CN201116683Y - 一种应急灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种应急灯，包括与市电连接的整流滤波电路，与整流滤波电路输出连接的半桥式振荡电路和充电电路，接在半桥式振荡电路输出端的节能灯管，与充电电路输出端连接的蓄电池，将它们连成一体的连接体，还包括装在连接体上的LED模组，分别与充电电路、蓄电池、LED模组连接的光控电路。采用上述结构的应急灯，当电网有电时，节能灯管发光照明，并同时给蓄电池充电，当电网停电、环境光阴暗时，自动转换为LED模组发光照明。这种结构的应急灯，轻巧，省电，使用方便，最宜于作吊装灯应用。

Description

一种应急灯

技术领域

本实用新型涉及一种照明灯具，尤其是一种用于经常发生电网停电地区的公共过道、室内走廊等场合照明的应急灯。

背景技术

在电力供应紧张的地区，常利用应急灯作应急照明。现有的应急灯，在结构上，几乎由荧光灯管、降压变压器、整流滤波电路、电瓶、高频振荡电路组成。当电网有电时，工频电经降压变压器、整流滤波电路给电瓶充电，同时，电瓶直流电经高频振荡电路转换成几十千赫交流电供10～20W荧光灯发光照明；当电网停电时，依靠电瓶的输出电能使荧光灯持续发光照明。这类应急灯，其荧光灯的发光照明在电网停电期间的用电完全靠电瓶所贮电能转换，耗电量大，故配置的铅酸电瓶又重又大，给吊装使用带来不便和麻烦。此外经常停电地区，电网电压波动范围大，将影响应急灯中电瓶的正常充电，从而缩短应急灯的使用寿命。

发明内容

本实用新型的任务旨在解决现有应急灯的体积和重量问题，提供重量轻、照明可靠、电网有电时照明亮度高、电网停电时能自动照明，便于安装使用的一种应急灯。

本实用新型提供了如下结构的一种应急灯，这种应急灯包括：其输入端可与市电连接的一个整流滤波电路，连在整流滤波电路输出端上的一个充电电路及一个半桥式振荡电路，接在充电电路输出端上的蓄电池，与半桥式振荡电路输出端相接的一个节能灯管，以及将它们装在一起的一个连接体，本实用新型还包括装在连接体上含若干个高亮度发光二极管的一个LED模组，分别与充电电路、蓄电池及LED模组连接的一个光控电路。当电网有电时，市电经整流滤波电路，在其输出端产生约300V直流电压，该直流电一路经半桥式振荡电路点燃节能灯管发光照明；另一路经充电电路给蓄电池充电。当节能灯管发光照明时，环境光明亮，所述光控电路切断LED模组与蓄电池的电连接，LED模组不发光；当电网停电时，整流滤波电路输出端无电压，半桥式振荡电路停止工作，节能灯管不发光。此时，环境光阴暗，光控电路自动接通LED模组与蓄电池的电连接，LED模组获得工作电流而发光照明。

所述充电电路包括：一个开关三极管Q1，一个脉冲变压器T1，一个保护三极管Q2，开关三极管Q1的集电极经脉冲变压器T1的初级绕组N1与整流滤波电路的输出正端相连，其发射极经射极电阻R4接在整流滤波电路的输出负端上，基极电阻R3和电容C3串联，连接在开关三极管Q1的基极和脉冲变压器T1的反馈绕组N3一端之间，稳压管ZD1和电容C4串联，连接在开关三极管Q1的基极和所述反馈绕组N3接整流滤波电路输出负端的另一端之间，并在稳压管ZD1和电容C4的接点及电容C3和反馈绕组N3的接点上并接一个正向二极管D6，成为开关三极管Q1导通/截止间歇振荡的反馈网络；在整流滤波电路输出正端与开关三极管Q1基极之间连接一个启动电阻R3；在脉冲变压器T1的其一端接地的次级绕组N2上接有一个高频整流滤波电路，该高频整流滤波电路的输出正端及负端分别与蓄电池正、负极相连接，为蓄电池充电；保护三极管Q2的集电极及发射极分别与开关三极管Q1的基极及整流滤波电路输出负端连接，保护三极管Q2的基极接在开关三极管Q1的发射极上，形成开关三极管Q1振荡的过流保护电路。

所述光控电路包括：第三三极管Q3，第四三极管Q4，光敏电阻CDS及与脉冲变压器T1磁耦合的辅助绕组N4构成，所述辅助绕组N4一端与脉冲变压器T1的次极绕组N2的远地端相连，其另一端通过正向整流二极管D7、正向二极管D9、限流电阻R7与PNP型的第三三极管Q3基极连接，在整流二极管D7和二极管D9的接点A与蓄电池E1接地的负极上并接一个滤波电容C6；第三三极管Q3的发射极和蓄电池E1正极连接；所述LED模组跨接在第三三极管Q3的集电极和地端上；在第三三极管Q3的发射极上接有一个与第四三极管Q4基极连接的基极电阻R10，第三三极管Q3的发射极通过一个负载电阻R9接在第四三极管Q4的集电极上，在第四三极管Q4的集电极与第三三极管Q3的基极之间串接一个连接电阻R8，同时，一个光敏电阻跨接在第四三极管的基极及接地的发射极两端。

采用上述结构后，在电网有电时，节能灯管点燃发光照明，同时对蓄电池充电，而在电网停电、环境光阴暗时，利用蓄电池所贮电能，借助光控电路使LED模组各发光二极管发光照明，由于LED模组的工作电耗很省，蓄电池可采用多个容量较小的可充电单体电池，不仅整体重量大为减轻，而且连接体内的空间能得到合理利用，从而为制造轻型的吊装式应急灯提供了方便。由于充电电路采用了间歇式脉宽自动调节的DC-DC变换电路，这种电路能减轻电网电压波动对直流输出电压的变化，从而确保对蓄电池的正常安全充电，延长蓄电池的使用寿命；由于设置了光控电路，在电网有电变到停电时，节能灯管的发光照明能自动转换成LED模组发光照明，照明可靠，使用方便。

附图说明

图1为实用新型一种应急灯的电路原理图。

图2为本实用新型的一种具体结构示意图。

具体实施方式

如图1所述，整流滤波电路1由四个二极管D1，D2，D3，D4及两个串接的滤波电容C1a，C1b组成，其中输入端L，N可与220V市电相连；滤波电容C1a和滤波电容C1b的接点与L端可与110V市电连接，以方便不同国家或地区使用。在整流滤波电路1的输出端上接有一个半桥式振荡电路2，并在半桥式振荡电路输出端上接一个节能灯管3。当电网有电时，市电经整流滤波电路1的整流滤波，在滤波电容C1a正端及滤波电容C1b负端之间形成约300V的直流电压，该直流电压加在半桥式振荡电路2的输入端，使电路产生振荡，输出几十千赫交流电点燃节能灯管3发光照明。

在整流滤波电路1的输出端上还接有一个充电电路4，该充电电路为间歇式脉宽自动调节DC-DC变换电路，它包括一个开关三极管Q1，一个脉冲变压器T1，一个保护三极管Q2，开关三极管Q1的集电极通过脉冲变压器T1的初级绕组N1与滤波电容C1a正端相连，其发射极经射极电阻R4接在滤波电容C1b的负端上，基极电阻R3和电容C3串联，连接在开关三极管Q1的基极和脉冲变压器T1的反馈绕组N3一端之间，稳压管ZD1和电容C4串联，连接在开关三极管Q1的基极和反馈绕组N3接滤波电容C1b负端的另一端之间，并在稳压管ZD1和电容C4的接点及电容C3和反馈绕组N3的接点上跨接一个正向二极管D6，成为开关三极管Q1导通/截止间歇振荡的反馈网络。当开关三极管Q1开始导通时，流经初级绕组N1的集电极电流线性增加，使反馈绕组N3产生上端为正、下端为负的感应电压，开关三极管Q1获得正向偏压而迅速饱和。此时，反馈绕组N3上的感应电给电容C3充电，随着电容C3上的电压升高，开关三极管Q1的正反馈电压逐渐下降，开关三极管Q1开始退出饱和区，流经初级绕组N1的集电极电流开始减少，反馈绕组N3上的感应电压极性立即翻转，其极性为上端为负，下端为正，开关三极管Q1因负反馈趋向截止。此时，反馈绕组N3产生的感应电流经二极管D6对电容C4充电，电容C4上的电压升高，此电压若超过稳压管ZD1的稳压值时，稳压管ZD1导通，即刻向开关三极管Q1的基射极加上反向电压，使开关三极管Q1迅速截止。

在开关三极管Q1的基极上连接一个与滤波电容C1a正端连接的启动电阻R2，并在脉冲变压器T1的次级绕组N2上接由二极管D8和电容C5构成的一个高频整流滤波电路，该整流滤波电路的输出正端B经限流电阻R5与蓄电池E1连接，给蓄电池充电。蓄电池可采用3个五号镍氢电池，当然也可采用整体式镍氢电池组或锂电池组。

保护三极管Q2的集电极及发射极分别与开关三极管Q1的基极及滤波电容C1b负端连接，其基极接在开关三极管Q1的发射极上。当某种原因，例如电网电压过高，或者开机瞬间引起开关三极管Q2的射极电流过大时，该射极电流使射极电阻R4上的压降超过0.65V，保护三极管Q2立即导通，开关三极管Q1的基射极电压变为负值而迅速截止，从而确保了开关三极管Q1过流损坏。此外，电路中设有由二极管D5、电容C2及电阻R1组成的过压保护措施。

上述充电电路，由于反馈网络中稳管ZD1、电容C4及二极管D6的配合作用，使开关三极管Q1的导通/截止振荡为间歇式振荡，其导通时间不仅能随蓄电池充电电流大小自动调节，而且还能根据电网电压波动量作相反变动，从而本充电电路可对蓄电池进行正常、合理充电，以延长蓄电池的使用周期。

光控电路6与充电电路4及蓄电池与连接，它包括一个第三三极管Q3，一个第四三极管Q4，一个光敏电阻CDS及与脉冲变压器T1磁耦合的辅助绕组N4构成，辅助绕组N4的下端7与次级绕组N2的远地端6相连，其另一端8通过正向整流二极管D7、正向二极管D9、限流电阻R7与一个PNP型第三三极管Q3基极连接，在整流二极管D7和二极管D9的接点A与蓄电池E1接地的负极上并接一个滤波电容C6；第三三极管Q3的发射极与蓄电池E1正极连接；在第三三极管Q3的发射极和地端上跨接一个LED模组7，该LED模组由若干个高亮度白色发光二极管及配接在一起相应的限流电阻构成。第三三极管Q3的发射极通过一个基极电阻R10与第四三极管Q4的基极连接，该发射极上还通过一个负载电阻R9与第四三极管Q4的集电极连接，以便将蓄电池E1的电压加在第四三极管Q4的集电极与发射极之间，一个连接电阻R8接在第四三极管Q4的集电极与第三三极管Q3的基极之间，同时，光敏电阻CDS跨接在第四三极管Q4的基极及发射极两端。

本电路的工作方式如下：当电网有电时，110V或220V市电经整流滤波电路1的整流滤波，在滤波电容C1a正端和滤波电容C1b负端之间形成约300V直流电压，该直流电压一路加在半桥式振荡电路2输入端，电路振荡，产生几十千赫交流电，点燃节能灯管4发光照明；另一路加在充电电路4的输入端，电路产生间歇振荡，在脉冲变压器T1的次级绕组N2两端产生低压数十千赫交流电，此交流电经高频整流滤波电路的整流滤波后，输出低压直流电给蓄电池E1充电。此时，由于连在辅助绕组N4上的整流二极管D7负极A点上的直流电位高于连在次级绕组L2上的整流二极管D8负极B点的直流电压，第三三极管Q3因其基射极电压为反向偏压而截止。同时，因节能灯管3发光，环境明亮，光控电路6中的光敏电阻CDS阻值变小，其上的电压降低于第四三极管Q4的导通电压，第四三极管截止，也使第三三极管Q3处于反向偏置而截止，LED模组7不发光。

当电网停电时，整流滤波电路1无输出电压，半桥振荡电路2停止工作，节能灯管3不发光，充电电路4也不工作。这时，环境光阴暗，光敏电阻CDS阻值增大，其上的压降达到第四三极管Q4的导通电压，第四三极管Q4导通，其集电极电位降至零，第三三极管Q3处于正向偏置而导通，其集电极电流由蓄电池E1正极流经LED模组至蓄电池E1负极，LED模组发光照明。

图2是依据上述原理设计而成的一种应急灯的具体结构示意图。由图可见，应急灯具有一个连接体8，连接体上部有一个灯头9，其下部有向两侧方向伸展的两个连接臂10，11。一个制成环形的节能灯管3活动地被固定在这两个连接臂的端部。连接体8内空腔部位放有电路板12及蓄电池5，所述电路板布置有图1中的整流滤波电路、半桥式振荡电路、充电电路、光控电路及LED模组。在连接体8的底面15上开有若干个与LED模组7中的发光二极管直径相应的通孔13，装配时，LED模组的各个发光二极管的头部从底面15上的相应通孔13中一一伸出，面向照明区。在连接体8的侧面开有一个窗孔14，该窗孔的位置正好对着电路板12入座后的光敏电阻CDS受光面，以便光敏电阻CDS能感知环境光线。

这种环形结构的应急灯，质轻，可作吊灯使用，亦可作吸顶灯使用。电网有电时，发光亮度大，停电时，自动转换为LED模组发光。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式。在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变形或改进，例如采用稍有差异的充电电路或光控电路，节能灯管采用其它异形灯管，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1、一种应急灯，它包括：其输入端可与市电连接的一个整流滤波电路(1)，连在整流滤波电路输出端上的一个充电电路(4)及一个半桥式振荡电路(2)，接在半桥式振荡电路输出端上的一个节能灯管(3)，与充电电路输出端相连的一个蓄电池(5)，及将它们装在一起的一个连接体(8)构成，其特征在于：本实用新型还包括装在连接体(8)上含若干个高亮度发光二极管的一个LED模组(7)，分别与充电电路(4)、蓄电池(5)及LED模组(7)连接的一个光控电路(6)。

2、根据权利要求1所述的一种应急灯，其特征在于：所述充电电路(4)包括一个开关三极管(Q1)，一个脉冲变压器(T2)，一个保护三极管(Q2)，开关三极管(Q1)的集电极经脉冲变压器(T1)的初级绕组(N1)与整流滤波电路(1)的输出正端相连，其发射极经射极电阻(R4)接在整流滤波电路(1)的输出负端上，基极电阻(R3)和电容(C3)串联，连接在开关三极管(Q1)的基极和脉冲变压器(T1)的反馈绕组(N3)一端之间，稳压管(ZD1)和电容(C4)串联，连接在开关三极管(Q1)的基极和反馈绕组(N3)接整流滤波电路(1)输出负端的另一端之间，并在稳压管(ZD1)和电容(C4)的接点及电容(C3)和反馈绕组(N3)的接点上并接一个正向二极管(D6)，成为开关三极管(Q1)导通/截止间歇振荡的反馈网络；在整流滤波电路(1)输出正端与开关三极管(Q1)的基极之间连接一个启动电阻(R3)；在脉冲变压器(T1)的其一端接地的次级绕组(N2)上接有一个高频整流滤波电路，该高频整流滤波电路的输出正端及负端端分别与蓄电池的正极、负极连接；保护三极管(Q2)的集电极及发射极分别与开关三极管(Q1)的基极及整流滤波电路(1)的输出负端连接，其基极接在开关三极管(Q1)的发射极上，形成开关三极管(Q1)振荡的过流保护电路。

3、根据权利要求2所述的一种应急灯，其特征在于：开关三极管(Q1)的集电极与整流滤波电路(1)输出正端之间串接一个正向二极管(D5)和一个电容(C2)，在电容(C2)两端并联一个电阻(R1)，成为开关三极管(Q1)振荡的过压保护电路。

4、根据权利要求3所述的一种应急灯，其特征在于：所述光控电路(6)包括一个第三三极管(Q3)，一个第四三极管(Q4)，一个光敏电阻(CDS)及与脉冲变压器(T1)磁耦合的一个辅助绕组(N4)所构成，所述辅助绕组(N4)一端与脉冲变压器(T1)的次级绕组(N2)的远地端相连，其另一端通过正向整流二极管(D7)、正向二极管(D9)、限流电阻(R7)与PNP型的第三三极管(Q3)的基极连接，在整流二极管(D7)和二极管(D9)的接点(A)与蓄电池(E1)接地的负极上并接一个滤波电容(C6)；第三三极管(Q3)的发射极和蓄电池(E1)正极连接；所述LED模组跨接在第三三极管(Q3)的集电极和地端上；在第三三极管(Q3)的发射极上接有与第四三极管(Q4)的基极连接的一个基极电阻(R10)，第三三极管(Q3)的发射极通过一个负载电阻(R9)接在第四三极管(Q4)的集电极上，在第四三极管(Q4)的集电极与第三三极管(Q3)的基极之间串接一个连接电阻(R8)，同时，光敏电阻(COS)跨接在第四三极管(Q4)的基极及接地的发射极两端。

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