阻-第九电阻、第二电压比较器、第二电容、第二二极管、第三二极管和充电指示灯，第二电压比较器的正极分别通过第三电阻和第四电阻与电池的正负极相连接，第二电压比较器的负极通过第五电阻、第一二极管和第一电阻与外部开关以及电源串联，第二电压比较器与电池负极之间连接有充电指示灯和第七电阻；第二电压比较器与第一电压比较器的负极之间连接有第三二极管，第一电压比较器与第二电压比较器的负极之间串联有第二二极管，且并联第二电容，所述第一电压比较器与第一三极管的基极之间连接有第八电阻，所述第一电压比较器负极与第二电阻和第一电容串联有第六电阻，所述照明灯的负极与第一三极管的集电极之间连接有第九电阻。

进一步地，充电灯电路还包括第十电阻、第十一电阻、第四二极管和第二三极管，第一电压比较器和第二电压比较器的正极连接第三电阻至第二三极管的集电极，第一电压比较器的负极连接第六电阻和第二电阻至第二三极管的集电极，第二电压比较器的负极连接第五电阻和第二电阻至第二三极管的集电极，电池的正极与第二三极管的发射极连接，电池正极通过第十一电阻与第二三极管的基极串联，所述第二三极管的基极连接第四二极管和第十电阻至外部开关线路。

进一步地，所述变压器充电模块采用低压不启动变压器隔离电池充电模块。

本发明通过电压比较器来进行比较电路中电压，当电压降到低于电压比较器端电压时，照明灯关闭，起到自动关闭保护电池的作用，还通过双电压比较器，可以实现有市电时进入充电状态（照明灯不亮），没市电时可以以充电态等待来电时进入充电，而无需开灯等待充电，有市电时给电池充电也无需开灯，节约能源；通过电池增设输出关闭开关，在充电灯未装入市电线路时，没有回路，输出关闭开关不导通的，断开了比较器及其回路的电源，让充电灯在储存及市电开关断开时能耗减为零，使充电灯的电池可以长期保存，以避免损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本发明的电路原理结构示意图。

图2为本发明实施例1电路结构示意图；

图3为本发明实施例2电路结构示意图；

图4为本发明实施例3电路结构示意图；

图5为本发明实施例4电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定；

如图1所示，本发明技术方案一种电桥检测照明与充电双模式充电灯中采用电桥平衡检测的方法，外部漏电很大，电阻值在很低的情况下，外部开关K依然可以可靠的控制充电式的照明灯的照明与关闭。

工作原理：第三电阻R3和第四电阻R4分压给电压比较器负端提供一个基准的电压，比如第三电阻R3=第四电阻R4，那么电压为电源的1/2V，外部开关断开时比较器的正端为RX，RX1组成并联的电阻值加上第一电阻R1与第二电阻R2分压，开关闭合时为市电变压器输出端的电阻加上第一电阻R1与第二电阻R2分压，当进入比较器正端的电压高于比较器负端的电压是，比较器输出高电压，三极管导通启动照明回路。

假设电源为4.2V，那么比较器负端的电压为2.1V，假设我们R2取电阻值为150KΩ，R1的阻值为149KΩ，开关闭合时（电源变压器输出绕组的内阻非常的低，几欧以下，可以当导线，按0Ω算），相当是第一电阻R1与第二电阻R2直接的分压，分压的电压为=U/（R1+R2）*R2，代入数据4.2/（150+149）*150=2.107V，查寻普通比较器如LM393，最小失调电压为2mV，现在在开关闭合时第二电压比较器端电压差为0.07V=2.107-2.1，电压差为7mV，正端的电压超过负端7 mV，比较器输出高电位，启动三极管导通，点亮照明灯。

当开关断开时，形成了RX，RX1组成并联的电阻值加上R1与R2分压，比较器正端的电压必须高于中间电压，灯才会点亮，否则灯就会关闭，那么RX，RX1组成并联的电阻值加上R1必须小于R2，R2-R1=1KΩ，RX，RX1组成并联的电阻值必须小于1KΩ，我们来分析下RX1阻值，常规在开关上并联的电阻都不会小于100KΩ，当这个电阻过低会导致开关无法关闭的现象，厂家在开关上并联的电阻都很大，因此在与1KΩ电阻对比时，可以忽略，这时只要关注RX的阻值，假设线路上漏电电阻为1K欧时会怎样，我们先来算下漏电电流I=U/R，I=220/1K=220mA，计算漏电下消耗的功率P=U*I=220*220=48400mW=48W，比一个普通的电烙铁耗电还大，这种耗电已经到了让线路发热，漏电保护器跳闸的层度（查看相关标准漏电保护器漏电动作电流6～30mA），按最大容许漏电电流算，漏电保护器不起作用的最低电阻值为R=U/I=220/30=7.37KΩ， 因此市电线路的漏电电阻不会低于7.3KΩ。采用电桥式检测，该电路可容许的漏电电阻明显低于7.3KΩ，因此可以适用在各种环境线路中，产品获得广泛应用的障碍解除。

实施例1：

如图2所示，一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，包括充电灯电路A，所述充电灯电路A与外部的开关K和电源AC串联；

充电灯电路A包括第一电阻R1-第四电阻R4、第一二极管D1、第一三极管Q1、第一电容C1、照明灯LED、第一电压比较器、电池以及变压器充电模块B，电池通过变压器充电模块B与外部的开关K和电源AC相互串联，电池的正极和负极分别连接第三电阻R3和第四电阻R4，且通过第三电阻R3和第四电阻R4与第一电压比较器的负极相连接，第一电压比较器的正极通过第一二极管D1和第一电阻R1与电源AC相连接，第一电压比较器连接第一三极管Q1的基极，电池的正极通过照明灯LED连接第一三极管Q1的集电极，第一三极管Q1的发射极通过第二电阻R2连接第一电压比较器的正极，第一电压比较器的正极与电池负极之间串联第一电容C1。

工作原理：开关K闭合后电流通过第一电阻R1，第一二极管D1进入第二电阻R2比较器正端上升到超过负端，比较器输出高电压，灯泡点亮，开关开路时，第二电阻R2上电压下降，比较器输出低电位，灯泡关闭。

在开关K闭合时，在使用交流电时，第一二极管D1的单向导通可以减少第一电阻R1功耗，节约能源；第一二极管D1在使用电池能源只做应急工作，由于第一二极管D1的压降不变的情况下，电池电压下降时，第一电阻R1与第二电阻R2的分压，会导致第二电阻R2上的电压下降，当电压降到低于比较器负端电压时，比较器输出低电压，LED灯关闭，起到自动关闭，保护电池的作用；第一电容C1作为交流滤波和抗干扰的作用。

实施例2：为实施例1的反向连接；工作原理与实施例1相同。

如图3所示，一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，电池的正极和负极分别连接第三电阻R3和第四电阻R4，且通过第三电阻R3和第四电阻R4与第一电压比较器的负极相连接，第一电压比较器的负极通过第一二极管D1和第一电阻R1与外部开关K以及电源AC串联，第一电压比较器的负极与电池正负极之间分别串联第二电阻R2和第一电容C1。

实施例3：

带有充电与照明功能转换的充电灯：开关K第一次接通照明灯点亮，开关K断开后再重新闭合，转为充电指示灯亮，照明灯熄灭；

如图4所示，一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，充电灯电路A还包括第五电阻R5-第九电阻R9、第二电压比较器、第二电容C2、第二二极管D2、第三二极管D3和充电指示灯LED1，第二电压比较器的正极分别通过第三电阻R3和第四电阻R4与电池的正负极相连接，第二电压比较器的负极通过第五电阻R5、第一二极管D1和第一电阻R1与外部开关K以及电源AC串联，第二电压比较器与电池负极之间连接有充电指示灯LED1和第七电阻R7；第二电压比较器与第一电压比较器的负极之间连接有第三二极管D3，第一电压比较器与第二电压比较器的负极之间串联有第二二极管D2，且并联第二电容C2，所述第一电压比较器与第一三极管Q1的基极之间连接有第八电阻R8，所述第一电压比较器负极与第二电阻R2和第一电容C1串联有第六电阻R6，所述照明灯LED的负极与第一三极管Q1的集电极之间连接有第九电阻R9。

工作原理：开关K闭合后，第二电阻R2与第一电阻R1, 第一二极管D1分压的电压，通过第五电阻R5, 第六电阻R6进入比较器，当分压电压低于第三电阻R3、第四电阻R4的分压，由于第二电容C2电压不能突变，第二电压比较器负端维持高电位，输出为0电压；第一电压比较器负端低于第三电阻R3、第四电阻R4分压，转为输出高电位驱动三极管点亮照明灯。第一电压比较器输出高电位通过第二二极管D2加在第二电压比较器负端，使第二电压比较器输出持续维持在低电位。

当开关K断开时分压上升，第六电阻R6上的高电压使第一电压比较器输出为低电位，照明灯熄灭，第一电压比较器输出的低电位通过第二电容C2使第二电压比较器的负端出现低电位，在第五电阻R5与第二电容C2充电时间常数内，开关再次闭合，就会使第二电压比较器负端持续保持在低电位，那么第二电压比较器就会输出高电平，通过第三二极管D3给第一电压比较器负端提供一个高电平，使第一电压比较器输出持续为0，这时就可以在开关闭合时但照明灯关闭，第二电压比较器输出高电平同时点亮充电指示灯，有市电时进入充电状态照明灯不亮，没市电时可以以充电态等待来电时进入充电，而无需开灯等待充电，有市电时给电池充电也无需开灯，节约能源。

开关K断开时，第五电阻R5, 第六电阻R6都出现高电位，第一电压比较器和第二电压比较器的负端都出现高电位，2个比较器都输出为0，充电灯指示灯和照明灯都不亮，处于关闭状态。

实施例4：

如图5所示，一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，在实施例3的基础上充电灯电路A还包括第十电阻R10、第十一电阻R10、第四二极管D4和第二三极管Q2作为电池输出关闭开关；

第一电压比较器和第二电压比较器的正极连接第三电阻R3至第二三极管Q2的集电极，第一电压比较器的负极连接第六电阻R6和第二电阻R2至第二三极管Q2的集电极，第二电压比较器的负极连接第五电阻R5和第二电阻R2至第二三极管Q2的集电极，电池的正极与第二三极管Q2的发射极连接，电池正极通过第十一电阻R11与第二三极管Q2的基极串联，所述第二三极管Q2的基极连接第四二极管D4和第十电阻R10至外部开关线路。

在充电灯未装入市电线路时，第十电阻R10、第十一电阻R10、第四二极管D4没有回路，第二三极管Q2是不导通的，断开了比较器及其回路的电源，让充电灯在储存及市电开关断开时能耗减为0，使充电灯的电池可以长期保存，以不至损坏。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，其特征在于，包括充电灯电路（A），所述充电灯电路（A）与外部的开关（K）和电源（AC）串联；

充电灯电路（A）包括第一电阻（R1）-第四电阻（R4）、第一二极管（D1）、第一三极管（Q1）、第一电容（C1）、照明灯（LED）、第一电压比较器、电池以及变压器充电模块（B），电池通过变压器充电模块（B）与外部的开关（K）和电源（AC）相互串联，电池的正极和负极分别连接第三电阻（R3）和第四电阻（R4），且通过第三电阻（R3）和第四电阻（R4）与第一电压比较器的负极相连接，第一电压比较器的正极通过第一二极管（D1）和第一电阻（R1）与电源（AC）相连接，第一电压比较器连接第一三极管（Q1）的基极，电池的正极通过照明灯（LED）连接第一三极管（Q1）的集电极，第一三极管（Q1）的发射极通过第二电阻（R2）连接第一电压比较器的正极，第一电压比较器的正极与电池负极之间串联第一电容（C1）。

2.如权利要求1所述的一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，其特征在于：电池的正极和负极分别连接第三电阻（R3）和第四电阻（R4），且通过第三电阻（R3）和第四电阻（R4）与第一电压比较器的负极相连接，第一电压比较器的负极通过第一二极管（D1）和第一电阻（R1）与外部开关（K）以及电源（AC）串联，第一电压比较器的负极与电池正负极之间分别串联第二电阻（R2）和第一电容（C1）。

3.如权利要求2所述的一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，其特征在于：充电灯电路（A）还包括第五电阻（R5）-第九电阻（R9）、第二电压比较器、第二电容（C2）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）和充电指示灯（LED1），第二电压比较器的正极分别通过第三电阻（R3）和第四电阻（R4）与电池的正负极相连接，第二电压比较器的负极通过第五电阻（R5）、第一二极管（D1）和第一电阻（R1）与外部开关（K）以及电源（AC）串联，第二电压比较器与电池负极之间连接有充电指示灯（LED1）和第七电阻（R7）；第二电压比较器与第一电压比较器的负极之间连接有第三二极管（D3），第一电压比较器与第二电压比较器的负极之间串联有第二二极管（D2），且并联第二电容（C2），所述第一电压比较器与第一三极管（Q1）的基极之间连接有第八电阻（R8），所述第一电压比较器负极与第二电阻（R2）和第一电容（C1）串联有第六电阻（R6），所述照明灯（LED）的负极与第一三极管（Q1）的集电极之间连接有第九电阻（R9）。

4.如权利要求3所述的一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，其特征在于：充电灯电路（A）还包括第十电阻（R10）、第十一电阻（R10）、第四二极管（D4）和第二三极管（Q2），第一电压比较器和第二电压比较器的正极连接第三电阻（R3）至第二三极管（Q2）的集电极，第一电压比较器的负极连接第六电阻（R6）和第二电阻（R2）至第二三极管（Q2）的集电极，第二电压比较器的负极连接第五电阻（R5）和第二电阻（R2）至第二三极管（Q2）的集电极，电池的正极与第二三极管（Q2）的发射极连接，电池正极通过第十一电阻（R11）与第二三极管（Q2）的基极串联，所述第二三极管（Q2）的基极连接第四二极管（D4）和第十电阻（R10）至外部开关线路。

5.如权利要求1所述的一种电桥检测照明与充电双模式充电灯，其特征在于：所述变压器充电模块（B）采用低压不启动变压器隔离电池充电模块。

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