Led電源管理電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種LED電源管理電路，包括電源開關(guān)、AC/DC變換器，其特征在于：還包括備用電源，在該備用電源的兩個輸出端之間串行連接有至少兩段LED燈，在備用電源兩個輸出端之間串連連接至少一段LED一個驅(qū)動管，在備用電源上還連接有信號產(chǎn)生模塊和基準電壓生成模塊，AC/DC變換器的兩條輸入線上連接有采樣電路。其效果是：電路結(jié)構(gòu)簡單，使用安全、方便，通過簡單的模擬電路即可利用原有的電源開關(guān)實現(xiàn)停電狀態(tài)下LED燈光的有效控制，可以不用高端的傳感器和數(shù)字處理芯片，設(shè)備的成本比較低廉，針對現(xiàn)代家用LED照明而言非常適用。
【專利說明】LED電源管理電路【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)，具體地說，是一種LED電源管理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的照明LED燈通常利用電源開關(guān)實現(xiàn)燈光控制，但是在夜間，如果市電斷電，LED燈將無法利用預(yù)設(shè)的電源開關(guān)實現(xiàn)控制，對人們生活造成不便。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，有人提出了中國專利申請201210588220.1，“LED驅(qū)動電源斷電后自動啟動備用電源的方法和電路”，該電源可使用三種供電方式:交流90V~264V、直流12V~24V和內(nèi)置蓄電池，內(nèi)部由MCU控制，使得在外部交流或直流輸入發(fā)生連接或者斷開瞬間狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，自動激活并點亮LED燈，在外部交流電源或直流供電時，滿載驅(qū)動LED工作。當沒有外部電源供電，只有內(nèi)置蓄電池供電時，本LED驅(qū)動電源采取半負載模式驅(qū)動LED工作，延長內(nèi)置電池的工作時間，可以維持照明達數(shù)小時之久。本LED驅(qū)動電源用一個自復(fù)式開關(guān)來控制LED燈的開關(guān)，當LED燈亮的時候，按一下開關(guān)，LED燈會熄滅，當LED燈熄滅的時候，按一下開關(guān)，LED燈會點亮。
[0004]上述設(shè) 備及方法雖然在一定程度上可以解決市電斷電時LED照明控制的功能，但是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要MCU編程實現(xiàn)，設(shè)備成本相對較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種LED電源管理電路，通過設(shè)置備用電源和相應(yīng)的采樣電路，可以對市電供電情況和電源開關(guān)的通斷情況進行檢查，當市電斷電時，可以利用原有的電源開關(guān)控制備用電源，實現(xiàn)LED燈的照明控制，特別針對室內(nèi)夜間照明而言，使用非常方便。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0007]—種LED電源管理電路，包括電源開關(guān)和AC/DC變換器，所述電源開關(guān)連接在市電電源與AC/DC變換器之間，電源開關(guān)接通的市電電源經(jīng)AC/DC變換器后為至少兩段串行連接的LED燈供電，其關(guān)鍵在于:還包括備用電源，在該備用電源的兩個輸出端之間連接有LED燈和電流控制電路，在所述備用電源上還連接有信號產(chǎn)生模塊和基準電壓生成模塊，所述AC/DC變換器的兩條輸入線上連接有采樣電路，所述信號產(chǎn)生模塊輸出的信號經(jīng)過所述采樣電路后形成開關(guān)狀態(tài)信號，所述基準電壓生成模塊用于產(chǎn)生基準電壓，所述開關(guān)狀態(tài)信號與所述基準電壓生成模塊產(chǎn)生的基準電壓分別輸入電壓比較電路中進行電壓比較，該電壓比較電路的輸出端與所述電流控制電路相連，當市電電源斷電且電源開關(guān)閉合時，通過所述電流控制電路可以控制所述備用電源兩個輸出端之間的LED燈點亮。
[0008]基于上述設(shè)計，在市電電源正常通電的情況下，可以通過電源開關(guān)控制所有串聯(lián)的LED燈工作，當市電電源出現(xiàn)故障或者斷電時，利用備用電源驅(qū)動部分LED燈工作，其亮度只要滿足夜間照明的需要即可，利用信號產(chǎn)生模塊和采樣電路來檢測電源開關(guān)的工作狀態(tài)，由于市電網(wǎng)絡(luò)存在一定的接入阻抗，在電源開關(guān)斷開或接通時，其采樣電路可以形成不同的電壓的開關(guān)狀態(tài)信號，通過與基準電壓生成模塊生成的基準電壓進行比較，即可獲得不同的電源開關(guān)狀態(tài)，在電源開關(guān)斷開的情況下，電流控制電路不工作，如果電源開關(guān)接通，通過電流控制電路控制備用電源驅(qū)動全部及部分LED燈開啟，滿足人們生活需要。
[0009]作為進一步描述，所述信號產(chǎn)生模塊為電源信號產(chǎn)生模塊，所述采樣電路設(shè)置有比較器U1，采樣電路的第一采樣端經(jīng)電阻R3與比較器Ul的反相輸入端相連，該第一采樣端還依次經(jīng)過電阻Rll和電阻R4連接在比較器Ul的正相輸入端上，在所述電阻Rll和電阻R4的公共連接端上連接有電阻R2和穩(wěn)壓二極管D4，所述電阻R2與信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端相連，所述穩(wěn)壓二極管D4的正極端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端相連,米樣電路的第二采樣端連接在穩(wěn)壓二極管D4的正極端上，比較器Ul的輸出端經(jīng)過電阻R8與所述采樣電路的輸出端相連，在比較器Ul的正相輸入端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端之間還連接有電阻R6，在所述采樣電路輸出端與信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端之間還連接有電阻R7，在所述采樣電路輸出端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端之間還連接有電容Cl。
[0010]為了避免市電通電狀況下大電流對采樣電路造成損壞，在所述采樣電路的第一采樣端和第二采樣端上均串聯(lián)有限流元件，該限流元件為電阻元件或者MOS管。
[0011]再進一步描述，所述電壓比較電路包括第一電壓比較器和第二電壓比較器，所述基準電壓生成模塊包括電阻R21、電阻R22以及電阻R23，電阻R21、電阻R22和電阻R23依次串接在電源信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端和低電平輸出端之間，在電阻R22上形成第一基準電壓，在電阻R23上形成第二基準電壓，所述第一基準電壓連接在第一電壓比較器的正相輸入端，所述第二基準電壓連接在第二電壓比較器的反相輸入端，第一電壓比較器的反相輸入端和第二電壓比較器的正相輸入端均與所述采樣電路的輸出端相連，經(jīng)過所述第一電壓比較器和第二電壓比較器輸出開關(guān)狀態(tài)信號。
[0012]為了更詳細的區(qū)分市電狀況和電源開關(guān)的工作狀況，所述第一電壓比較器和第二電壓比較器的輸出端還分別連接在與非門的兩個輸入端上。
[0013]為了便于備用電源管理，所述備用電源設(shè)置有蓄電池以及至少一路與蓄電池相連的電流采樣回路。
[0014]為了實現(xiàn)開關(guān)切換時燈光的延時控制，所述電流控制電路包括一個與LED燈串連的驅(qū)動管，在該驅(qū)動管的控制端上還連接有延時關(guān)斷控制電路。
[0015]通常，在所述驅(qū)動管的兩端連接有LED燈。
[0016]本發(fā)明的顯著效果是:電路結(jié)構(gòu)簡單，使用安全、方便，通過簡單的模擬電路即可利用原有的電源開關(guān)實現(xiàn)停電狀態(tài)下LED燈光的有效控制，可以不用高端的傳感器和數(shù)字處理芯片，設(shè)備的成本比較低廉，針對現(xiàn)代家用LED照明而言非常適用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的電路原理框圖；
[0018]圖2是圖1中采樣電路的電路原理圖；
[0019]圖3是具體實施例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】以及工作原理作進一步詳細說明。[0021]如圖1所示，一種LED電源管理電路，包括電源開關(guān)、AC/DC變換器和備用電源，所述電源開關(guān)連接在市電電源與AC/DC變換器之間，經(jīng)電源開關(guān)接通的市電電源經(jīng)AC/DC變換器后為至少兩段串行連接的LED燈供電，通常將多顆LED燈珠串聯(lián)成一串，AC/DC變換器輸出的電源電壓足以驅(qū)動整串LED燈正常工作。
[0022]為了實現(xiàn)市電斷電時利用電源開關(guān)對LED燈進行控制，在該備用電源的兩個輸出端之間連接有LED燈和電流控制電路，在所述備用電源上還連接有信號產(chǎn)生模塊和基準電壓生成模塊，所述AC/DC變換器的兩條輸入線上連接有采樣電路，所述信號產(chǎn)生模塊輸出的信號經(jīng)過所述采樣電路后形成開關(guān)狀態(tài)信號，所述基準電壓生成模塊用于產(chǎn)生基準電壓，所述開關(guān)狀態(tài)信號與所述基準電壓生成模塊產(chǎn)生的基準電壓分別輸入電壓比較電路中進行電壓比較，該電壓比較電路的輸出端與所述電流控制電路相連，當市電電源斷電且電源開關(guān)閉合時，通過所述電流控制電路可以控制所述備用電源兩個輸出端之間的LED燈點売。
[0023]如圖2所示，在具體實施過程中，所述信號產(chǎn)生模塊為電源信號產(chǎn)生模塊，所述采樣電路設(shè)置有比較器Ul，采樣電路的第一采樣端經(jīng)電阻R3與比較器Ul的反相輸入端相連，該第一采樣端還依次經(jīng)過電阻Rll和電阻R4連接在比較器Ul的正相輸入端上，在所述電阻Rll和電阻R4的公共連接端上連接有電阻R2和穩(wěn)壓二極管D4，所述電阻R2與信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端相連，所述穩(wěn)壓二極管D4的正極端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端相連，采樣電路的第二采樣端連接在穩(wěn)壓二極管D4的正極端上，比較器Ul的輸出端經(jīng)過電阻R8與所述米樣電路的輸出端相連,在比較器Ul的正相輸入端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端之間還連接有電阻R6，在所述采樣電路輸出端與信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端之間還連接有電阻R7，在所述采樣電路輸出端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端之間還連接有電容Cl。
[0024]利用上述采樣電路，設(shè)定信號產(chǎn)生模塊輸出的參考電壓為Vf，假設(shè)穩(wěn)壓管電壓等于Vk，AC/DC變換器的電阻為Ri，電網(wǎng)電阻為Ru，采樣電阻或者MOS管電阻為Rr，如果電源開關(guān)Jl斷開，由于AC/DC變換器在低電壓下電阻Ri較大并且第一采樣端和第二采樣端對電網(wǎng)之間不能形成電流回路，比較器Ul的反相輸入端輸入電壓約為穩(wěn)壓二極管D4的穩(wěn)定電壓，正相輸入端電壓等于穩(wěn)壓二極管電壓與R4和R6的分壓值，即正相輸入端電壓等于Vk*R6/(R4+R6)。經(jīng)過比較器Ul和電容Cl處理后，在采樣電路的輸出端得到第一開關(guān)狀態(tài)信號；當電源開關(guān)Jl閉合時，如果市電電源沒有電源供應(yīng)，參考電壓Vf經(jīng)過電阻R2、R11所形成的電流將會經(jīng)過電源開關(guān)流向市電電源網(wǎng)絡(luò)中，比較器Ul反相輸入端輸入的電壓將略等于Vk* (Ru+Rr) / (R11+Ru+Rr)低于正相輸入端電壓Vk*R6/ (R4+R6)，經(jīng)過比較器Ul和電容Cl處理后，在采樣電路的輸出端得到第二開關(guān)狀態(tài)信號；如果市電電源存在電源供應(yīng)，市電電源將會通過第一采樣端和第二采樣端流入所述采樣電路中，由于市電電源是交流電源，經(jīng)過比較器Ul和電容Cl處理后，在采樣電路的輸出端得到第三開關(guān)狀態(tài)信號；根據(jù)采樣電路輸出開關(guān)狀態(tài)信號的電壓大小即可確定市電電源通電狀態(tài)和電源開關(guān)的工作狀態(tài)。
[0025]為了防止市電電源大電流注入采樣電路中，在所述采樣電路的第一采樣端和第二采樣端上均串聯(lián)有限流元件，該限流元件為電阻元件或者MOS管，通過圖2和圖3可以看出，本例中分別采用了一對鏡像連接的MOS管作為限流元件。
[0026]如圖3所述，為了進一步詳細的分辨出開關(guān)狀態(tài)信號，所述電壓比較電路包括第一電壓比較器和第二電壓比較器，所述基準電壓生成模塊包括電阻R21、電阻R22以及電阻R23，電阻R21、電阻R22和電阻R23依次串接在電源信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端和低電平輸出端之間，在電阻R22上形成第一基準電壓，在電阻R23上形成第二基準電壓，所述第一基準電壓連接在第一電壓比較器的正相輸入端，所述第二基準電壓連接在第二電壓比較器的反相輸入端，第一電壓比較器的反相輸入端和第二電壓比較器的正相輸入端均與所述采樣電路的輸出端相連，經(jīng)過所述第一電壓比較器和第二電壓比較器輸出開關(guān)狀態(tài)信號。
[0027]所述第一電壓比較器和第二電壓比較器的輸出端還分別連接在與非門的兩個輸入端上。
[0028]經(jīng)過設(shè)置相應(yīng)的基準電壓，在第一電壓比較器、第二電壓比較器和與非門的輸出端上分別可以輸出停電或有電狀態(tài)下，電源開關(guān)閉合狀態(tài)信號，以及電源開關(guān)斷開狀態(tài)信號，通過利用停電狀態(tài)下電源開關(guān)閉合狀態(tài)信號可以控制備用電源為LED燈供電，達到夜間停電LED開關(guān)控制的目的。
[0029]結(jié)合圖3可以看出，所述備用電源設(shè)置有蓄電池以及至少一路與蓄電池相連的電流采樣回路，利用電流控制電路對備用電源中的蓄電池進行充放電控制，當市電電源正常供電情況下，可以對蓄電池充電，當檢測到市電電源斷電且電源開關(guān)閉合時，可以通過對蓄電池的放電控制實現(xiàn)LED燈供電。
[0030]為了實現(xiàn)開關(guān)切換時燈光的延時控制，所述電流控制電路包括一個與LED燈串連的驅(qū)動管，在該驅(qū)動管的控制端上還連接有延時關(guān)斷控制電路，當電源開關(guān)斷開時，備用電源可以延時一段時間保持部分LED燈點亮。
[0031]通常，在所述驅(qū)動管的兩端連接有LED燈，利用驅(qū)動管的電流調(diào)節(jié)作用，通過與電池串聯(lián)的電流采樣回路實現(xiàn)對電池的充放電控制，由于備用電源之間串接的LED燈較多，蓄電池無法驅(qū)動全部點亮，當驅(qū)動管導(dǎo)通，由于部分LED燈短路，備用電源可以驅(qū)動部分LED燈點亮，達到市電斷電情況下的夜間照明目的。
[0032]盡管這里參照本發(fā)明的多種實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以設(shè)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對電路組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種LED電源管理電路，包括電源開關(guān)和AC/DC變換器，所述電源開關(guān)連接在市電電源與AC/DC變換器之間，電源開關(guān)接通的市電電源經(jīng)AC/DC變換器后為至少兩段串行連接的LED燈供電，其特征在于:還包括備用電源，在該備用電源的兩個輸出端之間連接有LED燈和電流控制電路，在所述備用電源上還連接有信號產(chǎn)生模塊和基準電壓生成模塊，所述AC/DC變換器的兩條輸入線上連接有采樣電路，所述信號產(chǎn)生模塊輸出的信號經(jīng)過所述采樣電路后形成開關(guān)狀態(tài)信號，所述基準電壓生成模塊用于產(chǎn)生基準電壓，所述開關(guān)狀態(tài)信號與所述基準電壓生成模塊產(chǎn)生的基準電壓分別輸入電壓比較電路中進行電壓比較，該電壓比較電路的輸出端與所述電流控制電路相連，當市電電源斷電且電源開關(guān)閉合時，通過所述電流控制電路可以控制所述備用電源兩個輸出端之間的LED燈點亮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED電源管理電路，其特征在于:所述信號產(chǎn)生模塊為電源信號產(chǎn)生模塊，所述采樣電路設(shè)置有比較器Ul，采樣電路的第一采樣端經(jīng)電阻R3與比較器Ul的反相輸入端相連，該第一采樣端還依次經(jīng)過電阻Rll和電阻R4連接在比較器Ul的正相輸入端上，在所述電阻RlI和電阻R4的公共連接端上連接有電阻R2和穩(wěn)壓二極管D4，所述電阻R2與信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端相連，所述穩(wěn)壓二極管D4的正極端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端相連，采樣電路的第二采樣端連接在穩(wěn)壓二極管D4的正極端上，比較器Ul的輸出端經(jīng)過電阻R8與所述采樣電路的輸出端相連，在比較器Ul的正相輸入端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端之間還連接有電阻R6，在所述采樣電路輸出端與信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端之間還連接有電阻R7，在所述采樣電路輸出端與信號產(chǎn)生模塊的低電平輸出端之間還連接有電容Cl。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED電源管理電路，其特征在于:在所述采樣電路的第一采樣端和第二采樣端上均串聯(lián)有限流元件，該限流元件為電阻元件或者MOS管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED電源管理電路，其特征在于:所述電壓比較電路包括第一電壓比較器和第二電壓比較器，所述基準電壓生成模塊包括電阻R21、電阻R22以及電阻R23，電阻R21、電阻R22和電阻R23依次串接在電源信號產(chǎn)生模塊的高電平輸出端和低電平輸出端之間，在電阻R22上形成第一基準電壓，在電阻R23上形成第二基準電壓，所述第一基準電壓連接在第一電壓比較器的正相輸入端，所述第二基準電壓連接在第二電壓比較器的反相輸入端，第一電壓比較器的反相輸入端和第二電壓比較器的正相輸入端均與所述采樣電路的輸出端相連，經(jīng)過所述第一電壓比較器和第二電壓比較器輸出開關(guān)狀態(tài)信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED電源管理電路，其特征在于:所述第一電壓比較器和第二電壓比較器的輸出端還分別連接在與非門的兩個輸入端上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED電源管理電路，其特征在于:所述備用電源設(shè)置有蓄電池以及至少一路與蓄電池相連的電流采樣回路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED電源管理電路，其特征在于:所述電流控制電路包括一個與LED燈串連的驅(qū)動管，在該驅(qū)動管的控制端上還連接有延時關(guān)斷控制電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED電源管理電路，其特征在于:在所述驅(qū)動管的兩端連接有LED燈。
【文檔編號】H05B37/02GK103957650SQ201410213315
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】唐偉博, 唐紹根 申請人:唐紹根