專利名稱：一種蓄電池充電電路及led燈具的制作方法
技術領域：
本發明屬于電子照明領域，尤其涉及一種蓄電池充電電路及LED燈具。
背景技術：
目前，LED作為一種新型光源，具有節能、環保、高效的特點，已被作為照明光源廣泛應用于各個領域。在許多需要臨時提供LED照明的場所，LED燈具中必須配置有蓄電池以維持其正常供電。現有技術所采用的LED燈具中的蓄電池充電電路是通過直接將恒定的直流電加載在蓄電池的正極以進行充電操作，當蓄電池滿電時通過指示燈提示用戶切斷直流電供給。然而，上述現有技術是采用恒定電流持續對蓄電池進行充電會導致蓄電池的使用壽命縮短，且在蓄電池滿電時并不能自動調整充電電流以防止蓄電池過充電。因此，現有技術存 在無法自動調整充電電流的問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種蓄電池充電電路，旨在解決現有技術存在的無法自動調整充電電流的問題。本發明是這樣實現的，一種蓄電池充電電路，與交流電源、蓄電池及LED負載電路相連接，所述蓄電池充電電路包括依次相連的EMI濾波單元、整流濾波單元、第一漏感電流吸收單元、變壓單元及輸出級濾波單元，所述EMI濾波單元的輸入端接所述交流電源，所述EMI濾波單元的第一輸出端和第二輸出端分別與所述整流濾波單元的第一輸入端和第二輸入端相連接，所述整流濾波單元的第一輸出端和第二輸出端分別與所述第一漏感電流吸收單元的輸入端及所述變壓單元的第二輸入端相連接，所述第一漏感電流吸收單元的第一輸出端和回路端分別與所述變壓單元的第一輸入端和控制端相連接，所述變壓單元的輸出端接所述輸出級濾波單元的輸入端，所述輸出級濾波單元的輸出端同時與所述LED負載電路的輸入端及所述蓄電池的正極相連接；所述蓄電池充電電路還包括PWM控制單元、第二漏感電流吸收單元以及電流反饋單元；PWM控制單元的電源端和反饋電流輸入端分別與所述第一漏感電流吸收單元的第二輸出端和所述電流反饋單元的第一輸出端相連接，所述第二漏感電流吸收單元的輸入端和回路端分別與所述變壓單元的第二輸入端和反饋端相連接，所述第二漏感電流吸收單元的輸出端接所述電流反饋單元的第一電源端；所述蓄電池充電電路還包括用于對所述蓄電池的充電狀態進行檢測的充電檢測單元，所述充電檢測單元的電流輸出端和第一回路端分別與所述電流反饋單元的第二電源端和第二輸出端相連接，所述充電檢測單元的第一電源端和第二電源端分別與所述變壓單元的輸出端和所述蓄電池的正極相連接，所述充電檢測單元的第二回路端接所述蓄電池的負極；所述充電檢測單元包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、基準電壓源ZD1、電容Cl、電阻R4、電阻R5、可變電阻RWl及電阻R6，；所述電阻Rl的第一端和第二端分別為所述充電檢測單元的第一電源端和電流輸出端，所述電阻R2的第一端接所述電阻Rl的第一端，所述電阻R2的第二端同時與所述電阻R3的第一端及所述基準電壓源ZDl的陰極相連接，所述電阻R3的第二端接所述電容Cl的第一端，所述基準電壓源ZDl的參考極同時與所述電容Cl的第二端、所述電阻R4的第一端以及所述電阻R5的第一端相連接，所述基準電壓源ZDl的陽極接地，所述電阻R4的第二端為所述充電檢測單元的第二電源端，所述可變電阻RWl連接于所述電阻R5的第二端與所述電阻R6的第一端之間，所述電阻R6的第一端為所述充電檢測單元的第二回路端，所述電阻R6的第二端接地。本發明的另一目的還在于提供一種包括所述蓄電池充電電路的LED燈具。 在本發明中，通過采用包括所述EMI濾波單元、所述整流濾波單元、所述第一漏感電流吸收單元、所述變壓單元、所述輸出級濾波單元、所述PWM控制單元、所述第二漏感電流吸收單元、所述電流反饋單元以及所述充電檢測單元構成的所述蓄電池充電電路，在對蓄電池進行充電的過程中實時調整蓄電池的充電電流，并在蓄電池充滿電后對其進行恒壓充電，以補充蓄電池自放電時的電量損耗，避免了過充電現象的發生，從而解決了現有技術存在的無法自動調整充電電流的問題。


圖I是本發明實施例提供的蓄電池充電電路的模塊結構圖；圖2是本發明實施例提供的蓄電池充電電路的示例電路圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。圖I示出了本發明實施例提供的蓄電池充電電路的模塊結構圖，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下蓄電池充電電路100與交流電源200、蓄電池300及LED負載電路400相連接，蓄電池充電電路100包括依次相連的EMI濾波單元101、整流濾波單元102、第一漏感電流吸收單元103、變壓單元104及輸出級濾波單元105，EMI濾波單元101的輸入端接交流電源200，EMI濾波單兀101的第一輸出端和第二輸出端分別與整流濾波單兀102的第一輸入端和第二輸入端相連接，整流濾波單元102的第一輸出端和第二輸出端分別與第一漏感電流吸收單元103的輸入端和變壓單元104的第二輸入端相連接，第一漏感電流吸收單元103的第一輸出端和回路端分別與變壓單元104的第一輸入端和控制端相連接，變壓單元104的輸出端接輸出級濾波單元105的輸入端，輸出級濾波單元105的輸出端同時與LED負載電路400的輸入端及蓄電池300的正極相連接。
蓄電池充電電路100還包括PWM控制單元106、第二漏感電流吸收單元107以及電流反饋單元108 ；PWM控制單元106的電源端和反饋電流輸入端分別與第一漏感電流吸收單元103的第二輸出端和電流反饋單元108的第一輸出端相連接，所述第二漏感電流吸收單元107的輸入端和回路端分別與變壓單元104的第二輸入端和反饋端相連接，第二漏感電流吸收單元107的輸出端接電流反饋單元108的第一電源端。蓄電池充電電路100還包括用于對蓄電池300的充電狀態進行檢測的充電檢測單元109，充電檢測單元109的電流輸出端和第一回路端分別與電流反饋單元108的第二電源端和第二輸出端相連接，充電檢測單元109的第一電源端和第二電源端分別與變壓單元104的輸出端和蓄電池300的正極相連接，充電檢測單元109的第二回路端接蓄電池300的負極；充電檢測單元109包括 電阻R1、電阻R2、電阻R3、基準電壓源ZD1、電容Cl、電阻R4、電阻R5、可變電阻RWl及電阻R6 ；電阻Rl的第一端和第二端分別為充電檢測單元109的第一電源端和電流輸出端，電阻R2的第一端接電阻Rl的第一端，電阻R2的第二端同時與電阻R3的第一端及基準電壓源ZDl的陰極相連接，電阻R3的第二端接電容Cl的第一端，基準電壓源ZDl的參考極同時與電容Cl的第二端、電阻R4的第一端以及電阻R5的第一端相連接，基準電壓源ZDl的陽極接地，電阻R4的第二端為充電檢測單元109的第二電源端，可變電阻RWl連接于電阻R5的第二端與電阻R6的第一端之間，電阻R6的第一端為充電檢測單元109的第二回路端，電阻R6的第二端接地。蓄電池充電電路100還包括連接于變壓單元104的輸出端與輸出級濾波單元105的輸入端之間的整流二極管Dl。圖2示出了本發明實施例提供的蓄電池充電電路的示例電路圖，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下作為本發明一實施例，EMI濾波單元101包括電容C2、變壓器Tl、電容C3、電阻R7、電容C4以及電容C5 ；電容C2的第一端和第二端構成EMI濾波單元101的輸入端，變壓器Tl的初級繞組的第一端和次級繞組的第一端分別與電容C2的第一端和第二端相連接，電容C2和電阻R7均連接于變壓器Tl的初級繞組的第二端和次級繞組的第二端之間，電容C4的第一端為EMI濾波單兀101的第一輸出端，電容C4的第二端和電容C5的第一端均接機殼地，電容C5的第二端為EMI濾波單元101的第二輸出端。作為本發明一實施例，整流濾波單元102包括整流橋BRl、電解電容C6及電容C7 ;整流橋BRl的第一輸入端I和第二輸入端2分別為整流濾波單元102的第一輸入端和第二輸入端，整流橋BRl的接地端3接地，整流橋BRl的輸出端為整流濾波單元102的第一輸出端，電解電容C6的正極同時與整流橋BRl的輸出端及電容C7的第一端相連接，電解電容C6的負極同時與電容C7的第二端和地連接，電容C7的第二端為整流濾波單元102
的第二輸出端。作為本發明一實施例，第一漏感電流吸收單元103包括
隧道二極管D2、電阻R8、電容C8以及二極管D3 ；隧道二極管D2的陽極為第一漏感電流吸收單元103的輸入端，電阻R8的第一端同時與隧道二極管D2的陽極和電容CS的第一端相連接，電阻R8的第二端同時與隧道二極管D2的陰極和電容C8的第二端相連接，電容C8的第一端為第一漏感電流吸收單元103的第一輸出端，二極管D3的陽極和陰極分別為第一漏感電流吸收單元103的回路端和第二輸出端，二極管D3的陰極與隧道二極管D2的陰極相連接。作為本發明一實施例，變壓單元104為變壓器TR1，變壓器TRl包括初級線圈、次級線圈及輔助線圈，變壓器TRl的初級線圈的第一端I和第二端2分別為變壓單元104的第一輸入端和控制端，變壓器TRl的次級線圈的第一端3為變壓單元104的輸出端，變壓器TRl的次級線圈的第二端4接地，變壓器TRl的輔助線圈的第一端5和第二端6分別為變壓單元104的第二輸入端和反饋端。作為本發明一實施例，輸出級濾波單元105包括·電解電容C9、電感LI、電解電容ClO及電容Cl I ；電解電容C9的正極接電感LI的第一端，電感LI的第一端和第二端分別為輸出級濾波單元105的輸入端和輸出端，電解電容ClO的正極同時與電感LI的第二端及電容Cll的第一端相連接，電解電容C9的負極、電解電容ClO的負極和電容Cll的第二端均接地。作為本發明一實施例，PWM控制單元106為一 T0P227Y脈寬調制芯片Ul，T0P227Y脈寬調制芯片Ul的漏極D和控制極C分別為PWM控制單元106的電源端和反饋電流輸入端，T0P227Y脈寬調制芯片Ul的源極S接地。作為本發明一實施例，第二漏感電流吸收單元107包括電容C12和二極管D4，電容C12的第一端為第二漏感電流吸收單元107的輸入端，電容C12的第二端接二極管D4的陰極，二極管D4的陽極和陰極分別為第二漏感電流吸收單元107的回路端和輸出端。作為本發明一實施例，電流反饋單元108包括光耦U2、電阻R9和電解電容C13，光耦U2的光敏三極管的集電極和發射極分別為電流反饋單元108的第一電源端和第一輸出端，電阻R9的第一端接光耦U2的光敏三極管的發射極，電阻R9的第二端接電解電容C13的正極，電解電容C13的負極接地，光耦U2的發光二極管的陽極和陰極分別為電流反饋單元108的第二電源端和第二輸出端。在本發明實施例中，蓄電池充電電路100還包括保險絲Fl，保險絲Fl連接于交流電源200的輸出端與電容C2的第一端之間，保險絲Fl在交流電源200的輸出電壓過大時快速熔斷以起到保護蓄電池充電電路100的作用。電容C14，變壓器TRl的次級線圈的第二端4、基準電壓源ZDl的陰極、電阻R6的第二端以及電解電容ClO的負極均通過電容C14接地。在本發明實施例中，LED負載電路400包括電阻RlO和發光二極管LEDl，電阻RlO的第一端接蓄電池300的正極，電阻RlO的第二端接發光二極管LEDl的陽極，發光二極管LEDl的陰極接蓄電池300的負極。以下結合工作原理對蓄電池充電電路100作進一步說明，詳述如下交流電源200輸出的交流電通過電容C2進入EMI濾波單元101，由EMI濾波單元101進行靜電噪聲濾除后加載在整流橋BRl的第一輸入端I和第二輸入端2，經整流橋BRl整流及電解電容C6和電容C7濾波后轉換成直流電輸出至變壓器TRl的初級線圈的第一端I，直流電由變壓器TRl對其進行電壓變換后輸出至整流二極管DI，變壓后的直流電經整流二極管Dl 二次整流后進入輸出級濾波單元105進行濾波，最后輸出至蓄電池300的正極并開始對蓄電池300進行充電。在對蓄電池300進行充電的初始時刻，直流電保持恒定電流值對蓄電池300進行充電。隨著充電過程的逐步推進，蓄電池300的電壓會逐步上升，充電電流從蓄電池300的負極流出并在電阻R6處產生充電反饋電壓，該充電反饋電壓由電阻R5和可變電阻RWl分壓后疊加在電阻R5的第一端,此時，電阻R5第一端的電壓加載在基準電壓源ZDl的參考極，且高于基準電壓源ZDl的基準電壓，于是，基準電壓源ZDl的內部電阻減小并反相導通，基準電壓源ZDl的導通電流增大，從而使流過電阻Rl和光耦Ul的發光二極管的電流也增大，光耦Ul通過內部光電耦合效應將其發光二極管的電流耦合至其光敏三極管的基極，進而使光敏三極管導通并從其發射極輸出反饋電流至T0P227Y脈寬調制芯片的控制極C，T0P227Y脈寬調制芯片根據反饋電流減小其脈寬的占空比，從而減小變壓器TRl的第一端的輸入電壓，即減小變壓器TRl的輸出電壓，減小蓄電池300的充電電流。隨著上述充電電 流調整過程的持續進行，充電電流會隨蓄電池電壓的增大而減小。當充電電流繼續減小到電阻R5第一端的電壓小于基準電壓源ZDl的基準電壓時，則表明蓄電池300已接近滿電狀態，此時，基準電壓源ZDl截止，光耦Ul無反饋電流輸出，則T0P227Y脈寬調制芯片維持其前一時刻輸出的脈寬占空比，使變壓器TRl的輸入電壓恒定,輸出電壓也恒定,從而使蓄電池300在自放電時所損耗的電量得到及時的補充，達到為蓄電池300進行恒壓充電的目的。本發明實施例還提供了一種包括蓄電池充電電路300的LED燈具。在本發明實施例中，通過采用包括EMI濾波單元101、整流濾波單元102、第一漏感電流吸收單元103、變壓單元104、輸出級濾波單元105、PWM控制單元106、第二漏感電流吸收單元107、電流反饋單元108以及充電檢測單元109構成的蓄電池充電電路100，在對蓄電池進行充電的過程中實時調整蓄電池的充電電流，并在蓄電池充滿電后對其進行恒壓充電，以補充蓄電池自放電時的電量損耗，避免了過充電現象的發生，從而解決了現有技術存在的無法自動調整充電電流的問題。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種蓄電池充電電路，與交流電源、蓄電池及LED負載電路相連接，其特征在于，所述蓄電池充電電路包括 依次相連的EMI濾波單元、整流濾波單元、第一漏感電流吸收單元、變壓單元及輸出級濾波單元，所述EMI濾波單元的輸入端接所述交流電源，所述EMI濾波單元的第一輸出端和第二輸出端分別與所述整流濾波單元的第一輸入端和第二輸入端相連接，所述整流濾波單元的第一輸出端和第二輸出端分別與所述第一漏感電流吸收單元的輸入端及所述變壓單元的第二輸入端相連接，所述第一漏感電流吸收單元的第一輸出端和回路端分別與所述變壓單元的第一輸入端和控制端相連接，所述變壓單元的輸出端接所述輸出級濾波單元的輸入端，所述輸出級濾波單元的輸出端同時與所述LED負載電路的輸入端及所述蓄電池的正極相連接； 所述蓄電池充電電路還包括 PWM控制單元、第二漏感電流吸收單元以及電流反饋單元； PWM控制單元的電源端和反饋電流輸入端分別與所述第一漏感電流吸收單元的第二輸出端和所述電流反饋單元的第一輸出端相連接，所述第二漏感電流吸收單元的輸入端和回路端分別與所述變壓單元的第二輸入端和反饋端相連接，所述第二漏感電流吸收單元的輸出端接所述電流反饋單元的第一電源端； 所述蓄電池充電電路還包括用于對所述蓄電池的充電狀態進行檢測的充電檢測單元，所述充電檢測單元的電流輸出端和第一回路端分別與所述電流反饋單元的第二電源端和第二輸出端相連接，所述充電檢測單元的第一電源端和第二電源端分別與所述變壓單元的輸出端和所述蓄電池的正極相連接，所述充電檢測單元的第二回路端接所述蓄電池的負極；所述充電檢測單元包括 電阻R1、電阻R2、電阻R3、基準電壓源ZD1、電容Cl、電阻R4、電阻R5、可變電阻RWl及電阻R6，； 所述電阻Rl的第一端和第二端分別為所述充電檢測單元的第一電源端和電流輸出端，所述電阻R2的第一端接所述電阻Rl的第一端，所述電阻R2的第二端同時與所述電阻R3的第一端及所述基準電壓源ZDl的陰極相連接，所述電阻R3的第二端接所述電容Cl的第一端，所述基準電壓源ZDl的參考極同時與所述電容Cl的第二端、所述電阻R4的第一端以及所述電阻R5的第一端相連接，所述基準電壓源ZDl的陽極接地，所述電阻R4的第二端為所述充電檢測單元的第二電源端，所述可變電阻RWl連接于所述電阻R5的第二端與所述電阻R6的第一端之間，所述電阻R6的第一端為所述充電檢測單元的第二回路端，所述電阻R6的第二端接地。
2.如權利要求I所述的蓄電池充電電路，其特征在于，所述蓄電池充電電路還包括連接于所述變壓單元的輸出端與所述輸出級濾波單元的輸入端之間的整流二極管D1。
3.如權利要求I所述的蓄電池充電電路，其特征在于，所述EMI濾波單元包括 電容C2、變壓器Tl、電容C3、電阻R7、電容C4以及電容C5 ； 所述電容C2的第一端和第二端構成所述EMI濾波單元的輸入端，所述變壓器Tl的初級繞組的第一端和次級繞組的第一端分別與所述電容C2的第一端和第二端相連接，所述電容C2和所述電阻R7均連接于所述變壓器Tl的初級繞組的第二端和次級繞組的第二端之間，所述電容C4的第一端為所述EMI濾波單元的第一輸出端，所述電容C4的第二端和所述電容C5的第一端均接機殼地，所述電容C5的第二端為所述EMI濾波單元的第二輸出端。
4.如權利要求I所述的蓄電池充電電路，其特征在于，所述整流濾波單元包括 整流橋BRl、電解電容C6及電容C7 ; 所述整流橋BRl的第一輸入端和第二輸入端分別為所述整流濾波單元的第一輸入端和第二輸入端，所述整流橋BRl的接地端接地，所述整流橋BRl的輸出端為所述整流濾波單元的第一輸出端，所述電解電容C6的正極同時與所述整流橋BRl的輸出端及所述電容C7的第一端相連接，所述電解電容C6的負極同時與所述電容C7的第二端和地連接，所述電容C7的第二端為所述整流濾波單元的第二輸出端。
5.如權利要求I所述的蓄電池充電電路，其特征在于，所述第一漏感電流吸收單元包括 隧道二極管D2、電阻R8、電容C8以及二極管D3 ； 所述隧道二極管D2的陽極為所述第一漏感電流吸收單元的輸入端，所述電阻R8的第一端同時與所述隧道二極管D2的陽極和所述電容CS的第一端相連接，所述電阻R8的第二端同時與所述隧道二極管D2的陰極和所述電容CS的第二端相連接，所述電容CS的第一端為所述第一漏感電流吸收單元的第一輸出端，所述二極管D3的陽極和陰極分別為所述第一漏感電流吸收單元的回路端和第二輸出端，所述二極管D3的陰極與所述隧道二極管D2的陰極相連接。
6.如權利要求I所述的蓄電池充電電路，其特征在于，所述變壓單元為變壓器TR1，所述變壓器TRl包括初級線圈、次級線圈及輔助線圈，所述變壓器TRl的初級線圈的第一端和第二端分別為所述變壓單元的第一輸入端和控制端，所述變壓器TRl的次級線圈的第一端為所述變壓單元的輸出端，所述變壓器TRl的次級線圈的第二端接地，所述變壓器TRl的輔助線圈的第一端和第二端分別為所述變壓單元的第二輸入端和反饋端。
7.如權利要求I所述的蓄電池充電電路，其特征在于，所述輸出級濾波單元包括 電解電容C9、電感LI、電解電容ClO及電容Cll ； 所述電解電容C9的正極接所述電感LI的第一端，所述電感LI的第一端和第二端分別為所述輸出級濾波單元的輸入端和輸出端，所述電解電容ClO的正極同時與所述電感LI的第二端及所述電容Cll的第一端相連接，所述電解電容C9的負極、所述電解電容ClO的負極和所述電容Cll的第二端均接地。
8.如權利要求I所述的蓄電池充電電路，其特征在于，所述PWM控制單元為一TOP227Y脈寬調制芯片U1，所述TOP227Y脈寬調制芯片Ul的漏極和控制極分別為所述PWM控制單元的電源端和反饋電流輸入端，所述TOP227Y脈寬調制芯片Ul的源極接地。
9.如權利要求I所述的蓄電池充電電路，其特征在于，所述第二漏感電流吸收單元包括電容C12和二極管D4，所述電容C12的第一端為所述第二漏感電流吸收單元的輸入端，所述電容C12的第二端接所述二極管D4的陰極，所述二極管D4的陽極和陰極分別為所述第二漏感電流吸收單元的回路端和輸出端。
10.一種LED燈具，其特征在于，所述LED燈具包括如權利要求I至9任一項所述的蓄電池充電電路。
全文摘要
本發明屬于電子照明領域，提供了一種蓄電池充電電路及LED燈具。在本發明中，通過采用包括EMI濾波單元、整流濾波單元、第一漏感電流吸收單元、變壓單元、輸出級濾波單元、PWM控制單元、第二漏感電流吸收單元、電流反饋單元以及充電檢測單元構成的蓄電池充電電路，在對蓄電池進行充電的過程中實時調整蓄電池的充電電流，并在蓄電池充滿電后對其進行恒壓充電，以補充蓄電池自放電時的電量損耗，避免了過充電現象的發生，從而解決了現有技術存在的無法自動調整充電電流的問題。
文檔編號H05B37/02GK102905426SQ20121036372
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者陳志偉 申請人:陳志偉