專利名稱：一種led不間斷照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED照明裝置，具體的說(shuō)，涉及一種適用于施工場(chǎng)地的LED不間斷照明裝置，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
施工場(chǎng)地特別是隧道、地下工程等現(xiàn)場(chǎng)，施工時(shí)對(duì)照明燈有很高的要求，不僅要求照明燈有較高亮度及可靠性，還必須保證照明要不間斷。目前，施工場(chǎng)地常用的傳統(tǒng)照明燈，如白熾燈、日光燈、高壓鈉燈等都由交流電網(wǎng)供電，由于施工現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜，不可避免會(huì)出現(xiàn)停電事故。為了確保工地不間斷照明，通常安裝由整流器、蓄電池和逆變器等組成的應(yīng)急照明電源，當(dāng)電網(wǎng)正常供電時(shí)，交流電經(jīng)整流器給蓄電池充電，當(dāng)電網(wǎng)中斷時(shí)，蓄電池通過(guò)逆變器給照明燈具供電，這種不間斷照明系統(tǒng)的成本高、體積大，同時(shí)經(jīng)過(guò)多次變換損耗功率也較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是針對(duì)以上不足，提供一種LED不間斷照明裝置，該照明裝置能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷供電，而且效率高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種LED不間斷照明裝置，其特征在于:所述照明裝置包括電連接的開(kāi)關(guān)電源電路、充電電路、升壓電路、鋰電池、LED恒流驅(qū)動(dòng)電路和LED燈；
所述升壓電路包括集成電路IC4、電阻R8、電阻R9、電阻R10、濾波電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電感 L4和肖特基二極管DZ3 ；
所述集成電路IC4的I腳連接充電電路的輸出端、濾波電容C14的一端以及電感L4的一端，濾波電容C14的另一端接地，集成電路IC4的2腳連接電感L4的另一端以及肖特基二極管DZ3的正極，集成電路IC4的3腳、4腳接地，集成電路IC4的6腳接電阻R9的一端和電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端接地，電阻R9的另一端接電容C17的一端、肖特基二極管DZ3的陰極和升壓電路的輸出端Vout2，電容C17的另一端接地，集成電路IC4的7腳接電阻R8的一端以及接地電容C15的一端，電阻R8的另一端連接電容C16的一端，電容C16的另一端接地，集成電路IC4的8腳接地。一種優(yōu)化方案，所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路包括集成電路IC5、電阻Rl 1、電阻R12、電容C18、電容C19、電容C20、電容C21、電容C22、電感L5、二極管D4和肖特基二極管DZ4 ；
所述集成電路IC5的2腳連接電感L5的一端、肖特基二極管DZ4的負(fù)極端以及電容C20的一端，電容C20的另一端連接集成電路IC5的3腳，肖特基二極管DZ4的正極端接地，電感L5的另一端連接集成電路IC5的5腳、LED燈的正極以及電容C22的一端，LED燈的負(fù)極連接電容C22的另一端、集成電路IC5的6腳以及電阻R12的一端，電阻R12的另一端接地，集成電路IC5的7腳接地，集成電路IC5的9腳連接電容C19的一端，電容C19的另一端接地，集成電路IC5的10腳接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接集成電路IC5的12腳和IC5的13腳，并與二極管D4的負(fù)極連接，集成電路IC5的11腳接電容Cll的一端，電容Cll的另一端接地。另一種優(yōu)化方案，所述充電電路包括集成電路IC3、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、穩(wěn)壓管DZ2、電感L3、負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC、P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml、P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2 ；
集成電路IC3的I腳經(jīng)串聯(lián)的電容Cll和電阻R6接地，集成電路IC3的2腳為電源引腳，該引腳通過(guò)MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2與開(kāi)關(guān)電源電路輸出的直流電壓Voutl連接，集成電路IC3的3腳接MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極與集成電路IC3的2腳連接，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極與電感L3的一端以及穩(wěn)壓管DZ2的負(fù)極端連接，電感L3的另一端接集成電路IC3的7腳，穩(wěn)壓管DZ2的正極端接地，集成電路IC3的4腳接地，集成電路IC3的5腳接MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2柵極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端接開(kāi)關(guān)電源電路的輸出端，集成電路IC3的6腳接電阻R7的一端和電容C12的一端以及BAT端，BAT端直接與鋰電池的正極相連，電阻R7的另一端與集成電路IC3的7腳連接，電容C12的另一端接地，集成電路IC3的8腳經(jīng)負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC接地。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn):由于該LED不間斷照明裝置采用了以LT1961為核心的鋰電池升壓電路、以LTC4002ES8-8.4芯片為核心的充電電路，能適應(yīng)輸入電壓變動(dòng)較大的環(huán)境。當(dāng)外接電網(wǎng)電壓正常時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)電路直接由外接電網(wǎng)電壓驅(qū)動(dòng)，充電電路單獨(dú)為鋰電池充電，確保了鋰電池完成完整的充電循環(huán)。當(dāng)外接電網(wǎng)電壓中斷后，鋰電池電壓瞬間切換到升壓電路，LED驅(qū)動(dòng)電路由鋰電池電壓經(jīng)升壓后驅(qū)動(dòng)，效率可達(dá)90%以上。由于鋰電池的能量密度較大，加之構(gòu)成電路的芯片集成度高，該LED不間斷照明裝置整個(gè)設(shè)計(jì)可以做得很小。與其它照明燈具相比，LED由直流電源供電，這種照明燈比白熾燈節(jié)電90%以上，而且LED燈的壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。施工場(chǎng)地采用LED燈不僅可節(jié)省電能，而且還可確保照明質(zhì)量。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例中LED不間斷照明裝置的電路框 附圖2為本發(fā)明實(shí)施例中開(kāi)關(guān)電源電路的原理 附圖3為本發(fā)明實(shí)施例中充電電路的原理 附圖4為本發(fā)明實(shí)施例中升壓電路的原理 附圖5為本發(fā)明實(shí)施例中的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路原理 圖中，
1-開(kāi)關(guān)電源電路，2-充電電路，3-升壓電路，4-LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例，如圖1所示，一種LED不間斷照明裝置，包括電連接的開(kāi)關(guān)電源電路1、充電電路2、升壓電路3、鋰電池、LED恒流驅(qū)動(dòng)電路4和LED燈。如圖2所示，開(kāi)關(guān)電源電路I包括集成電路IC1、集成電路IC2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容Cl、電容C2、 電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電抗器L1、電感L2、保險(xiǎn)管F1、整流橋BR1、開(kāi)關(guān)變壓器Tl、穩(wěn)壓管DZ1、二極管D1、二極管D2、二極管D3、可變電阻Rw和光電耦合器0C，集成電路ICl為三端PWM開(kāi)關(guān)芯片，其型號(hào)為T(mén)0P210PFI，集成電路IC2為三端穩(wěn)壓器，其型號(hào)為T(mén)L431CLP。交流220V輸入電壓經(jīng)過(guò)保險(xiǎn)管F1、電容Cl、電抗器LI濾波，整流橋BRl整流后，得到直流高電壓，該直流電壓加到開(kāi)關(guān)變壓器Tl初級(jí)線圈的一端，開(kāi)關(guān)變壓器Tl初級(jí)線圈的另一端加到三端PWM開(kāi)關(guān)芯片的5腳；穩(wěn)壓管DZl和二極管Dl組成鉗位電路，把開(kāi)關(guān)變壓器Tl漏感引起的脈沖前沿尖峰電壓限制到安全值；開(kāi)關(guān)變壓器Tl的次級(jí)電壓經(jīng)二極管D2整流和電容C3、電容C5、電感L2濾波后，輸出12V穩(wěn)定電壓Voutl。電抗器L1、電容Cl、電容C8、電容C9用來(lái)減小傳導(dǎo)輻射電流，以減小開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的射頻干擾。開(kāi)關(guān)變壓器Tl的反饋線圈兩端電壓經(jīng)二極管D3整流，電阻R1、電容C6限流、濾波后，加到集成電路ICl的4腳即控制端，電容C6兩端的電壓由集成電路ICl來(lái)調(diào)整，以便穩(wěn)定輸出電壓。開(kāi)關(guān)電源電路I輸出端的反饋電壓由并聯(lián)穩(wěn)壓芯片IC2的穩(wěn)壓值、光電耦合器OC的正向壓降和電阻R2上的壓降三者之和來(lái)決定。當(dāng)輸出端電壓升高時(shí)，由于集成電路IC2兩端的電壓恒定，光電率禹合器OC的輸入電流增加，光電稱合器OC的輸出三極管集電極C、發(fā)射極e間的等效電阻減小，二極管D3隨之導(dǎo)通，集成電路ICl的4腳的電流增加，集成電路ICl的5腳輸出的PWM脈沖的占空比減小，輸出電壓Vout I降低，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的目的。如圖3所示，充電電路2包括集成電路IC3、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、穩(wěn)壓管DZ2、電感L3、負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC、P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml、P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2，集成電路IC3的型號(hào)為L(zhǎng)TC4002ES8-8.4。集成電路IC3的I腳經(jīng)串聯(lián)的電容Cll和電阻R6接地，集成電路IC3的2腳為電源引腳，該引腳通過(guò)MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2與開(kāi)關(guān)電源電路輸出的直流電壓Voutl連接，集成電路IC3的3腳接MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極與集成電路IC3的2腳連接，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極與電感L3的一端以及穩(wěn)壓管DZ2的負(fù)極端連接，電感L3的另一端接集成電路IC3的7腳，穩(wěn)壓管DZ2的正極端接地，集成電路IC3的4腳接地，集成電路IC3的5腳接MOS場(chǎng) 效應(yīng)管M2柵極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端接開(kāi)關(guān)電源電路輸出Voutl，集成電路IC3的6腳接電阻R7的一端和電容C12的一端以及BAT端，BAT端直接與鋰電池的正極相連，電阻R7的另一端與集成電路IC3的7腳連接，電容C12的另一端接地，集成電路IC3的8腳經(jīng)負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC接地。該充電電路2的充電模式為:
1:鋰電池電壓低于5V，進(jìn)入0.1倍設(shè)定電流三角波充電。2:鋰電池電壓高于5V以后，進(jìn)入設(shè)定電流快速充電模式。3:鋰電池電壓達(dá)到8.4V時(shí)，達(dá)到額定電壓，充電終止。4:快速充電模式3小時(shí)電壓仍未超過(guò)8.1V時(shí)，重啟充電循環(huán)直至鋰電池電壓達(dá)到
8.4V。如圖4所示，升壓電路3包括集成電路IC4、電阻R8、電阻R9、電阻R10、濾波電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電感L4和肖特基二極管DZ3，集成電路IC4的型號(hào)為L(zhǎng)T1961。所述集成電路IC4的I腳連接充電電路2的輸出BAT端、濾波電容C14的一端以及電感L4的一端，濾波電容C14的另一端接地，集成電路IC4的2腳連接電感L4的另一端以及肖特基二極管DZ3的正極，集成電路IC4的3腳、4腳接地，集成電路IC4的6腳接電阻R9的一端和電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端接地，電阻R9的另一端接電容C17的一端、肖特基二極管DZ3的陰極和升壓電路3的輸出端Vout2，電容C17的另一端接地，集成電路IC4的7腳接電阻R8的一端以及接地電容C15的一端，電阻R8的另一端連接電容C16的一端，電容C16的另一端接地，集成電路IC4的8腳接地。升壓電路3的輸入電壓為充電電路的輸出BAT端電壓8.4V，經(jīng)升壓電路升壓后得到穩(wěn)定的輸出電壓12V。如圖5所示，LED恒流驅(qū)動(dòng)電路4包括集成電路IC5、電阻Rl1、電阻R12、電容C18、電容C19、電容C20、電容C21、電容C22、電感L5、二極管D4、肖特基二極管DZ4，集成電路IC5的型號(hào)為L(zhǎng)M3406。所述集成電路IC5的2腳連接電感L5的一端、肖特基二極管DZ4的負(fù)極端以及電容C20的一端，電容C20的另一端連接集成電路IC5的3腳，肖特基二極管DZ4的正極端接地，電感L5的另一端連接集成電路IC5的5腳、LED燈的正極以及電容C22的一端，LED燈的負(fù)極連接電容C22的另一端、集成電路IC5的6腳以及電阻R12的一端，電阻R12的另一端接地，集成電路IC5的7腳接地，集成電路IC5的9腳連接電容C19的一端，電容C19的另一端接地，集成電路IC5的10腳接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接集成電路IC5的12腳和IC5的13腳，并 與二極管D4的負(fù)極連接，集成電路IC5的11腳接電容Cll的一端，電容Cll的另一端接地。LED恒流驅(qū)動(dòng)電路4的電源輸入為開(kāi)關(guān)電源電路I的輸出Voutl和鋰電池升壓電路3的輸出Vout2，二極管D4起到了輸入電源轉(zhuǎn)換的作用:當(dāng)電網(wǎng)供電正常時(shí)，由于Voutl為12V，二極管D4正負(fù)極之間的電位相同，故不導(dǎo)通，LED恒流驅(qū)動(dòng)電路4由Voutl供電，當(dāng)電網(wǎng)供電中斷時(shí)，Voutl為OV，Vout2為12V，二極管D4正向?qū)?，LED恒流驅(qū)動(dòng)電路4由Vout2供電。LED恒流驅(qū)動(dòng)電路4的核心芯片為L(zhǎng)M3406，其輸入電壓范圍為6V 42V，可提供最高達(dá)1.5A的正向電流，可驅(qū)動(dòng)I 5顆LED燈。為確保LED燈的電流保持恒定，LED燈還需安裝具有一定面積的散熱器才能降低LED燈的工作溫度，保證LED的壽命達(dá)5萬(wàn)小時(shí)以上。最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LED不間斷照明裝置，其特征在于:所述照明裝置包括電連接的開(kāi)關(guān)電源電路(I)、充電電路(2 )、升壓電路(3 )、鋰電池、LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(4 )和LED燈； 所述升壓電路(3)包括集成電路IC4、電阻R8、電阻R9、電阻RlO、濾波電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電感L4和肖特基二極管DZ3 ； 所述集成電路IC4的I腳連接充電電路(2)的輸出端、濾波電容C14的一端以及電感L4的一端，濾波電容C14的另一端接地，集成電路IC4的2腳連接電感L4的另一端以及肖特基二極管DZ3的正極，集成電路IC4的3腳、4腳接地，集成電路IC4的6腳接電阻R9的一端和電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端接地，電阻R9的另一端接電容C17的一端、肖特基二極管DZ3的陰極和升壓電路(3)的輸出端Vout2，電容Cl7的另一端接地，集成電路IC4的7腳接電阻R8的一端以及接地電容C15的一端，電阻R8的另一端連接電容C16的一端，電容C16的另一端接地，集成電路IC4的8腳接地。
2.如權(quán)利要求1所述的一種LED不間斷照明裝置，其特征在于:所述LED恒流驅(qū)動(dòng)電路(4)包括集成電路IC5、電阻R11、電阻R12、電容C18、電容C19、電容C20、電容C21、電容C22、電感L5、二極管D4和肖特基二極管DZ4 ； 所述集成電路IC5的2腳連接電感L5的一端、肖特基二極管DZ4的負(fù)極端以及電容C20的一端，電容C20的另一端連接集成電路IC5的3腳，肖特基二極管DZ4的正極端接地，電感L5的另一端連接集成電路IC5的5腳、LED燈的正極以及電容C22的一端，LED燈的負(fù)極連接電容C22的另一端、集成電路IC5的6腳以及電阻R12的一端，電阻R12的另一端接地，集成電路IC5的7腳接地，集成電路IC5的9腳連接電容C19的一端，電容C19的另一端接地，集成電路IC5的10腳接電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接集成電路IC5的12腳和IC5的13腳，并與二極管D4的負(fù)極連接，集成電路IC5的11腳接電容Cll的一端，電容Cll的另一端接地。
3.如權(quán)利要求1所述的一種LED不間斷照明裝置，其特征在于:所述充電電路(2)包括集成電路IC3、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、穩(wěn)壓管DZ2、電感L3、負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC、P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml、P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2 ； 集成電路IC3的I腳經(jīng)串聯(lián)的電容Cll和電阻R6接地，集成電路IC3的2腳為電源引腳，該引腳通過(guò)MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2與開(kāi)關(guān)電源電路(I)輸出的直流電壓Vout I連接，集成電路IC3的3腳接MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極與集成電路IC3的2腳連接，MOS場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極與電感L3的一端以及穩(wěn)壓管DZ2的負(fù)極端連接，電感L3的另一端接集成電路IC3的7腳，穩(wěn)壓管DZ2的正極端接地，集成電路IC3的4腳接地，集成電路IC3的5腳接MOS場(chǎng)效應(yīng)管M2柵極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端接開(kāi)關(guān)電源電路(I)的輸出端，集成電路IC3的6腳接電阻R7的一端和電容C12的一端以及BAT端，BAT端直接與鋰電池的正極相連，電阻R7的另一端與集成電路IC3的7腳連接，電容C12的另一端接地，集成電路IC3的8腳經(jīng)負(fù)溫度系數(shù)電阻NTC接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED不間斷照明裝置，包括開(kāi)關(guān)電源電路、充電電路、升壓電路、鋰電池、LED恒流驅(qū)動(dòng)電路和LED燈；當(dāng)外接電網(wǎng)電壓正常時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)電路直接由外接電網(wǎng)電壓驅(qū)動(dòng)，充電電路單獨(dú)為鋰電池充電，確保了鋰電池完成完整的充電循環(huán)。當(dāng)外接電網(wǎng)電壓中斷后，鋰電池電壓瞬間切換到升壓電路，LED驅(qū)動(dòng)電路由鋰電池電壓經(jīng)升壓后驅(qū)動(dòng)，效率可達(dá)90%以上。由于鋰電池的能量密度較大，加之構(gòu)成電路的芯片集成度高，該LED不間斷照明裝置整個(gè)設(shè)計(jì)可以做得很小。與其它照明燈具相比，LED由直流電源供電，這種照明燈比白熾燈節(jié)電90%以上，而且LED燈的壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。施工場(chǎng)地采用LED燈不僅可節(jié)省電能，而且還可確保照明質(zhì)量。
文檔編號(hào)H05B37/00GK103220837SQ20131013988
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者王立華 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)