LED應(yīng)急燈工作原理

1. EPS應(yīng)急電源：一種應(yīng)急電源，由充電器，逆變器，蓄電池，隔離變壓器，轉(zhuǎn)換開關(guān)和其他將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備組成。 它適用于允許電源中斷超過0.25s的負(fù)載。

2. UPS不間斷電源：它主要由功率轉(zhuǎn)換器儲能裝置（電池）和開關(guān)（電子和機(jī)械）組成，以確保電源的連續(xù)性。 它適用于允許中斷時間為毫秒的負(fù)載。

3.自備的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組：由柴油發(fā)動機(jī)提供動力，驅(qū)動由工頻交流同步發(fā)電機(jī)組成的發(fā)電設(shè)備。 快速自啟動發(fā)電機(jī)組適用于電源中斷時間超過15s的建筑物。 應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)中允許的停電時間來考慮應(yīng)急電源的工作時間。 與自動啟動的發(fā)電機(jī)組結(jié)合使用時，該時間不應(yīng)少于10分鐘。

4.專用饋線電路，具有自動輸入設(shè)備，獨(dú)立于正常電源。 適用于自輸入設(shè)備的操作時間可以滿足緊急電源的要求，該電源的允許中斷時間為1.5s或大于0.6s。 對于停電時間為毫秒且容量較小的特別重要的負(fù)載，如果可以使用直流電源，則應(yīng)將電池組用作應(yīng)急電源。

5.自備應(yīng)急燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組； 它由燃?xì)廨啓C(jī)提供動力，并驅(qū)動由工頻交流同步發(fā)電機(jī)組成的發(fā)電設(shè)備。

led應(yīng)急燈電源電路圖（一）

應(yīng)急燈的工作原理

應(yīng)急照明系統(tǒng)以自帶電源獨(dú)立控制型為主，正常電源接自普通照明供電回路中，平時對應(yīng)急燈蓄電池充電，當(dāng)正常電源切斷時，備用電源（蓄電池）自動供電。這種形式的應(yīng)急燈每個燈具內(nèi)部都有變壓、穩(wěn)壓、充電、逆變、蓄電池等大量的電子元器件，應(yīng)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(yīng)急燈具內(nèi)無獨(dú)立電源，正常照明電源故障時，由集中供電系統(tǒng)供電。

在這種形式的應(yīng)急照明系統(tǒng)中，所有燈具內(nèi)部復(fù)雜的電子電路被省掉了，應(yīng)急照明燈具與普通的燈具無異，集中供電系統(tǒng)設(shè)置在專用的房間內(nèi)。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(diǎn)與“N/O（常開點(diǎn)）”接通，后備蓄電池正端與IC1的反相端相聯(lián)。IC1（LM308）和D5、D6組成電壓比較器，參考電壓由D5、D6決定。

這里用一個硅二極管（D5）和一個6.2V的穩(wěn)壓二極管（D6）組成6.9V的參考電壓，對充電壓電壓進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)IC1的2腳輸入電壓（既蓄電池電壓）低于6.9V時，IC1的6腳輸出高電平，T1導(dǎo)通，J1（聚電器）得電，其動觸點(diǎn)與“N/O（常開點(diǎn)）”接通，電源電壓通過R2對蓄電池充電，同時LED2點(diǎn)亮為充電指示。改變R2阻值可調(diào)整充電電流。隨著充電時間增加，IC1的2腳電壓逐漸增加，當(dāng)電壓大于參考電壓6.9V時，IC1的6腳輸出低電平，T1截止，J1（聚電器）失電，斷開充電回路，實現(xiàn)自動充電保護(hù)功能。

當(dāng)停電時，J2（聚電器）失去電源，其動觸點(diǎn)與“N/C（常閉點(diǎn)）”接通，蓄電池通過S1對應(yīng)急燈電路供電，實現(xiàn)停電時自動切換功能。S1在這里用來手動切斷應(yīng)急燈電路部分。由IC2（NE555）、T2、T3、T4、X2等組成應(yīng)急燈電路。IC2組成50Hz信號發(fā)生器，由IC2的3腳輸出50Hz信號，經(jīng)T2反相、放大分別驅(qū)動由T3、T4、X2組成的推挽電路，在X2的高壓側(cè)感應(yīng)出220V的交流電，使日光燈管點(diǎn)亮。這里的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(yīng)加散熱器。

制作時，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(diào)試很簡單，接通主電源電時，J2（聚電器）應(yīng)該動作，LED1為電源指示。然后測量IC1的3腳電壓是否為6.9V左右，之后可用一個外接電源接入IC2腳來調(diào)整充電保護(hù)電路。當(dāng)輸入電壓大于6.9V時，J1應(yīng)該動作斷開。短開S1，用外接電源接入應(yīng)急燈電路，測量IC2的輸出是否50Hz，然后可測量X2輸出部分電壓是否為220V左右既可。LED3為停電/應(yīng)急燈工作指示。

led應(yīng)急燈電源電路圖（二）

當(dāng)市電正常時LED驅(qū)動電源給控制板供電，驅(qū)動光源發(fā)光。市電通過充電器給電池充電。電池充滿后由保護(hù)電路切斷電源，停止充電。當(dāng)市電停電或拉閘后，由電池給光源應(yīng)急部分提供電源，通過應(yīng)急控制電路給應(yīng)急光源部分供電。

本設(shè)計的應(yīng)急電路是專用于LED燈具的，它只需調(diào)整很少的元器件，即可與外圍LED電源等配合應(yīng)用于不同功率的LED燈具中；正常照明時只有LED驅(qū)動電源部分電路工作，功耗低，相應(yīng)的故障率也低。其電路原理如圖2。

其中MT7201是一款連續(xù)電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源，用于驅(qū)動一顆或多顆串聯(lián)LED。它的輸入電壓范圍從7V～30V，輸出電流可調(diào)，最大可達(dá)1A。根據(jù)不同的輸入電壓和外圍器件可以驅(qū)動高達(dá)24W的LED。MT7201采用SOT89-5封裝。

led應(yīng)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(jié)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(chǎn)品均采用高亮白光LED，并帶有反光板，燈桿采用金屬螺旋管，可隨意彎曲轉(zhuǎn)向自由調(diào)整燈頭角度，燈座上設(shè)有按鈕式開關(guān)，小巧實用，攜帶方便。圖1是其電路圖。

普通AAA電池的LED應(yīng)急燈：

手機(jī)電池供電的LED應(yīng)急燈電路圖

當(dāng)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(guān)K后面串接小阻值的限流電阻，經(jīng)反復(fù)試驗采用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(jī)電池充電器，由于手機(jī)充電器插頭外形繁多不一，需提前用單聲道耳機(jī)插頭改造一下，筆者找到的充電器輸出電壓6.28V，改造后電路原理圖如圖2所示，實測工作電流約138mA。

led應(yīng)急燈電源電路圖（四）

當(dāng)市電電網(wǎng)正常供電時，220V的交流市電電壓經(jīng)電容器C1降壓，再經(jīng)二極管VD1的半波整流和電容器C2的濾波后，以約90mA的脈沖電流給電池充電。與此同時，因為晶體管VT1的基極加上正偏壓而處于導(dǎo)通狀態(tài)，使VT2處于截止?fàn)顟B(tài)，燈泡EL不亮。一旦市電電網(wǎng)斷電，晶體管VT1曲導(dǎo)通變成截止，VT2由截止變成導(dǎo)通，燈泡EL點(diǎn)亮。二極管VD2的作用是隔離電池和VT1的基極，保證市電一停，VT1轉(zhuǎn)向截止。市電恢復(fù)供電后，VT1尋通，EL熄滅，電路復(fù)位。

led應(yīng)急燈電源電路圖（五）

一旦市電電網(wǎng)斷電，晶體管VT1曲導(dǎo)通變成截止，VT2由截止變成導(dǎo)通，燈泡EL點(diǎn)亮。二極管VD2的作用是隔離電池和VT1的基極，保證市電一停，VT1轉(zhuǎn)向截止。市電恢復(fù)供電后，VT1尋通，EL熄滅，電路復(fù)位。應(yīng)急燈照明電路圖：

led應(yīng)急燈電源電路圖（六）

本例介紹的自動應(yīng)急燈，在白天或夜晚有燈光時不工作，當(dāng)夜晚關(guān)燈后或停電時能自動點(diǎn)亮，延時一段時間后能自動熄滅。

電路工作原理：該自動應(yīng)急燈電路由光控?zé)綦娐?、電子開關(guān)電路和延時照明電路組成。在白天或晚上有燈光時，光敏二極管VLS受光照射而呈低阻狀態(tài)，VT截止，IC內(nèi)部的電子開關(guān)因⑤腳電壓為0V而處于關(guān)短狀態(tài)，EL不亮。此時整機(jī)的耗電極低。當(dāng)夜晚光線由強(qiáng)逐漸變?nèi)鯐r，VLS的內(nèi)阻也開始緩慢的增大，VT由截止轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)，R2上的電壓也逐漸增大，但由于C1的隔直流作用，此緩慢變化的電壓仍不能使IC的⑤腳電壓高于1.6V，故EL仍不會點(diǎn)亮。若晚上關(guān)燈或停電時，光線突然變得很弱，則VLS呈高阻狀態(tài)，VT迅速飽和導(dǎo)通，在R2上產(chǎn)生較大的電壓降。由于C1上電壓不能突變，故在IC的⑤腳上產(chǎn)生一個大于1.6V的觸發(fā)電壓，使IC內(nèi)部的電子開關(guān)接通，EL通電點(diǎn)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(nèi)部的電子開關(guān)仍維持接通狀態(tài)，EL仍維持點(diǎn)亮。隨著C2的充電，IC的⑤腳電壓逐漸降低，當(dāng)該電壓低于1.6V時，IC內(nèi)部的電子開關(guān)關(guān)斷，EL熄滅，C2通過R5、EL、R4和VD2放電，為下次工作做準(zhǔn)備。若將S接通，該應(yīng)急燈可用于停電時的連續(xù)照明。

元器件選擇及調(diào)試：IC選用TWH8778型電子開關(guān)集成電路，VT選用9015或8550型硅PNP晶體管；VLS選用2DU系列的光敏二極管；VD1和VD2均選用IN4007或IN4148型整流二極管。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(guān)，GB用電池供電。全部電路按圖安裝完畢后即可正常工作，無需調(diào)試。