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全自动多用途应急灯电路设计解读

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/ 10

课程设计任务书

课程名称： 电子技术课程设计

题 目： 自动应急灯

学 院： 信息工程学院 系： 自动化系

专业班级： 电气133班

学 号： 6101113139

学生姓名： 晏小亮

起讫日期： 2015-6-29至2015-7-10

指导教师： 郑朝丹

学院审核（签名）：

审核日期：

I / 10 自动应急灯设计

要求：1.电路具有蓄电功能；

2.电路具有电压检测功能；

3.电路具有延时时间10分钟左右功能；

4.电路具有光控检测功能；

5.设计仿真与调试。

介绍

目前市面上大多数应急灯仅仅在市电突然中断时自动点亮。并不考虑现场是否需要照明，比如，白天断电时，应急灯也会点亮，大多数应急灯为节约成本，无防过充及防止深度放电的保护电路。因此蓄电池常因为过充电和深度放电而损坏。在选择应急照明灯时，应根据具体情况合理选择应急照明系统。一般来说，新建工程或设有消防控制室的工程，应尽量在建设过程中统一布线，选用集中电源集中控制型应急照明；对于小型场所、后期整改或二次装潢改造的工程应选用自带电源独立控制型应急照明。全自动多用途应急灯主要由蓄电池充电电路、光控检测电路、延时电路几部分组成。实现白天断电不停电，晚上断电才停电的功能。

设计方案

本应急灯由电源电路、蓄电池充电电路、电压检测电路、光控检测电路和延时电路几部分组成，其结构框图如图所示

电源电路 蓄电池充电电路

电压检测电路

光控检测电路 延时电路 输入

~220V

K II / 10 此应急灯由市电供电，在白天或环境光照比较强时，当220V交流市电正常供电时，经电源电路后输出稳定的直流电压，然后对蓄电池进行充电。电压检测电路对降压整流后输出的脉动电压进行分压后，检测出B点的电压是否是高电平，若是则对延时电路输出高电平信号，使延时电路处于静止状态，无法使点亮发光二极管。当220V交流市电断电时，电压检测输入端输入高电平信号，此时周围的环境光线突然由强变弱，产生了一个正跳变电压，产生一个上升沿脉冲提供光控检测输入端，经过反相后输出一个下降沿的脉冲信号给延时电路，输出高电平信号，应急灯被点亮。经过一段时间延时后，应急灯自动熄灭,电路恢复。

单元电路设计

1 电源电路设计

该电路由降压变压器、桥式整流电路和电容滤波电路三部分组成，如图2所示。该电路主要是对蓄电池进行不间断的充电。

图1 电源电路原理图

工作原理：先由变压器T1将220V的交流市电电压降压为13.2V的交流电压，变压器的匝数比是17.3：1，

当交流电压为正半周的时候，V2，V4导通，V1，V3截止。得到正半周的电压。

当交流电压为负半周的时候，V2，V4截止，V1，V3导通。得到反相的正半周的电压。经过整流得到脉动直流电压。

再经2C和3C构成的电容滤波电路滤除交流成分后输出稳定的12.5V直流电压。 U0

C3

1uF

~220V电源插头 u1

220V u2 D

V1 V2

V3 V4 1A/400V

D1

1N4001

R1

15K

R2

49.9K C1

0.22uf C2

2200uF + B T1 III / 10 D1的作用是隔离限幅，R1,R2分压。

2 充电电路设计

根据图3可知，蓄电池充电电路由12V/10Ah铅酸蓄电池组成恒压不间断充电电源，确保蓄电池随时处于充电备用状态，12V铅酸蓄电池的最大限充电压为14.4V。A点电压为15.1V，经D2下降0.7V后提供给铅酸蓄电池。电阻4R可以限制充电电压大小，2D可以防止市电停电后蓄电池反向放电。

铅酸蓄电池价格低廉，充电技术成熟，维护要求低。根据要求，后备电池选用12V/1.2Ah标准系列，其供电12小时以上。

则其功率由额定电压U和额定电流I确定：

P=IU

引用公式可知，可得该蓄电池的功率P：

P=14.4W

图2 蓄电池充电电路原理图

3 电压检测电路设计

该电路用来检测经整流后输出的脉动电压经过电阻R1和R2分压后，B点电压的高低，以此来判断市电是否断电。1R和2R对降压整流后输出的脉动电压进行分压后，检测出B点的电压，经过F1反相后给F2的电压检测输入端输入信号，若是高电平，不管此时周围光线如何变化，F2输出的都是高电平信号提供给555的2脚，延时电路处于静止状态。若 B点的电压为低电平，经F1反相后给F2的电压检测输入端输入高电平信号，使延时电路触发。 D2

1N4001 C1

0.22uf

12V/1.2Ah蓄电池 R4

10/1W A UI

R1

15K

R2

49.9K + C2

2200uf C3

1uf D1

1N4001 IV / 10

图3 电压检测电路原理图

工作原理：由图6可知，电压检测电路是由1R、2R、1C、1D、1F组成。

当220V交流市电正常供电时，降压整流后输出的脉动电压经过R1和R2分压后，B点电压为8.7V高电平，该电压经过F1反相后,变为低电平。

当220V交流市电断电后，因为有1D的隔离作用，所以B点电压迅速下降到0V，该电压经过F1反相后变为高电平。以此达到检测市电是否正常供电的作用。1F是与非门集成电路。

4 延时电路设计

图5 延时电路原理图

该电路的延时时间由电阻R6和极性电容C5确定。

T≈1.1R6C5

R6和C5的乘积越大，延时时间越长，乘积越小，延时时间越短。由该电路电阻R6和C5的值可以确定其延时时间T：

T≈1.1*10*100 ≈17（min） U0 ~220V电源插头 u1

220V u2 D

V1 V2

V3 V4 1A/400V D1

1N4001 R1

15K

R2

49.C1

0.22uFB T1

UI

12V/1.2Ah

蓄电池 MG45 RG

光敏电阻 R3

1K C4

510pf F1

F2

R5

10K R6

10K

+ C5

2200uf C6

100nf 1 8

3 4 RST

7 DIS

6 THR

2 TRI

5 COM VCC

GND OUT

LM555CM U0 V / 10 5 光控检测电路设计

该电路是根据光敏电阻的感光原理来设计的，光线的强弱决定了光敏电阻阻值的大小因而决定了其两端的电压的大小。光照越强，光敏电阻的电阻率越小，则光敏电阻两端的电压越小。光照越弱，光敏电阻的电阻率越大，则光敏电阻两端的电压越大。

图6 光控检测电路原理图

6 自动切换开关设计

K是电磁继电器，当给该电路加的输入信号UI为高电平时，三极管导通，电磁继电器K的线圈中有电流通过，并产生足够大的电磁力，使衔铁受到电磁吸力的作用被吸向线圈而闭合，该电路被连通，应急灯也被点亮。当给该电路加的输入信号UI为低电平时，三极管是截止的，电磁继电器K的线圈中不会有电流流过，就不会产生电磁力，则衔铁就不会受到电磁吸力的作用还是处于原来的常开状态，该电路还是处于切断状态，应急灯不会亮。

仿真与调试

仿真电路图中，开关S1代替光敏电阻，当开关S1闭合时，表示光敏两端的电压近似0V，其电阻阻值很小，说明此时周围的环境光线十分强。当开关S1表示开关断开时，表示光敏电阻两端的电压很大，其电阻阻值无穷大，说明此时周围的环境光线强度十分弱。当开关突然由断开到闭合表示周围的环境光线突然由强变弱。当开关突然由闭合到断开表示周围的环境光线突然由弱变强。 UI

12V/1.2Ah

蓄电池 R3

1K C4

510pf F1

R5

10K MG 45 RG

光敏电阻 U0 F2 VI / 10

总 结

本次我的设计任务是全自动多用途应急灯电路，在完成过程中不仅让我可以复习和巩固原来所学的知识，还让我对我所学专业有了更加深入的了解。

通过本次的设计，我更加理解电源电路设计的方法，学会了555定时器和555的实际应用中的延时电路和蓄电池充电电路的设计和光敏电阻的工作原理以及电磁继电器的工作原理，以及其它一些元器件的参数选择和计算，加深了对模拟电子技术和数字电子技术两者在实际应用电路中的关系与转换。同时学会了运用仿真软件Multisim做实际电路的仿真。这次毕业设计是把我们所学知识运用到实际设计制作中的一次综合能力训练，是以前我们所做的实验、实训无法相比的。

在实物制作的时候，很多元器件没有买多，蓄电池使用的是12V直流电源代替的。许多电阻和电容找不到设计时的大小，只能采用大小相近的器件代替。而采用的面包板搭线，因为其内结构过于松散，且难以承受太大的电流。购买的灯泡额定功率过小，在接好线测试的时候闪亮了几下就烧坏了。所以最后实物制作失败了。

参考文献

[1] 戴付生主编.基础电子电路设计与实践.北京:国防工业出版社，2002

[2] 杨清学主编.电子装配工艺.北京:电子工业出版社，2002 VII / 10 [3] 赵文博等编著.新型常用集成电路速查手册.北京:人民邮电出版社，2006

[4] 郑应光主编.模拟电子线路（一）.南京:东南大学出版社，2005

[5] 伊大成编译.智能应急灯的制作.北京:人民邮电出版社，2003

整机电路原理图

~220V电源插头 u1

220V u2 D

V1 V2

V3 V4 1A/400V

D1

1N4001

R1

15K

R2

49.9K C1

0.22uf

R3

1K

MG45 RG

光敏电阻 C4

510p F1

F2

R5

10K R6

10K

+

C5

2200uf C6

100nf 1 8

3 4 RST

7 DIS

6 THR

2 TRI

5 COM VCC

GND OUT

LM555CM Q1

2NG715

+

_ K

+ C2

2200uf C3

1uf D2

1N4001

R4

10/1W

12V/1.2Ah

蓄电池

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消防工程大样图之一：应急灯强启配电和原理图

消防工程大样图之一：应急灯强启配电和原理图

消防工程大样图之一：应急灯强启配电和原理图

消防工程大样图是消防设计中的重要组成部分，它详细描述了消防设备的布局、安装要求和连接方式。其中，应急灯强启配电和原理图是消防工程大样图中的重要部分之一。本文将详细介绍应急灯强启配电和原理图的设计思路和技术要点。

一、应急灯强启配电部分

应急灯强启配电是消防工程中的关键设备之一，它能够在紧急情况下强制点亮应急灯，为人员疏散和逃生提供必要的照明。以下是应急灯强启配电的组成和功能：

1、应急灯：应急灯通常安装在走廊、楼梯间和公共场所等位置，它们能够在停电或火灾等紧急情况下自动点亮，为人员提供必要的照明。

2、强启开关：强启开关是应急灯强启配电的核心部件，它能够在紧急情况下强制点亮应急灯。强启开关通常安装在便于操作的位置，例如墙壁或吊顶上。

3、电源适配器：电源适配器将市电转换成应急灯所需的电压和电流，保证应急灯的稳定工作。

4、控制线路：控制线路连接强启开关和应急灯之间的电路，实现强启信号的传输和控制。 应急灯强启配电的工作原理和流程如下：

1、在正常情况下，应急灯处于待机状态，强启开关处于关闭状态。

2、当发生紧急情况时，强启开关被触发，启动控制线路，传递强启信号。

3、应急灯接收到强启信号后，自动点亮，为人员提供必要的照明。

二、应急灯强启配电原理图部分

应急灯强启配电原理图是描述应急灯强启配电工作原理和电路连接的图表。以下是应急灯强启配电原理图的设计思路和技术要点：

1、标注各个元器件的位置和作用：在原理图中，需要清晰标注出强启开关、电源适配器、控制线路和应急灯等元器件的位置和作用。

2、描述各个元器件的连接方式和原理：在原理图中，需要详细描述各个元器件之间的连接方式和原理，包括电源连接、控制线路连接等。

3、绘制原理图并进行详细说明：在绘制原理图时，需要使用规范的电路符号和标注方式，以便于阅读和理解。同时，需要对原理图进行详细说明，包括各个元器件的作用、工作原理和操作流程等。

智能led应急灯泡原理

智能led应急灯泡原理

智能led应急灯泡原理

智能LED应急灯泡是一种具有自动监测和应急功能的照明设备。它内置了可充电电池，并通过智能电路控制实现普通照明和应急照明模式的切换。

智能LED应急灯泡的工作原理如下：

1. 充电：智能LED应急灯泡通过插座供电进行充电。当电网正常供电时，灯泡中的充电电路将电能转化为直流电并储存在内置的充电电池中。同时，充电电路会监测电池的电量，一旦电量低于一定水平，会自动启动充电过程。

2. 监测：智能LED应急灯泡内部有一个智能电路，它能实时监测电网的状态。当电网出现故障导致停电时，智能电路会立即察觉到并自动切换到应急模式。

3. 应急照明：一旦进入应急模式，智能LED应急灯泡会自动点亮LED灯珠，提供紧急照明。LED灯珠具有高亮度、低功耗和长寿命等特点，能够在停电情况下持续较长时间的照明。

4. 智能控制：智能LED应急灯泡还可以通过智能控制系统实现更多功能。例如，可以通过智能手机APP或遥控器来调节灯光亮度、切换灯光模式和设置定时开关等。

总之，智能LED应急灯泡通过内置的充电电池和智能电路，实现了在停电情况下自动切换到应急照明模式的功能。同时，它还可以通过智能控制系统实现更多功能的定制和调节。

一种LED照明应急两用的驱动电路设计

一种LED照明应急两用的驱动电路设计

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８２４．２０１２．０２．０２１　

一种ＬＥＤ照明应急两用的驱动电路设计　

满瑞　，吴庆轩　，李秋俊　（１．重庆邮电大学光电工程学院，重庆４０００６５；２．重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆４０００６５）　

摘要：为了解决采用传统光源设计的应急照明灯存在的应急时间不长等问题，设计了一种ＬＥＤ日常照明和应急　照明两用驱动电路，分析了采用ＬＥＤ作为应急照明光源的优势，利用仿真软件ｓａｂｅｒ建立了ＬＥＤ恒流驱动控制芯　片Ｑｘ９９１ｏ的仿真模型，在建立起电路各个主要模块的基础上，搭建了ＬＥＤ照明应急两用驱动电路，并在日常照明　和应急照明２种工作模型下对电路进行了整体仿真。仿真结果表明，该电路在２种工作模式下都能稳定运行，能　实现预期的设计目标。　关键词：ＬＥＤ；照明应急两用；驱动电路；Ｑｘ９９１０　

０　引　言　

因正常照明电源失效而启用的照明称为应急照　

明，应急照明包括备用照明、疏散照明及安全照明，是　

现在建筑物内安全保障体系的一个重要组成部分。　

在紧急情况下，为保障人员的生命安全及消防救援工　作的顺利进行，应急照明是十分必要的　Ｊ。目前国内　

使用的消防应急灯均是按照国家标准《消防应急灯　

具》（ＧＢ　１７９４５－２０００）生产的，其中对灯具整机性能的　

规定有，应急工作时间不小于９０　ｍｉｎ，应急照明时光　

通量应不低于光源在额定电压时光通量的７０％，但　

一些应急照明灯具为了控制成本和灯具体积，难以达　

到以上２项指标的要求，而以节能、长寿命、环保的　ＬＥＤ作为照明光源来设计应急照明灯具就能很好地　

满足标准的要求　。　

本文介绍了应急照明的发展现状与主要技术标　

准，分析了采用ＬＥＤ作为应急照明光源的优势，在此　

基础上，设计了一种可用于日常照明和应急照明两用　

的ＬＥＤ驱动电路。　

１　照明应急两用驱动总体设计　

１．１　ＬＥＤ照明应急驱动电路的基本原理　

本文所设计的ＬＥＤ照明应急驱动电路是在当下　

应急灯的工作原理及作用

应急灯的工作原理及作用

应急灯的工作原理及作用

在逃生时应急灯往往会起到很大的作用，那么，你知道应急灯的工作原理是什么吗?下面是店铺整理的一些关于应急灯的工作原理的相关资料，供你参考。

应急灯工作原理

1、在供电正常时，J2(聚电器)得电吸合，其动触点与“N/O(常开点)”接通，后备蓄电池正端与IC1的反相端相联。IC1(LM308)和D5、D6组成电压比较器，参考电压由D5、D6决定。这里用一个硅二极管(D5)和一个6.2V的稳压二极管(D6)组成6.9V的参考电压，对充电压电压进行监控。

2、当IC1的2脚输入电压(既蓄电池电压)低于6.9V时，IC1的6脚输出高电平，T1导通，J1(聚电器)得电，其动触点与“N/O(常开点)”接通，电源电压通过R2对蓄电池充电，同时LED2点亮为充电指示。改变R2阻值可调整充电电流。随着充电时间增加，IC1的2脚电压逐渐增加，当电压大于参考电压6.9V时，IC1的6脚输出低电平，T1截止，J1(聚电器)失电，断开充电回路，实现自动充电保护功能。

3、当停电时，J2(聚电器)失去电源，其动触点与“N/C(常闭点)”接通，蓄电池通过S1对应急灯电路供电，实现停电时自动切换功能。S1在这里用来手动切断应急灯电路部分。

4、由IC2(NE555)、T2、T3、T4、X2等组成应急灯电路。IC2组成50Hz信号发生器，由IC2的3脚输出50Hz信号，经T2反相、放大分别驱动由T3、T4、X2组成的推挽电路，在X2的高压侧感应出220V的交流电，使日光灯管点亮。这里的X2可以直接使用次级为4.5伏、初级为220V的成品电源变压器，功率试日光灯管的功率而定。使用时，注意T3、T4应加散热器。

应急灯介绍

应急照明用的灯具的总称。消防应急照明系统主要包括事故应急照明、应急出口标志及指示灯，是在发生火灾时正常照明电源切断后，引导被困人员疏散或展开灭火救援行动而设置的。但在日常的检查中发现，单位在消防应急灯具的选型、安装和使用过程中存在着许多问题。因此，合理选择应急照明系统供电控制方式、接线方式，做好日常维护工作，直接影响到消防应急照明系统作用的发挥。在日常生活中，要经常进行检查，防患未然!