一种可调回差的应急转换电压检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及到电压检测电路技术设备领域，尤其涉及到一种可调回差的应急转换电压检测电路。


背景技术：

2.现有的应急照明设备为满足国际标准的要求，其在市电交流电压低于一定值时，应急照明设备就需要开启应急照明，而不是等待到市电完全停电后才开启应急照明。
3.因此，应急照明设备中的电压检测电路，便需要对市电电压进行检测，在ac电压高于一个预设值时开启充电，在ac电压低于一个预设值时停止充电，同时开启应急照明。
4.而为了满足上述需求，电压检测电路除了具备电压检测功能以满足国际标准外，还需要对ac输入进行处理，实现对蓄电池组的低压直流充电和控制模组的低压直流供电，以及满足安规要求。而现有的电压/电流检测电路一般是单独设置在输入侧的，或是集成在整流桥端，虽然其能够很好地满足国际标准的要求，但是其架构相对复杂、成本相对较高。
5.再是，在市电电压波动较大时，应急照明设备便会在开启应急照明和关闭应急照明两者状态中频繁切换，这不仅会带来较差的使用体验，还会损耗设备本身的寿命。
6.因此，亟需一种能够解决以上一种或多种问题的可调回差的应急转换电压检测电路。


技术实现要素：

7.为解决现有技术中存在的一种或多种问题，本实用新型提供了一种可调回差的应急转换电压检测电路。本实用新型为解决上述问题采用的技术方案是：一种可调回差的应急转换电压检测电路，其包括：整流桥，所述整流桥设置有一、二、三和四端口，所述整流桥的二、三端口与市电端电连接；
8.变压器，所述变压器的初级绕组的第一端与所述整流桥的四端口电连接，所述变压器的次级绕组的两端电连接有整流滤波电路；
9.所述整流滤波电路包括：第一二极管和第一电容，所述整流滤波电路的第一端与所述次级绕组的第一端电连接，所述整流滤波电路的第二端与所述次级绕组的第二端共地连接；
10.集成功率电源开关芯片，所述集成功率电源开关芯片与所述整流桥的一端口电连接，所述初级绕组的第二端与所述集成功率电源开关芯片电连接；
11.第一光耦，所述第一光耦的两端分别电连接在所述集成功率电源开关芯片的fb端和bp端；
12.回差控制电路，所述回差控制电路包括：交流电压检测支路、基准源比较器、信号比较输出支路和回差旁路，所述回差控制电路与市电的任意一端电连接，所述回差控制电路与所述整流桥的直流输出端电连接；
13.控制电路，所述控制电路设置有第一mos管，所述第一mos管的栅极、源极与所述回
差控制电路电连接，所述第一mos管的漏极与所述集成功率电源开关芯片的bp端电连接；
14.充电环路，所述充电环路包括：稳压支路和隔离限流支路，第一电阻、第二光耦和可控精密稳压源连接组成所述稳压支路，限流电阻和隔离二极管连接组成所述限流支路，所述充电环路的输入端与所述整流滤波电路的两端电连接，所述充电环路的输出端电连接电池；
15.照明控制旁路，所述照明控制旁路包括：第二二极管、第二电阻和第一三极管，所述第二二极管的输入端与所述整流滤波电路的第一端电连接，所述第二二极管的输出端与所述第二电阻的输入端、所述第一三极管的栅极电连接，所述第二电阻的输出端与电池的负极、所述整流滤波电路的第二端电连接，所述第一三极管的发射极与电池的正极电连接，所述第一三极管的集电极与照明灯的输入端电连接，照明灯的输出端与电池的负极电连接；
16.所述第一三极管为pnp型，所述第一光耦与所述第二光耦配对使用。
17.在一些实施例中，所述第一二极管的输入端与所述次级绕组的第一端电连接，所述第一二极管的输出端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述次级绕组的第二端电连接，所述第一电容的第二端与所述次级绕组的第二端共地连接，所述第一电容的第一端为所述整流滤波电路的第一端，所述第一电容的第二端为所述整流滤波电路的第二端。
18.在一些实施例中，所述第一电阻的输入端和所述限流电阻的输入端与所述整流滤波电路的第一端电连接，所述第一电阻的输出端与所述第二光耦的输入端电连接，所述第二光耦的输出端与所述可控精密稳压源的阴极和参考极电连接，所述可控精密稳压源的阳极与所述整流滤波电路的第二端、电池的负极电连接，所述限流电阻的输出端与所述隔离二极管的输入端电连接，所述隔离二极管的输出端与电池的正极电连接。
19.在一些实施例中，所述交流电压检测支路包括：第一检测电阻和第三检测电阻；所述信号比较输出支路包括：第五检测电阻、第七检测电阻和第八检测电阻；所述回差旁路包括：第四检测电阻和第二mos管；
20.所述第一检测电阻的输入端与市电的任意一端电连接，所述第一检测电阻的输出端与所述第三检测电阻的输入端、所述基准源比较器的参考极、所述第四检测电阻的输入端电连接，所述第四检测电阻的输出端与所述第二mos管的漏极电连接；
21.所述第三检测电阻的输出端与所述第二mos管的源极、所述基准源比较器的阳极、所述第八检测电阻的输出端、所述第一mos管的源极电连接；
22.所述第五检测电阻的输入端与所述整流桥的四端口电连接，所述第五检测电阻的输出端与所述基准源比较器的阴极、所述第七检测电阻的输入端电连接，所述第七检测电阻的输出端与所述第一mos管的栅极、所述第八检测电阻的输入端、所述第二mos管的栅极电连接，所述第一mos管的漏极与所述集成功率电源开关芯片的bp端电连接，所述第一mos管的源极经隔离电容与所述集成功率电源开关芯片的bp端连接，所述第一mos管的源极与所述整流桥的一端口电连接。
23.在一些实施例中，还包括：储能电容，所述储能电容的输入端与所述整流桥的四端口电连接，所述储能电容的输出端与所述整流桥的一端口电连接。
24.本实用新型取得的有益价值是：本实用新型通过将整流桥、变压器、整流滤波电
路、集成功率电源开关芯片、回差控制电路、控制电路、充电环路、照明控制旁路以及其他电路连接在一起，实现了对市电电压进行检测，在ac电压高于一个预设值时开启充电，在ac电压低于一个预设值时停止充电，同时开启应急照明；满足了充电、应急照明和国际标准的要求，同时电路结构更为精简，在生成制造上成本更低；再是，通过上述的回差控制电路来调节回差大小(通过调节第一、三检测电阻与第四检测电阻之间的阻值配合)，进而提高市电电压波动较大时设备的稳定性，避免市电波动较大时，设备在充电和应急照明两种状态下不停切换。以上极大地提高了本实用新型的实用价值。
附图说明
25.图1为本实用新型的原理图。
具体实施方式
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例限制。
27.如图1所示，本实用新型公开了一种可调回差的应急转换电压检测电路，其包括：整流桥db1，所述整流桥db1设置有一、二、三和四端口，分别对应交流输入和直流输出，所述整流桥db1的二、三端口与市电端电连接；
28.变压器t1，所述变压器t1的初级绕组t1-a的第一端与所述整流桥db1的四端口电连接，所述变压器t1的次级绕组t1-b的两端电连接有整流滤波电路；
29.所述整流滤波电路包括：第一二极管d7和第一电容c5，所述整流滤波电路的第一端与所述次级绕组t1-b的第一端电连接，所述整流滤波电路的第二端与所述次级绕组t1-b的第二端共地连接；
30.集成功率电源开关芯片ua1，所述集成功率电源开关芯片ua1与所述整流桥db1的一端口电连接，所述初级绕组t1-a的第二端与所述集成功率电源开关芯片ua1电连接；
31.第一光耦u2-a，所述第一光耦u2-a的两端分别电连接在所述集成功率电源开关芯片ua1的fb端和bp端；
32.回差控制电路(图中part a1)，所述回差控制电路包括：交流电压检测支路、基准源比较器、信号比较输出支路和回差旁路，所述回差控制电路与市电的任意一端电连接，所述回差控制电路与所述整流桥的直流输出端电连接；
33.控制电路，所述控制电路设置有第一mos管qa1，所述第一mos管qa1的栅极、源极与所述回差控制电路电连接，所述第一mos管qa1的漏极与所述集成功率电源开关芯片ua1的bp端电连接；
34.所述控制电路用于控制所述集成功率电源开关芯片ua1的启闭，在市电电压高于一个预设值时开启后端电池充电，在市电电压低于一个预设值时停止后端电池充电并开启应急照明，其依赖于前端的所述回差控制电路的输出，所述回差控制电路的功能主要是：比较电压，以判断是否启闭所述集成功率电源开关芯片ua1，以及调节和控制回差，以提高比
较电压时对市电波动时的宽容度，进而提高稳定性；
35.充电环路，所述充电环路包括：稳压支路和隔离限流支路，第一电阻r8、第二光耦u2-b和可控精密稳压源u3连接组成所述稳压支路，限流电阻rs1和隔离二极管d01连接组成所述限流支路，所述充电环路的输入端与所述整流滤波电路的两端电连接，所述充电环路的输出端电连接电池b01；
36.照明控制旁路，所述照明控制旁路包括：第二二极管d02、第二电阻r02和第一三极管q01，所述第二二极管d02的输入端与所述整流滤波电路的第一端电连接，所述第二二极管d02的输出端与所述第二电阻r02的输入端、所述第一三极管q01的栅极电连接，所述第二电阻r02的输出端与电池b01的负极、所述整流滤波电路的第二端电连接，所述第一三极管q01的发射极与电池b01的正极电连接，所述第一三极管q01的集电极与照明灯led的输入端电连接，照明灯led的输出端与电池b01的负极电连接；
37.所述第一三极管q01为pnp型，所述第一光耦u2-a与所述第二光耦u2-b配对使用。
38.需要说明的是，所述第一、二光耦起到负反馈控制的作用；通过所述集成功率电源开关芯片ua1的bp端的芯片关断功能来对电池b01的充电进行启闭控制，在电压高于vuh时芯片工作，在电压低于vul时芯片停止工作，芯片工作则电池充电，反之电池停止充电，同时电池对照明灯进行供电，进而启用应急照明。
39.具体地，结合图1所示，所述第一二极管d7的输入端与所述次级绕组t1-b的第一端电连接，所述第一二极管d7的输出端与所述第一电容c5的第一端电连接，所述第一电容c5的第二端与所述次级绕组t1-b的第二端电连接，所述第一电容c5的第二端与所述次级绕组t1-b的第二端共地连接，所述第一电容c5的第一端为所述整流滤波电路的第一端，所述第一电容c5的第二端为所述整流滤波电路的第二端。
40.所述整流滤波电路形成电容充电环路，用于吸收绕组释放的电能，并能将电能释放到后续回路中给电池进行充电。
41.具体地，结合图1所示，所述第一电阻r8的输入端和所述限流电阻rs1的输入端与所述整流滤波电路的第一端电连接，所述第一电阻r8的输出端与所述第二光耦u2-b的输入端电连接，所述第二光耦u2-b的输出端与所述可控精密稳压源u3的阴极和参考极电连接，所述可控精密稳压源u3的阳极与所述整流滤波电路的第二端、电池b01的负极电连接，所述限流电阻rs1的输出端与所述隔离二极管d01的输入端电连接，所述隔离二极管d01的输出端与电池b01的正极电连接。
42.具体地，结合图1所示，还包括：储能电容cb1，所述储能电容cb1的输入端与所述整流桥db1的四端口电连接，所述储能电容cb1的输出端与所述整流桥db1的一端口电连接。
43.具体地，如图1所示，所述交流电压检测支路(用于检测ac电压信号)包括：第一检测电阻ra1和第三检测电阻ra3；所述信号比较输出支路(用于所述基准源比较器的供电和信号比较输出)包括：第五检测电阻ra5、第七检测电阻ra7和第八检测电阻ra8；所述回差旁路(用于控制和调节回差，并与上述电路构成所述回差控制电路)包括：第四检测电阻ra4和第二mos管qa2；
44.所述第一检测电阻ra1的输入端与市电的任意一端电连接，所述第一检测电阻ra1的输出端与所述第三检测电阻ra3的输入端、所述基准源比较器ua2的参考极、所述第四检测电阻ra4的输入端电连接，所述第四检测电阻ra4的输出端与所述第二mos管qa2的漏极电
连接；
45.所述第三检测电阻ra3的输出端与所述第二mos管qa2的源极、所述基准源比较器ua2的阳极、所述第八检测电阻ra8的输出端、所述第一mos管qa1的源极电连接；
46.所述第五检测电阻ra5的输入端与所述整流桥db1的四端口电连接，所述第五检测电阻ra5的输出端与所述基准源比较器ua1的阴极、所述第七检测电阻ra7的输入端电连接，所述第七检测电阻ra7的输出端与所述第一mos管qa1的栅极、所述第八检测电阻ra8的输入端、所述第二mos管qa2的栅极电连接，所述第一mos管qa1的漏极与所述集成功率电源开关芯片ua1的bp端电连接，所述第一mos管qa1的源极经隔离电容c7与所述集成功率电源开关芯片ua1的bp端连接，所述第一mos管qa1的源极与所述整流桥db1的一端口电连接。
47.在使用时通过调节所述第一、三检测电阻ra1、ra3与所述第四检测电阻ra4之间的阻值配合，以实现调整回差的大小，进而适配不同的市电波动范围，提高设备的稳定性、抗市电波动性和应用场景数量。
48.具体地，结合图1所示，所述回差旁路并联有滤波电容ca1。所述滤波电容ca1用于平滑交流电压信号。所述充电环路可额外设置有电流补偿电阻(图中未出给)。
49.在使用时，通过所述回差控制电路、所述控制电路来控制所述集成功率电源开关芯片ua1的启闭，进而控制电池b01充电的启闭；通过所述照明控制旁路来控制电池b01在充电时不给照明灯led供电，电池b01在停止充电时给照明灯led供电，进而实现低压条件下应急照明的启用。期间，通过所述充电环路给电池b01提供稳定可靠的充电电压，并进行隔离，避免电池b01向前侧放电，导致电能浪费。
50.综上所述，本实用新型通过将整流桥、变压器、整流滤波电路、集成功率电源开关芯片、回差控制电路、控制电路、充电环路、照明控制旁路以及其他电路连接在一起，实现了对市电电压进行检测，在ac电压高于一个预设值时开启充电，在ac电压低于一个预设值时停止充电，同时开启应急照明；满足了充电、应急照明和国际标准的要求，同时电路结构更为精简，在生成制造上成本更低；再是，通过上述的回差控制电路来调节回差大小(通过调节第一、三检测电阻与第四检测电阻之间的阻值配合)，进而提高市电电压波动较大时设备的稳定性，避免市电波动较大时，设备在充电和应急照明两种状态下不停切换。
51.以上所述的实施例仅表达了本实用新型的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本实用新型专利的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种可调回差的应急转换电压检测电路，其特征在于，包括：整流桥，所述整流桥设置有一、二、三和四端口，所述整流桥的二、三端口与市电端电连接；变压器，所述变压器的初级绕组的第一端与所述整流桥的四端口电连接，所述变压器的次级绕组的两端电连接有整流滤波电路；所述整流滤波电路包括：第一二极管和第一电容，所述整流滤波电路的第一端与所述次级绕组的第一端电连接，所述整流滤波电路的第二端与所述次级绕组的第二端共地连接；集成功率电源开关芯片，所述集成功率电源开关芯片与所述整流桥的一端口电连接，所述初级绕组的第二端与所述集成功率电源开关芯片电连接；第一光耦，所述第一光耦的两端分别电连接在所述集成功率电源开关芯片的fb端和bp端；回差控制电路，所述回差控制电路包括：交流电压检测支路、基准源比较器、信号比较输出支路和回差旁路，所述回差控制电路与市电的任意一端电连接，所述回差控制电路与所述整流桥的直流输出端电连接；控制电路，所述控制电路设置有第一mos管，所述第一mos管的栅极、源极与所述回差控制电路电连接，所述第一mos管的漏极与所述集成功率电源开关芯片的bp端电连接；充电环路，所述充电环路包括：稳压支路和隔离限流支路，第一电阻、第二光耦和可控精密稳压源连接组成所述稳压支路，限流电阻和隔离二极管连接组成所述限流支路，所述充电环路的输入端与所述整流滤波电路的两端电连接，所述充电环路的输出端电连接电池；照明控制旁路，所述照明控制旁路包括：第二二极管、第二电阻和第一三极管，所述第二二极管的输入端与所述整流滤波电路的第一端电连接，所述第二二极管的输出端与所述第二电阻的输入端、所述第一三极管的栅极电连接，所述第二电阻的输出端与电池的负极、所述整流滤波电路的第二端电连接，所述第一三极管的发射极与电池的正极电连接，所述第一三极管的集电极与照明灯的输入端电连接，照明灯的输出端与电池的负极电连接；所述第一三极管为pnp型，所述第一光耦与所述第二光耦配对使用。2.根据权利要求1所述的一种可调回差的应急转换电压检测电路，其特征在于，所述第一二极管的输入端与所述次级绕组的第一端电连接，所述第一二极管的输出端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述次级绕组的第二端电连接，所述第一电容的第二端与所述次级绕组的第二端共地连接，所述第一电容的第一端为所述整流滤波电路的第一端，所述第一电容的第二端为所述整流滤波电路的第二端。3.根据权利要求1或2所述的一种可调回差的应急转换电压检测电路，其特征在于，所述第一电阻的输入端和所述限流电阻的输入端与所述整流滤波电路的第一端电连接，所述第一电阻的输出端与所述第二光耦的输入端电连接，所述第二光耦的输出端与所述可控精密稳压源的阴极和参考极电连接，所述可控精密稳压源的阳极与所述整流滤波电路的第二端、电池的负极电连接，所述限流电阻的输出端与所述隔离二极管的输入端电连接，所述隔离二极管的输出端与电池的正极电连接。4.根据权利要求1所述的一种可调回差的应急转换电压检测电路，其特征在于，所述交流电压检测支路包括：第一检测电阻和第三检测电阻；所述信号比较输出支路包括：第五检
测电阻、第七检测电阻和第八检测电阻；所述回差旁路包括：第四检测电阻和第二mos管；所述第一检测电阻的输入端与市电的任意一端电连接，所述第一检测电阻的输出端与所述第三检测电阻的输入端、所述基准源比较器的参考极、所述第四检测电阻的输入端电连接，所述第四检测电阻的输出端与所述第二mos管的漏极电连接；所述第三检测电阻的输出端与所述第二mos管的源极、所述基准源比较器的阳极、所述第八检测电阻的输出端、所述第一mos管的源极电连接；所述第五检测电阻的输入端与所述整流桥的四端口电连接，所述第五检测电阻的输出端与所述基准源比较器的阴极、所述第七检测电阻的输入端电连接，所述第七检测电阻的输出端与所述第一mos管的栅极、所述第八检测电阻的输入端、所述第二mos管的栅极电连接，所述第一mos管的漏极与所述集成功率电源开关芯片的bp端电连接，所述第一mos管的源极经隔离电容与所述集成功率电源开关芯片的bp端连接，所述第一mos管的源极与所述整流桥的一端口电连接。5.根据权利要求4所述的一种可调回差的应急转换电压检测电路，其特征在于，所述回差旁路并联有滤波电容。6.根据权利要求1所述的一种可调回差的应急转换电压检测电路，其特征在于，还包括：储能电容，所述储能电容的输入端与所述整流桥的四端口电连接，所述储能电容的输出端与所述整流桥的一端口电连接。

技术总结
本实用新型公开了一种可调回差的应急转换电压检测电路，其包括：整流桥，整流桥与市电端电连接；变压器，变压器与整流桥电连接，变压器的次级绕组电连接有整流滤波电路；集成功率电源开关芯片，集成功率电源开关芯片与整流桥电连接，变压器的初级绕组与集成功率电源开关芯片电连接；回差控制电路，用于调节回差和输出电压比较信号给后侧；控制电路，用于控制集成功率电源开关芯片的启闭，进而控制电池充电的启闭；充电环路，给电池提供稳定可靠的充电电压；照明控制旁路，控制电池在充电时不给照明灯供电，电池在停止充电时给照明灯供电。实现满足充电、应急照明、国际标准的要求和提高电路的抗市电波动性，同时电路结构精简、生成制造成本低。制造成本低。制造成本低。


技术研发人员：候永红 刘军 王能 孙帅帅
受保护的技术使用者：熠辉照明科技（惠州）有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/9/1