应急照明集中电源控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及应急照明集中电源技术领域，尤其涉及一种应急照明集中电源控制电路。


背景技术：

2.现有的应急照明集中电源控制电路一般采用多个集成电路来实现应急管理、故障管理、充放电管理及分配电管理，多个集成电路及其各自的外围电路使得所述应急照明集中电源控制电路更加复杂，需要用到更多的电子元件，从而提高了生产成本。此外，因为使用了更多的电子元件，增加了大量装配时间，从而大大降低了装配效率；同时，更多的电子元件增大了整个应急照明集中电源控制电路的安装空间，需要配置更到体积的机箱，不利于产品的小型化设计。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种应急照明集中电源控制电路，可以减少电子元件的使用、提高装配效率、节省安装空间及降低生产成本。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下所述的技术方案：
5.一种用于实现应急照明集中电源的应急管理、故障管理、充放电管理及分配电管理的应急照明集中电源控制电路，其包括有一集成电路、一信息采集电路、一电池充电控制电路、一电源应急切换电路、一二总线灯具控制电路及通信控制电路，其中，
6.所述信息采集电路与所述集成电路的adc引脚连接，所述集成电路通过该信息采集电路采集主电电压、电池电压、充电电压、电池温度、输出电压、输出电流等信息；
7.所述电池充电控制电路连接于主电电源与电池之间，所述电池充电控制电路包括有一充电控制芯片，该充电控制芯片的一控制脚与所述集成电路连接，所述充电控制芯片根据集成电路输出的信号来控制所述电池充电控制电路的充电和停止充电，所述集成电路依据采集到的电池电压来控制电池充电控制电路给电池充电的电流；
8.所述二总线灯具控制电路采用电源线载波通信的方式收发数据，其包括有一电源输入端、一与应急照明灯具连接的控制输出端、一电压调制电路及一电流解调电路，所述电压调制电路和电流解调电路分别与所述集成电路连接。所述集成电路通过电压调制电路对自电源输入端输入的直流电进行调制得到含有下发数据的载波电流，所述控制输出端输出含有下发数据的载波电流为应急照明灯具供电并控制应急照明灯具的状态；所述集成电路通过所述电流解调电路对含有上传数据的载波电流进行解调，得到应急照明灯具上传的灯具回路信息并将其发送给所述集成电路；
9.所述电源应急切换电路包括有至少一个主备电切换继电器及一切换开关管，主备电切换继电器的第1端与所述二总线灯具控制回路的电源输入端连接，主备电切换继电器的第2端与所述电池的输出端连接，主备电切换继电器的第3端与所述主电电源的输出端连接，所述集成电路输出控制信号来控制所述主备电切换继电器的线圈通断，进而切换主电
电源/电池给所述二总线灯具控制回路供电，所述切换开关管的一端与电池的输出端、主电电源的输出端连接，切换开关管的另一端与所述二总线灯具控制回路的电源输入端连接，在所述主备电切换继电器动作期间，所述集成电路控制切换开关管导通以防止继电器动作时产生电弧，从而保护所述主备电切换继电器；
10.所述通信控制电路用于与应急消防控制器、显示操作屏及其他应急照明集中电源连接通信，所述通信控制电路包括有一与集成电路连接的uart通信端及一与集成电路连接的can通信端。
11.本实用新型的有益技术效果在于：上述的应急照明集中电源控制电路，包括有一集成电路、一信息采集电路、一电池充电控制电路、一电源应急切换电路、一二总线灯具控制电路及一通信控制电路，采用一个集成电路元件同时控制所述信息采集电路、电池充电控制电路、电源应急切换电路及二总线灯具控制电路来实现应急照明集中电源的应急管理、故障管理、充放电管理及分配电管理，简化了电路，减少了集成电路元件及其他电子元件的使用，降低了生产成本，同时还能提高生产装配的效率。此外，电路简化能够节省安装空间，进而可减小机箱体积，从而实现应急照明集中电源的小型化设计。
附图说明
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为本实用新型的应急照明集中电源控制电路的结构示意图；
14.图2为本实用新型的集成电路及其外围电路的电路原理图；
15.图3为本实用新型的电池充电控制电路的电路原理图；
16.图4为本实用新型的二总线灯具控制电路的电路原理图；
17.图5为本实用新型的电源应急切换电路的电路原理图；
18.图6为本实用新型的火警信号接收电路的电路原理图。
具体实施方式
19.为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
20.本实用新型提供了一种用于实现应急照明集中电源的应急管理、故障管理、充放电管理及分配电管理的应急照明集中电源控制电路。
21.如图1-5所示，在本实用新型一个实施例中，所述应急照明集中电源控制电路包括有一集成电路10、一信息采集电路20、一电池充电控制电路30、一电源应急切换电路40、一二总线灯具控制电路50及一通信控制电路60。
22.所述信息采集电路20与所述集成电路10的adc(模拟数据采集)引脚连接，所述集
成电路10通过该信息采集电路20采集主电电压、电池电压、充电电压、电池温度、输出电压、输出电流等信息。
23.所述电池充电控制电路30连接于主电电源与电池之间，所述电池充电控制电路30包括有一充电控制芯片u14，该充电控制芯片u14的一控制脚与所述集成电路10连接，所述充电控制芯片u14根据集成电路10输出的信号来控制所述电池充电控制电路30的充电和停止充电，所述集成电路10依据采集到的电池电压控制电池充电控制电路30给电池充电的电流。
24.所述二总线灯具控制电路50采用电源线载波通信的方式收发数据，其包括有一电源输入端、一与应急照明灯具连接的控制输出端、一电压调制电路及一电流解调电路，所述电压调制电路和电流解调电路分别与所述集成电路10连接。所述集成电路10通过电压调制电路对自电源输入端输入的直流电(out36+)进行调制得到含有下发数据的载波电流，所述控制输出端输出含有下发数据的载波电流为应急照明灯具供电并控制应急照明灯具的状态；所述集成电路10通过所述电流解调电路对含有上传数据的载波电流进行解调，得到应急照明灯具上传的灯具回路信息并将其发送给所述集成电路10。
25.所述电源应急切换电路40包括有至少一个主备电切换继电器及一切换开关管，主备电切换继电器的第1端与所述二总线灯具控制回路50的电源输入端连接，主备电切换继电器的第2端与所述电池的输出端连接，主备电切换继电器的第3端与所述主电电源的输出端连接，所述集成电路10输出控制信号来控制所述主备电切换继电器的线圈通断，进而切换主电电源/电池给所述二总线灯具控制回路50供电，所述切换开关管的一端与电池的输出端、主电电源的输出端连接，切换开关管的另一端与所述二总线灯具控制回路50的电源输入端连接，在所述主备电切换继电器动作期间，所述集成电路10控制切换开关管导通以防止继电器动作时产生电弧，从而保护所述主备电切换继电器。
26.所述通信控制电路60用于与应急消防控制器、显示操作屏及其他应急照明集中电源连接通信，所述通信控制电路60包括有一与集成电路10连接的uart(universal asynchronous receiver/transmitter，通用异步收发传输器)通信端及一与集成电路10连接的can(controller area network，控制器局域网络)通信端。
27.本实施例中的应急照明集中电源控制电路，包括有一集成电路10、一信息采集电路20、一电池充电控制电路30、一电源应急切换电路40、一二总线灯具控制电路50及一通信控制电路60，采用一个集成电路元件同时控制所述信息采集电路20、电池充电控制电路30、电源应急切换电路40及二总线灯具控制电路50来实现应急照明集中电源的应急管理、故障管理、充放电管理及分配电管理，简化了电路，减少了集成电路元件及其他电子元件的使用，降低了生产成本，同时还能提高生产装配的效率。此外，电路简化可减小机箱体积，从而实现应急照明集中电源的小型化设计。
28.如图2所示，在本实用新型一个优选实施例中，所述集成电路10采用stm32f103c8t6型号的芯片。
29.如图3所示，在本实用新型一个优选实施例中，所述电池充电控制电路30包括有一型号为uc3843的充电控制芯片u1，所述充电控制芯片u1根据集成电路10的charge-ctl引脚输出的信号来控制所述电池充电控制电路30的充电和停止充电。
30.所述信息采集电路20包括有一用于检测电池电压的电压检测电路21。如图3所示，
所述电压检测电路21连接于电池充电控制电路30的输出端，由电阻r11、电阻r223、电阻r240及电容c115组成，集成电路10的一个adc引脚(ad_b)与所述电压检测电路21连接，以获取电池电压，基于采集到的电池电压数据，集成电路10可以控制所述电池充电控制电路30在不同的电压段提供不同的充电电流。当电池电压达到设定的值时集成电路10输出信号控制所述电池充电控制电路30的充电电流使电池进入小电流充电以确保电池内每颗电池单元的电压均衡。
31.如图5所示，在本实用新型一个优选实施例中，所述电源应急切换电路40包括有2个主备电切换继电器，即主备电切换继电器k1与主备电切换继电器k3；所述切换开关管采用pmos管q1。正常情况下，2个主备电切换继电器的1脚与3脚接通，由主电电源(main+36v1)给二总线灯具控制回路50供电；应急情况下，集成电路10的batt-ctl1脚提供1s信号使pmos管q1导通，同时，集成电路10的main-cut1脚输出信号使2个主备电切换继电器的1脚与2脚接通，由电池(bt+)给二总线灯具控制回路50供电。
32.在本实施例中，采用2个主备电切换继电器来实现电源应急切换，在其中一个主备电切换继电器故障情况下，仍可以实现电源应急切换，从而保证电路的可靠性。
33.如图4所示，在本实用新型一个优选实施例中，所述二总线灯具控制电路50由npn型三极管v4、npn型三极管v7、pnp型三极管v8、电阻r21、电阻r26、电阻r33、电阻r46、电容c12、pmos管d2、pmos管d5、npn型三极管v10、pnp型三极管v1、pnp型三极管v5、电阻r19、电阻r22、电阻r23、电阻r32、电阻r34、电阻r35、电阻r38、电阻r42、电阻r43、电阻r44、电阻r45、电阻r49、电容c21、电容c22、二极管d3、开关二极管v2及开关二极管v9组成，其中，开关二极管v2、开关二极管v9采用bav199lt1型号的开关二极管。此外，所述二总线灯具控制电路50还包括npn型三极管v6及低压差电压调节器d4，该低压差电压调节器d4采用lm117型号的电压调节器。
34.ctrh、ctrm、ctrl为所述二总线灯具控制电路50的三个控制端，集成电路10通过这三个控制端控制数据下发和数据上传。
35.当集成电路10通过ctrm端输入低电平信号控制npn型三极管v6截止，从而控制低压差电压调节器d4输出0v电压，二总线灯具控制电路50开始数据下发工作，此时，集成电路10通过ctrh端控制npn型三极管v7导通和截止，进而控制由npn型三极管v4、pnp型三极管v8组成的推挽电路来加速pmos管d2及pmos管d5的开关速度，自电源输入端输入的直流电(out36+)经过调制得到含有下发数据的载波电流，所述控制输出端输出含有下发数据的载波电流为应急照明灯具供电并控制应急照明灯具的状态。
36.当集成电路10通过ctrm端输入高电平信号控制npn型三极管v6导通，从而控制低压差电压调节器d4输出8v电压，二总线灯具控制电路50开始数据上传工作，此时，集成电路10通过ctrl端控制npn型三极管v10导通，进而控制pnp型三极管v1导通，从而加速达林顿管v3导通，从而使与电阻r22连接的pl端放电，含有上传数据的载波电流经过解调得到应急照明灯具上传的灯具回路信息。所述灯具回路信息包括应急照明灯具状态信息、应急照明灯具电路故障信息，应急照明灯具电路故障信息包括灯具电路开路故障信息、灯具电路短路故障信息等，其中，所述二总线灯具控制电路50通过ana端将应急照明灯具状态信息上传给所述集成电路10，通过anv端将应急照明灯具开路及电路信息上传给所述集成电路10。
37.如图1所示，在本实用新型一个优选实施例中，所述应急照明集中电源控制电路还
包括有一火警信号接收电路70，该火警信号接收电路70与集成电路10连接，所述集成电路10通过该火警信号接收电路70接收来自应急消防报警器及应急消防控制器的火警信号并控制应急照明集中电源进入应急状态。
38.如图6所示，所述火警信号接收电路70包括有消防联动模块端子xs4、npn型三极管v31、光耦u11、电阻r24、电阻r66、电阻r67、二极管v15及二极管v30，消防联动模块端子xs4的第1脚接地，消防联动模块端子xs4的第2脚与二极管v30阴极连接并通过电阻r66连接至npn型三极管v31的基极，npn型三极管v31的发射极接地，电阻r67连接于npn型三极管v31的基极与npn型三极管v31的发射极之间，npn型三极管v31的集电极与二极管v30阳极连接并通过电阻r24连接至光耦u11的第2脚，光耦u11的第1脚接二极管v15阴极，二极管v15阳极接5v直流电源，光耦u11的第3脚接地，光耦u11的第4脚接集成电路10的io引脚。
39.在本实用新型一个优选实施例中，所述应急照明集中电源控制电路使用保险管对主电电源、电池及应急照明集中电源的各个输出回路进行短路保护，同时利用集成电路对所述应急照明集中电源的各个输出回路进行短路检测并进行短路保护。
40.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。