一种LED照明装置的电源切换电路及其控制方法与流程

    专利查询2026-09-22  18


    本发明涉及照明,更具体地,涉及一种led照明装置的电源切换电路及其控制方法。


    背景技术:

    1、照明装置一般通过市电、电池等多种电源进行供电,当其中一个电源断电时,由电源切换电路进行切换,使照明装置由其它电源进行供电,从而保证照明装置的稳定工作。

    2、为了能长时间连续使用,电源切换电路一般优先采用市电对光源进行供电,当市电断电时,电源切换电路再切换至电池或其它电源进行供电。

    3、然而,当同时使用多种电源进行供电时,由于多种电源输入端直接与光源连接,会导致多种电源输入端短路,造成照明装置工作不稳定。

    4、另外,当市电断电时,利用现有的电源切换电路切换其它电源供电,切换过程会出现短暂掉电现象,造成照明装置工作不稳定。

    5、现有的专利文件(cn 112769225 a)中公开了一种照明装置、电源切换电路及照明装置的电源切换方法,其中的电源切换电路保证多个电源输入电路之间具有优先级关系的同时,避免低优先级的电源输入电路接入的电源向光源供电后,电流从光源反流至高优先级电源输入电路中,提高了照明装置的工作稳定性,然而,该方案的电源切换灵活度不高,一方面,只有当高优先级的电源全部断开时,才能接入低优先级的电源,同时高优先级的电源电压必须大于低优先级的电源电压才会优先使用,无法在不同优先级的电源之间随意切换;另一方面,该现有技术无法实现不同优先级电源的热切换,在照明装置正常运行过程中无法切换电源,掉电之后切换仍然会存在掉电的现象,仍然会造成照明装置工作不稳定。


    技术实现思路

    1、本发明为克服上述现有技术电源切换灵活度不高和无法实现热切换的缺陷,提供一种led照明装置的电源切换电路及其控制方法,优先级高的输入电源接入时不受低优先级电源的影响,且切换灵活度高,而且在照明装置正常运行过程中,随时可以接入高于或低于当前优先级电源的电源,实现热切换,且不会出现照明装置掉电的现象,进一步提高了照明装置的工作稳定性。

    2、为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:

    3、一种led照明装置的电源切换电路,包括:按优先级从高到低依次设置的若干个输入支路,以及偏置电源电路和储能电路;

    4、每个所述输入支路均包括:输入电源、检测电路、切换控制电路和开关电路;

    5、在每个所述输入支路内部,所述输入电源的输出端分别与检测电路和开关电路的输入端电连接;所述切换控制电路接收所述检测电路的输出端输出的第一电信号;所述切换控制电路的第一输出端与开关电路的控制端电连接;所述开关电路的输出端作为对应输入支路的输出端;

    6、低优先级的所述切换控制电路还分别接收每个高优先级的检测电路输出的第一电信号;

    7、每个所述切换控制电路还分别接收其他切换控制电路的第二输出端输出的第二电信号;

    8、每个所述输入电源的输出端还分别与所述偏置电源电路的输入端电连接,所述偏置电源电路的输出端分别为每个检测电路和切换控制电路提供偏置电压;

    9、所述储能电路与每个所述输入支路的输出端并联连接;每个所述输入支路的输出端分别与照明装置的供电端电连接。

    10、优选地,所述输入电源的类型包括:市电、蓄电池、ac-dc电源、dc-dc电源和电池箱。

    11、优选地,每个所述检测电路均包括:比较器、第一~第五电阻、第一和第二电容、稳压二极管,以及开关;

    12、所述比较器的同相输入端分别连接第一电阻的一端、第二电阻的一端、第一电容的一端、第三电阻的一端和开关的一端;所述第一电阻的另一端连接所述输入电源;所述第二电阻的另一端、第一电容的另一端和开关的另一端均接地;所述第三电阻的另一端分别连接第二电容的一端和所述比较器的输出端;所述第二电容的另一端接地;

    13、所述比较器的反相输入端分别连接稳压二极管的阴极和第四电阻的一端;所述稳压二极管的阳极接地;所述第四电阻的另一端连接偏置电源电路的输出端;

    14、所述比较器的输出端连接所述第五电阻的一端,并作为所述检测电路的输出端,输出第一电信号;所述第五电阻的另一端连接偏置电源电路的输出端;

    15、所述比较器的正供电端连接所述偏置电源电路的输出端,负供电端接地。

    16、优选地,每个所述切换控制电路均包括:第六~第十二电阻、第一和第二nmos管、npn三极管、第三电容,以及第一二极管;

    17、所述第六电阻的一端连接对应输入支路的检测电路的输出端,用于接收输入支路内部的第一电信号;所述第六电阻的另一端分别连接第一nmos管的漏极、第七电阻的一端和npn三极管的基极;所述第一nmos管的源极、第七电阻的另一端和npn三极管的发射极均接地;

    18、所述第一nmos管的栅极分别连接第八电阻的一端、第九电阻的一端和第三电容的一端,所述第八电阻的另一端分别连接其他切换控制电路的第二输出端输出的第二电信号;所述第九电阻的另一端和第三电容的另一端均接地;

    19、所述npn三极管的集电极连接所述开关电路的控制端,并作为切换控制电路的第一输出端;

    20、所述npn三极管的集电极还连接第一二极管的负极,所述第一二极管的正极分别连接第二nmos管的栅极、第十电阻的一端和第十一电阻的一端;所述第十电阻的另一端连接偏置电源电路的输出端;所述第二nmos管的源极和第十一电阻的另一端均接地;

    21、所述第二nmos管的漏极分别连接第十二电阻的一端,以及其他切换控制电路中第八电阻的另一端,并作为所述切换控制电路的第二输出端,输出第二电信号;所述第十二电阻的另一端连接偏置电源电路的输出端。

    22、优选地,除优先级最高的切换控制电路外,其他所述切换控制电路还包括:第十三和第十四电阻,以及第三nmos管;

    23、所述第三nmos管的栅极分别连接第十三电阻的一端和第十四电阻的一端,所述第十三电阻的另一端分别连接优先级高于该切换控制电路的所有检测电路的输出端,用于接收高优先级输入支路的第一电信号;所述第三nmos管的源极和第十四电阻的另一端均接地;

    24、所述第三nmos管的漏极连接所述第六电阻的另一端。

    25、优选地,对于每个所述切换控制电路,当其他切换控制电路的第二电信号输入该切换控制电路的第八电阻时,以及高优先级输入支路的第一电信号输入该切换控制电路的第十三电阻时,经过一个正向的二极管后进行信号输入。

    26、优选地,每个所述开关电路均包括:第十五和第十六电阻,以及第四和第五nmos管;

    27、所述第四nmos管的源极连接输入电源,并作为所述开关电路的输入端;

    28、所述第四nmos管的栅极分别连接第十五电阻的一端和第十六电阻的一端,第十五电阻的另一端分别连接第四nmos管的漏极和第五nmos管的漏极;所述第十六电阻的另一端连接所述切换控制电路的第一输出端,并作为所述开关电路的控制端;

    29、所述第五nmos管的栅极分别连接第十五电阻的一端和第十六电阻的一端,第五nmos管的源极连接储能电路的输入端,并作为所述开关电路的输出端。

    30、优选地,所述偏置电源电路包括:tx4139电源芯片、第十七~第二十一电阻、第四~第九电容、第二二极管,以及电感;

    31、所述tx4139电源芯片的ilim管脚连接所述第十七电阻的一端;所述第十七电阻的另一端分别连接第四电容的一端、第五电容的一端、tx4139电源芯片的vin管脚、第十八电阻的一端,以及所有输入电源的输出端,第十七电阻的另一端作为所述偏置电源电路的输入端,且每个输入电源分别经过一个正向的二极管后进行电源信号输入;所述第十八电阻的另一端连接tx4139电源芯片的en管脚;所述第四电容的另一端和第五电容的另一端均接地;

    32、所述tx4139电源芯片的sw管脚分别连接第六电容的一端、电感的一端和第二二极管的负极,第六电容的另一端连接第十九电阻的一端,第十九电阻的另一端连接tx4139电源芯片的bs管脚;第二二极管的正极接地;所述电感的另一端分别连接第七~第九电容的一端、第二十电阻的一端,以及检测电路和切换控制电路,并作为所述偏置电源电路的输出端,输出+12v的偏置电压;

    33、所述第七电容的另一端分别连接tx4139电源芯片的fb管脚和第二十一电阻的一端;所述第二十电阻的另一端分别连接tx4139电源芯片的fb管脚和第二十一电阻的一端;所述第二十一电阻的另一端、第八和第九电容的另一端均接地;

    34、所述tx4139电源芯片的pok管脚置空,tx4139电源芯片的gnd管脚接地。

    35、优选地,所述储能电路包括若干个并联的蓄能电容,每个蓄能电容的一端分别连接所有输入支路的输出端,以及照明装置的供电端;每个蓄能电容的另一端均接地。

    36、本发明还提供一种led照明装置的电源切换电路控制方法,基于上述led照明装置的电源切换电路,包括以下步骤:

    37、对于每个所述输入支路,当接入输入电源,检测电路检测到输入电源输入的电压大于等于预设阈值,检测电路输出高电平的第一电信号到切换控制电路,以及优先级低于该输入支路的所有切换控制电路;当该输入支路的切换控制电路收到高电平的第一电信号、且其他切换控制电路输出的第二电信号均为低电平时,输出高电平的第二电信号,控制开关电路打开,使输入电源为储能电路及照明装置供电,同时优先级低于该输入支路的所有切换控制电路收到高电平的第一电信号,控制优先级低于该输入支路的所有开关电路关闭;

    38、s1:掉电自动切换:当高优先级的输入电源掉电时,掉电的输入支路的检测电路检测到输入电源断开,此时检测电路输出低电平的第一电信号到切换控制电路,以及优先级低于该输入支路的所有切换控制电路;当该输入支路的切换控制电路收到低电平的第一电信号时,控制开关电路关闭,同时该切换控制电路输出低电平的第二电信号到其他输入支路的切换控制电路;

    39、按优先级从高到低依次判断其他的输入电源是否有接入,控制优先级更高的其他输入电源为储能电路及照明装置供电,同时其他输入支路的开关电路全部关闭,完成掉电自动切换;

    40、s2:人工手动切换:在所述照明装置正常运行过程中,根据预设需求,人工调高当前输入支路的检测电路的预设阈值,使当前输入支路的检测电路输出低电平的第一电信号,切换控制电路输出低电平的第二电信号,从而屏蔽当前输入支路的输入电源;

    41、同时调低待接入输入支路的检测电路的预设阈值,使待接入输入支路的检测电路输出高电平的第一电信号;待接入输入支路的切换控制电路收到高电平的第一电信号和当前输入支路低电平的第二电信号后,控制待接入输入支路的开关电路打开,从而接入待接入输入支路的输入电源,完成人工手动切换。

    42、与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:

    43、本发明提供一种led照明装置的电源切换电路及其控制方法,输入电源的接入仅与其本身的优先级和电压是否大于预设阈值有关,高优先级的电源电压可以大于、小于或等于低优先级的电压,电路设置更加灵活,可适配的电源更加广泛;

    44、其次,本发明还设置了切换控制电路,保证同一时刻最多只能有一种输入电源接入,避免多个输入电源接入造成短路,导致照明装置工作不稳定;

    45、另外,在照明装置正常运行过程中,通过灵活调整各个检测电路的预设阈值,可以根据需求,随时接入高于或低于当前优先级电源的电源,切换的灵活性大大提高;同时实现了热切换,在切换过程中不会出现照明装置掉电的现象,进一步提高了照明装置的工作稳定性。


    技术特征:

    1.一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,包括:按优先级从高到低依次设置的若干个输入支路,以及偏置电源电路和储能电路;

    2.根据权利要求1所述的一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,所述输入电源的类型包括:市电、蓄电池、ac-dc电源、dc-dc电源和电池箱。

    3.根据权利要求1所述的一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,每个所述检测电路均包括:比较器、第一~第五电阻、第一和第二电容、稳压二极管,以及开关;

    4.根据权利要求1所述的一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,每个所述切换控制电路均包括:第六~第十二电阻、第一和第二nmos管、npn三极管、第三电容,以及第一二极管;

    5.根据权利要求4所述的一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,除优先级最高的切换控制电路外,其他所述切换控制电路还包括:第十三和第十四电阻,以及第三nmos管;

    6.根据权利要求5所述的一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,对于每个所述切换控制电路,当其他切换控制电路的第二电信号输入该切换控制电路的第八电阻时,以及高优先级输入支路的第一电信号输入该切换控制电路的第十三电阻时,经过一个正向的二极管后进行信号输入。

    7.根据权利要求1所述的一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,每个所述开关电路均包括:第十五和第十六电阻,以及第四和第五nmos管;

    8.根据权利要求1所述的一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,所述偏置电源电路包括:tx4139电源芯片、第十七~第二十一电阻、第四~第九电容、第二二极管,以及电感;

    9.根据权利要求1所述的一种led照明装置的电源切换电路,其特征在于,所述储能电路包括若干个并联的蓄能电容,每个蓄能电容的一端分别连接所有输入支路的输出端,以及照明装置的供电端;每个蓄能电容的另一端均接地。

    10.一种led照明装置的电源切换电路控制方法,基于权利要求1~9任意一项中所述的led照明装置的电源切换电路,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明提供一种LED照明装置的电源切换电路及其控制方法,在电源切换电路中,按优先级从高到低依次设置有若干个输入支路,以及偏置电源电路和储能电路;输入电源的接入仅与其本身的优先级和电压是否大于预设阈值有关,电路设置更加灵活,可适配的电源更加广泛;同时,本发明设置有相互连接的切换控制电路,保证了同一时刻仅有一种输入电源接入,避免多个输入电源接入造成短路,导致照明装置工作不稳定;另外,通过灵活调整各个检测电路的预设阈值,可以根据需求随时接入高于或低于当前优先级电源的电源,切换的灵活性大大提高;且能够实现热切换,在切换过程中不会出现照明装置掉电的现象,进一步提高了照明装置的工作稳定性。

    技术研发人员:林贵彬,许卓周
    受保护的技术使用者:广东南光影视器材有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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