一种新型LED应急灯控制电路设计

一种新型LED应急灯控制电路设计

应急灯主要用于正常照明电源切断或电网失电后，提供应急照明的场所，常用于厂矿、机关、学校、建筑及隧道内。国内使用的应急照明系统以自带电源独立控制型为主，正常电源接自普通照明供电回路中，平时对应急灯电池充电，当正常电源切断时，备用电源(电池)自动供电。这种形式的应急灯每个灯具内部都有变压、稳压、充电、逆变、电池等大量的电子元器件，应急灯在使用、检修、故障时电池均需充放电。另一种是电源集中控制型，应急灯内无独立电源，正常照明电源故障时，由集中供电系统供电。在这种形式的应急照明系统中，所有灯具内部复杂的电子电路被省略了，应急照明灯具与普通的灯具无异，集中供电系统设备在专用的房间内。

现在大部分led灯具和普通灯具的应急照明所用控制电源复杂程度相同,且每个控

制电源的功率是固定的，不能根据实际需要调节。本文设计的LED应急控制电路是一个完整独立的系统，可与不同功率的led驱动电源配合使用，简单方便，使用灵活。一、新型LED应急照明原理及优缺点这种新型LED应急照明原理框图如下：

图1 新型LED应急照明灯具原理框图

当市电正常时LED驱动电源给控制板供电，驱动光源发光。市电通过充电器给电

池充电。电池充满后由保护电路切断电源，停止充电。当市电停电或拉闸后，由电池给光源应急部分提供电源，通过应急控制电路给应急光源部分供电。

本设计中，应急光源可以是正常照明光源整体，也可以是它一部分;正常照明光源与应急照明光源可以单独分开，也可以做成一个整体。只要将外围电路稍作调整即可。

应急控制电路是本设计的一个比较新颖和独特的地方。它主要由MT7201芯片、

外围电路、继电器组成。配合外部检测部分可以设计成微波雷达检测应急照明、红外探测应急照明、声控、光控等多种形式。

这种应急控制电路决定了该设计的新型LED应急照明灯具电气布局与现在常用的应急灯具有很大不同。现在常用应急灯具内部都由变压、稳压、充电、逆变、电池等电路组成，后端再接LED驱动电源给led光源供电。其优点是普通灯具和led灯具都可以使用，应用范围广。缺点是电子元器件多，检修困难，故障率高;且设计好后功率等级固定的调整不便，正常供电时电路都在工作，功耗较高二、应急控制电路原理及试验结果本设计的应急电路是专用于LED灯具的，它只需调整很少的元器件，即可与外围led电源等配合应用于不同功率的LED灯具中;正常照明时只有LED驱动电源部分电路工作，功耗低，相应的故障率也低。其电路原理如图2。

图2 应急控制电路原理图

其中MT7201是一款连续电流导通模式的降压恒流源，用于驱动一颗或多颗串联L ED。它的输入电压范围从7V～30V，输出电流可调，最大可达1A。根据不同的输入电压和外围器件可以驱动高达24W的LED。MT7201采用SOT89-5封装。其管脚如图3。

图3 MT7201管脚图

电路中LED的平均电流由连接在Vin和Isense 两端的电阻Rs决定：继

电器采用常开加常闭触电的小型继电器，探测部分采用微波雷达遥控开关，当人体或物体进入探测范围活动，感应器立即工作并启动受控设备。当人体离开或物体停止移动后，延时时间到感应器自动停止工作，感应器进入探测状态。若探测范围内物体持续在移动，感应器则一直处于工作状态。当然根据需要探测部分可换成红外、声控、光控等。

电路中LED 的平均电流由连接在Vin 和Isense 两端的电阻Rs 决定：

下表给出了输出电流和Rs关系的一些典型例子：

以上说明成立的前提是ADJ脚悬空，或者等于内部参考电压Vref

如果LED开路，电感就会和LX失去连接，整个环路就没有电流流过，从而不会造

成器件损坏。

1.电容选取

在电源输入必须就近接一个低等效串联电阻(ESR)的旁路电容，ESR越大，效率损

失会变大。该旁路电容要能承受较大的峰值电流，并能使电源的输入电流平均，减少对输入电源的冲击。

直流输入时，该旁路电容的最小值为4.7uF,在交流输入或低压输入时，旁路电容需要100uF的电容或类似电容。该旁路电容尽可能靠近芯片的输入管脚。

2.电感选取

MT7201推荐使用的电感参数范围为27uH～100uH。电感的饱和电流必须比输出电流高30%～50%。电感值的选取需要考虑到工作占空比以及功率开关的打开、关断时间，保证满足电气特性表中的要求。

下面的公式可以作为参考：

功率开关打开时间

功率开关断开时间

3.参数说明：

L为电感值(H);rL为电感寄生阻抗(Ω)

Iavg LED平均电流(A);

为电感电流峰峰值(A) {内部设置为0.3×Iavg};

VIN供电电压(V);VLED 总LED正偏压降(V)

RLX功率开关导通电阻(Ω);VD肖特基二极管正偏压降(V) 。

4.实验及结果

当市电停电时，应急电路供电，电池电压26.4V;输出电流可调，此处设定为300m A;继电器输入电压DC12V，应急光源功率5.5W;应急光源电压18V。实物图如下: