消防应急灯专用芯片HN1203使用说明书和参考电路原理.doc

一、 概述HN1203是我司自主设计的ASIC芯片，主要应用于消防应急与疏散指示照明产品上，符合国标GB17945-2010。具有应急转换，12小时定时充电，模拟断电，30天、360天定时放电，信号加注模拟测试，故障指示、故障报警、电池开路、短路检测，负载光源开路、短路检测，瞬间跳闸延时计时充电等功能。单芯片结构，外围电路简单，无须编程，内置晶振，外部无复位电路，泄放电流低，一个功能按键K1等特点。芯片可应用于应急灯、标志灯、吸顶灯、地埋灯、应急日光灯等应急类LED光源照明产品上，以及使用镍隔电池的充电产品中。二、 功能描述：1、 应急转换功能：在交流电瞬间断电或交流电压低于187V时，系统自动转入电池供电状态；2、 12小时定时充电功能：在交流电上电后，系统正常状态下，进入对电池充电，主充时间为12小时，12小时过后自动转入付充（涓流）状态，充电指示红色LED指示灯由亮变灭；3、 故障指示功能：当系统出现故障时，黄色LED指示灯发光，蜂鸣器发出报警声，表示有故障，在不同工作状态下的故障指示如下：灯具正常充电工作状态时故障指示：A、 灯源短路（任一负载光源短路）：黄色LED指示灯以2Hz频率频率闪烁，蜂鸣器响两声（后续每分钟内向两声），故障排除后回到正常主电工作状态；B、 灯源开路（任一负载光源开路）：黄色LED指示灯以2Hz频率频率闪烁，蜂鸣器响两声（后续每分钟内鸣响两声），故障排除后回到正常主电工作状态；C、 电池短路：黄色LED指示灯以1Hz频率频率闪烁，蜂鸣器响两声（后续每分钟内鸣响两声），故障排除后回到正常主电工作状态；D、 电池开路：黄色LED指示灯以1Hz频率频率闪烁，蜂鸣器响两声（后续每分钟内鸣响两声），故障排除后回到正常主电工作状态。灯具在月检/年检时（包括手动、自动和快测的月检/年检）的故障指示：A、灯源短路（任一负载光源短路）：退出月检/年检，黄色LED指示灯以2Hz频率闪烁，蜂鸣器响两声（后续每分钟内响两声），故障排除后回到正常主电工作状态。B、灯源开路（任一负载光源开路）：退出月检/年检，黄色LED指示灯以2Hz频率闪烁，蜂鸣器响两声（后续每分钟内响两声），故障排除后回到正常主电工作状态。C、电池短路：退出月检/年检，黄色LED指示灯以1Hz频率闪烁，蜂鸣器响两声（后续每分钟内响两声），故障排除后应断开市电再重新上电才能回到正常主电工作状态，否则“黄色LED指示灯保持常亮，蜂鸣器每分钟内鸣响两声”的故障指示不能消除。 D、电池开路：退出月检/年检，黄色LED指示灯以1Hz频率闪烁，蜂鸣器响两声（以后每分钟内响两声），故障排除后黄色LED指示灯保持常亮，蜂鸣器每分钟内响两声，须断开市电后重新上电才能回到正常主电工作状态。E、电池过放：由于电池电量不足，月检工作时间达不到128秒、年检工作时间达不到30分钟时，黄色LED指示灯保持常亮，蜂鸣器响两声，后续每分钟响两声，须断开市电后重新上电才能回到正常的主电工作状态。备注：在灯具出现故障报警的情况下，按测试键K1不会有任何响应，是无效的，要等到故障解除后测试按键K1才恢复作用。4、 模拟断电测试功能：按住测试键K1（3秒内松手），蜂鸣器响一声，进入模拟断电应急状态，此时LED负载光源被点亮，其他指示灯不亮，再按K1键，退出模拟断电状态，返回正常工作状态。5、 手动月检功功能：按住测试键K1 3-5秒，蜂鸣器响2声后松开，进入手动月检状态，此时绿色LED指示灯以1Hz频率闪烁，LED负载光源被点亮，其他指示灯不亮。月检时间为128秒，128秒后系统回到正常的主电工作状态。6、 手动年检功能：按住测试键K1 超过5秒，蜂鸣器响3声后松手，进入手动年检状态，此时绿色LED指示灯以2Hz频率闪烁，LED负载光源被点亮，其他指示灯不亮。年检的电池放电时间要求大于30分钟，并直到电池放电终止，然后在回到主电正常工作状态，如果年检的电池放电时间小于30分钟，会故障报警与提示（黄色LED指示灯保持常亮，蜂鸣器响两声，后续每分钟响两声）。7、 加注快测功能：为了方便测试自动月检和自动年检，加注信号让芯片内部计时加快。芯片的第7脚加注43.2KHz 5V的方波脉冲进行测试，此时1分钟相当于1个月，12分钟就是1年（为了判断芯片的第7脚是否有信号加注，可用示波器测试芯片的第2脚，第2脚的频率应为第7脚的1/2，标准频率为1Hz。特别说明：加注信号快速测试30天、360天定时放电时，不影响12小时的充电计时时间，加注的信号只会改变30天、360天的计时时间。8、 电池过放保护功能：电池放电终止电压应不小于额定电压的80%（1.2V电池的放电截止电压不能低于0.96V）。在应急状态下，电池过放，系统自动关闭，重新上交流电，回到主电充电状态；年检电池过放，会故障报警与提示（黄色LED指示灯常亮，蜂鸣器响两声，后续每分钟响两声），重新上交流电可进入正常充电状态。9、 瞬间跳闸延时计时充电功能：电池充电过程中，市电断电只要不超过8秒钟，电池保持充满电状态，不需要重新计时充电。10、30天、360天定时放电功能：芯片在12小时充电完毕后，再经过36小时后，才进入30天计时，30天计时到达后，放电128秒，然后再累计11个30天计时，进入360天放电，放电时间大于30分钟，直到电池放电完毕为止，放电完毕又重新恢复到主电充电正常工作状态，整个过程是芯片自动完成。11、状态指示：a、主电指示：绿色LED指示灯长亮；b、充电指示：红色LED指示灯长亮；c、故障指示：黄色LED指示灯以1Hz频率闪表示电池有故障；黄色LED指示灯以2Hz频率闪表示负载光源有故障；黄色LED指示灯常亮表示年检/月检时电池过放。并伴有蜂鸣器响两声（每隔一分钟响一次）；d、月检指示：绿色LED指示灯以1Hz频率闪；e、年检指示：绿色LED指示灯以2Hz频率闪。三、按键K1操作： 1、进入模拟断电状态：主电状态 模拟断电 主电状态指示灯：绿、红灯亮，黄色LED指示灯灭；负载光源：不亮指示灯：绿、红、黄色LED指示灯全灭；负载光源：亮指示灯：绿、红灯亮，黄色LED指示灯灭；负载光源不亮按 住“K1”键K1 3秒内松开“K1”时间不超过3秒2、进入手动月检状态：主电状态 模拟断电 月检状态 指示灯：绿灯以1Hz闪烁，红、黄色LED指示灯灭；负载光源：亮指示灯：绿、红、黄色LED指示灯全灭；负载光源亮指示灯：绿、红灯亮，黄色LED指示灯灭；负载光源不亮指示灯：绿、红灯亮，黄色LED指示灯灭；负载光源：不亮按住“K1”键K13秒内 35秒内松开“K1” 主电状态指示灯：绿、红灯亮，黄色LED指示灯灭；负载光源不亮持续128秒后或按下“K1”键K1 3、进入手动年检状态： 主电状态 模拟断电 年检状态 指示灯：绿、红灯亮，黄色LED指示灯灭；负载光源：不亮指示灯：绿灯以2Hz闪烁，红、黄色LED指示灯灭；负载光源亮指示灯：绿、红、黄色LED指示灯全灭；负载光源：亮指示灯：绿、红灯亮，黄色LED指示灯灭；负载光源：不亮按住“K1”键K1 按住K1键K1超过 时间不超过3秒 5秒后松开 正常状态指示灯：绿、红灯亮，黄色LED指示灯灭；负载光源：不亮直到电池放电终止或按一下“K1”键退出4、按键K1各状态的操作与说明：a、主电正常状态：在主电正常状态（绿色LED指示灯亮，红色LED充电指示灯亮，黄色LED指示灯灭）下，按K1键进入模拟断电状态，按住K1键3-5秒，听到两声连响进入手动月检状态；按住K1键超过5秒，听到三声连响进入手动年检状态。b、故障状态：在有主电，但有负载光源或电池故障时（绿色LED指示灯亮，黄色LED指示灯闪，并蜂鸣器每隔一分钟响一次（两声），按K1键无动作。c、手动月检或在加快测试中的模拟月检按K1键退出手动月检；d、手动年检或在加快测试中的模拟年检按K1键退出手动年检；e、电池过放：在月检或年检电池故障或电池过放按K1键退回到主电状态；f、断电应急时：在断电应急时，按K1键，退出应急，回到静态状态。四、芯片参数：A、供电电压：2.5V-5.5V;B、泄放电流：小于1uA；C、工作温度：-10-70D、存储温度：-20-125五、引脚排列与说明:引脚说明：管脚号名称说 明PIN1VDD电源VDD输入脚，电源输入范围：2.25.5V，典型值：5V；PIN2CLK1M内部振荡时钟输出检测脚，正常工作时输出1MHz方波信号，输出端口；PIN3BUZER蜂鸣器驱动脚，故障报警时输出2KHz， 输出端口；PIN4CHARGE电池充电控制输出端，低电平有效，输出端口；PIN5BATVT电池电压检测端，输入端口；PIN6PWMOT升压用方波输出端，PWM方波，输出端口；PIN7CNTIN加注快测引脚，用于测试自动月检和自动年检，加注43.2KHz、此时1分钟相当于1个月，12分钟相当于1年，输入端口；PIN8SWCH交流电与电池供电光源转换端，输出端口；PIN9LDTCHLED负载光源高位检测端， 输入端口；PIN10LDTLLED负载光源低位检测端， 输入端口；PIN11LEDRD充电状态指示灯， 红色表示充电， 输出端口；PIN12LEDYW故障指示灯， 输出端口；PIN13LEDGN交流电正常工作指示灯，输出端口；PIN14ACVTL交流电检测端口，输入端口；PIN15KEYIN模拟断电，30天、360天手动测试按键K1数入端，输入端口；PIN16VSS 电源地 VSS六、封装形式： 七、 测试方法与要求：A、在主充电正常工作状态下的加注信号快测的各项目测试方法与现象：序号测试项目测试操作正常测试现象1模拟自动月检测试在主电正常工作状态，在PIN7端加注测试频率21600Hz后，等待128秒，进入第一个月自动月检，停止加注信号，LED负载光源亮，绿色LED指示灯以1Hz频率闪，红色LED指示灯灭，黄色LED指示灯不亮，128S后退出自动月检，进入到主电充电状态 （按K1键也能退出自动月检）2模拟自动年检测试再加注信号，过2分钟进入到第二个月的自动月检，按一下K1键退出自动月检，再过两分钟又进入第三个月的自动月检，再按K1键退出，连续按10次K1键，到第11次时，进入自动年检，然后关掉加注信号。经过11次月检后，第12次就是年检，并且绿色LED指示灯以2Hz频率闪，LED负载光源亮，红色LED指示灯灭，黄色LED指示灯不亮,电池放电时间要求超出30分钟，直到放完，然后自动退出年检，并回到充电主电状态，此时计时时间自动清零，重新开始计时。3模拟断电测试加注信号测试中，按一下K1键（3秒以内），进入模拟断电测试蜂鸣器响一声，LED负载光源亮，绿色LED指示灯灭，红色LED指示灯灭，黄色LED指示灯不亮，3秒内松手，退出模拟断电状态.不影响加注信号计算时间。4手动月检测试加注信号测试中，按住K1键，听蜂鸣器响，先一声，再响两声后松开K1键，进入手动月检状态。绿色LED指示灯以1Hz频率闪，红色LED指示灯灭，黄色LED指示灯不亮，LED负载光源亮，在128秒后，自动退出手动月检此状态不影响加注信号计时。（按K1键也能退出手动月检）。5手动年检测试加注信号测试中，按住K1键，听蜂鸣器响，一声，两声，三声，松开K1键，绿色LED指示灯以2Hz频率闪，红色LED指示灯灭，黄色LED指示灯不亮，LED负载光源亮，电池放完电后（按K1键也能退出手动年检），退出到主电充电状态，清零，重新开始计时。6负载光源开路测试加注信号测试中，拔掉LED负载光源，绿色LED指示灯亮，红色LED指示灯亮，黄色LED指示灯以2Hz频率频率闪，蜂鸣器响两声，并每隔一分钟响一次，故障解除后，回到充电主电状态，此时时间清零，快测从第一个月开始；7负载光源短路测试加注信号测试中，短路LED负载光源，绿色LED指示灯亮，红色LED指示灯亮，黄色LED指示灯以2Hz频率频率闪，蜂鸣器响两声，并每隔一分钟响一次，故障解除后，回到充电主电状态，此时时间清零，快测从第一个月开始；8电池故障（非月检与年检中）测试拔掉电池或短路电池（模拟短路）绿色LED指示灯保持亮，红色LED指示灯灭，黄色LED指示灯以1Hz频率闪，蜂鸣器响两声，并分每隔一分钟响一次，故障解除后回到充电状态，时间清零，加速测从第一个月开始。9电池故障（月检或年检中）测试拔掉电池或短路电池（模拟短路）系统自动退出了月检或年检，绿色LED指示灯亮，红色LED指示灯灭，黄色LED指示灯亮，蜂鸣器每隔一分钟响一次（每次两声），电池故障解除后重新上电才回到充电状态，时间消零，快测重新从第一个月开始。 B、充电完成后正常工作状态下加注信号快测的各项目测试方法与现象：序号测试项目测试操作正常测试现象1模拟自动月检测试不断主电，在PIN7加入测试频率为21600Hz，过128秒，进入第一个月自动月检，停止加注信号。LED负载光源亮，绿色LED指示灯以1Hz频率闪，红色LED指示灯不亮，黄色LED指示灯不亮，128S后退出自动月检，进入到充满电状态。2模拟自动年检测试再加入加注信号21600Hz，再过120秒进入到第二个月的自动月检，按一下K1键退出自动月检，再过两分钟又进入第三个月的自动月检，再按K1键退出，连续按10次重复操作，到第11次时，进入自动年检，把加注信号停掉。经过11次月检后进入年检，LED负载光源亮，绿色LED指示灯以2Hz频率闪，红色LED指示灯不亮，黄色LED指示灯不亮，电池放电超过30分钟，直到放电完毕，自动退出年检，跳回到主电充电状态，时间清零，重新开始计时。3模拟断电测试在加注信号测试中，按下K1键（3秒内），进入模拟断电测试。蜂鸣器响一声，LED负载光源亮，绿色LED指示灯灭，红色LED指示灯不亮、黄色LED指示灯不亮，3秒内松手，退出模拟断电，并不影响加注信号计算的时间。4手动月检测试在加注信号测试中，按住K1键，听蜂鸣器响，先一声，再响两声后松开K1键，进入手动月检状态绿色LED指示灯以1Hz频率闪，红色LED指示灯不亮，黄色LED指示灯不亮，LED负载光源亮，并128秒后或按K1键，能自动退出手动月检但不影响加注信号计算的时间。（按K1键K1也能退出手动月检）5手动年检测试在加注信号测试中，按住K1键，听到蜂鸣器响，一声，两声，三声后松开K1键，进入手动年检状态，绿色LED指示灯以2Hz频率闪，红色LED指示灯不亮，黄色LED指示灯不亮，LED负载光源亮，电池放电终止后，跳回到主电充电状态，时间清零，重新开始计时，加注重新快测。6负载光源开路测试加注信号测试中，拔掉LED负载光源，绿色LED指示灯亮，红色LED指示灯不亮，黄色LED指示灯以2Hz频率闪，蜂鸣器响两声，并每隔一分钟响一次，故障解除后，回到充满电状态（红色LED指示灯灭），时间清零，快测重新开始。7负载光源短路加注信号测试中，短路LED负载光源，绿色LED指示灯亮，红色LED指示灯不亮，黄色LED指示灯以2Hz频率闪，蜂鸣器响两声，并每隔一分钟响一次，故障解除后，回到充满电状态（红色LED指示灯灭）时间清零，快测重新开始。8电池故障（非月检与年检中）拔掉电池或短路电池（模拟短路）绿色LED指示灯亮，红色LED指示灯不亮，黄色LED指示灯以1Hz频率闪，蜂鸣器响两声，并每隔一分钟响一次，故障解除后跳回到充电主电的状态（红色LED指示灯亮），计时时间清零，加速测试重新从第一个月开始。9电池故障（月检或年检中）拔掉电池或短路电池（模拟短路）系统自动退出月检或年检，绿色LED指示灯亮，红色LED指示灯不亮，黄色LED指示灯常亮，蜂鸣器响两声，每隔一分钟响一次，电池故障解除后重新上电才回到充电状态，时间消零，快测重新从第一个月开始。 C、各项目测试的参数状况表：序号测试项目测试操作参数标准测试参数备 注1电流主充电电流把电流表正极接入到BT+，电流表负极接入到电池正，再上主电充电，看电流表的读数；涓流就是等12小时后所充电的电流。（电流表并接一个开关，如关断主电时，要把开关断开，保护电流表）把电流表正接入到电池正极，把电流表负接入到BT+，电流表并接一个开关，先把开关看电流表的读数；涓流就是等12小时后所充电的电流240mA65mA5mA电池为600mA 1.2V 开关电源版本限流电阻301W，变压器版本是限流电阻821W，国标充电电流要求0.4C5A2充电涓流6mA 6mA电池为600mA 1.2V国标要求不超过0.05C5A3应急电流小于360mA290mA电感330uH，最大放电电流不应大于0.6C5A4泄放电流小于6uA 1uA没有交流电，只有电池状态 ，不超过10-5 C5A5电池过放保护电压在年检或断电应急中，在电池两端并一个电压表，在电池放电到放电终止，0.96V0.975V可调电阻，R18：R19=10K:100K,国标要求不能低于80%6时间应急转换响应时间用调压器或直接断交流电小于0.25秒 0.12秒高危区域转换时间不应大于0.25秒7充电时间上主电红色LED指示灯亮，到红色LED指示灯灭12小时12小时03分钟设计标准12小时8负载光源故障，电池充电时间拔掉或短路负载光源上主电充电12小时12小时03分设计标准12小时9断电延时计时功能关掉交流电，用秒表测5秒再接通交流电测试充电总时间是否超过12小时，小于8秒110分钟跟电池有关，国标要求大于30分钟 13加注信号与实际时间，加注信号21600Hz第一个月检128秒年检24分钟8秒第一个月检进入时间130秒，年检时间24分钟20秒加注信号的1Hz等于系统的1秒，21.6KHz相当于2分钟，代表一个月的时间。误差30天2天。14IC工作电压用精密稳压电源0.1一个档测试IC正常工作电压范围，5.0V3.6V-5.8V系统正常工作电压范围序号测试项目测试操作参数标准测试参数备 注1电流主充电电流把电流表正极接入到BT+，电流表负极接入到电池正，再上主电充电，看电流表的读数；涓流就是等12小时后所充电的电流。（电流表并接一个开关，如关断主电时，要把开关断开，保护电流表）把电流表正接入到电池正极，把电流表负接入到BT+，电流表并接一个开关，先把开关看电流表的读数；涓流就是等12小时后所充电的电流240mA65mA5mA2充电涓流6mA 6mA3应急电流小于360mA290mA4泄放电流小于6uA 1uA5电池过放保护电压在年检或断电应急中，在电池两端并一个电压表，在电池放电到放电终止，0.96V0.975V可调电阻，R18：R19=10K:100K,国标要求不能低于80%6时间应急转换响应时间用调压器或直接断交流电小于0.25秒 0.12秒7充电时间上主电红色LED指示灯亮，到红色LED指示灯灭12小时12小时03分钟8负载光源故障，电池充电时间拔掉或短路负载光源上主电充电12小时12小时03分9断电延时计时功能关掉交流电，用秒表测5秒再接通交流电测试充电总时间是否超过12小时，小于8秒110分钟13加注信号与实际时间，加注信号21600Hz第一个月检128秒年检24分钟8秒第一个月检进入时间130秒，年检时间24分钟20秒14IC工作电压用精密稳压电源0.1一个档测试IC正常工作电压范围，5.0V3.6V-5.8V系统正常工作电压范围D、主电充电正常状态下的测试项目与测试现象：序号测试项目测试操作测试正确现象备注1应急转换测试把测试的灯具AC输入端接至AC调压器输出，调节调压器，改变输入电压，测量应急的跳入与跳出输入电压，转应急状态：绿色LED指示灯由亮变灭，红色LED指示灯由亮转灭，黄色LED指示灯不亮，负载LED光源由不亮变亮。转正常工作状态：绿色LED指示灯由灭变亮，红色LED指示灯由灭转亮，黄色LED指示灯不亮，负载LED光源由亮变不亮由主电转换到应急输入电压在132V187V间；由应急状态转到主电正常，输入电压不能超过187V（GB17945-2010）2电池充电测试确定电池与负载光源都连接正确，接上AC电源蜂鸣器响一声，绿色指示灯亮，红色指示灯亮；黄色指示灯不亮，负载光