應急照明電路及應急照明裝置製造方法

2023-05-09 22:20:36

應急照明電路及應急照明裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了應急照明電路，包括：輸入端與交流電網連接，存儲交流電網中的電能、輸出電壓屬於交流電網中交流電經整流後的電壓範圍的電能的輔助供電電源；在交流電網正常運行和發生故障的情況下輸出不同控制信號的控制電路；切換開關，切換開關的控制端與控制電路的輸出端連接，切換開關的第一輸入端與交流電網連接，切換開關的第二輸入端與輔助供電電源的輸出端連接，切換開關的輸出端在控制信號的作用下切換連接至第一輸入端或第二輸入端，切換開關的輸出端與LED燈具中的AC/DC轉換器的輸入端連接。本實用新型公開的應急照明電路，可以為各種規格的LED燈具供電，從而降低研發成本。本實用新型還公開了應急照明裝置。
【專利說明】應急照明電路及應急照明裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於照明領域，尤其涉及應急照明電路及應急照明裝置。

【背景技術】
[0002] 在電網發生故障時，一些場所可能會因為失去照明而存在安全隱患，在這些場所 中要安裝應急照明裝置。例如在樓梯走道和安全出口都要安裝應急照明裝置。
[0003] 目前的應急照明多採用以下方式：在交流電網正常輸出時，由AC/DC轉換器將交 流電網中的交流電轉換為符合LED光源電能需求的直流電，為LED光源供電，交流電網同時 為輔助供電電源充電。在交流電網發生故障時，由輔助供電電源提供符合LED光源電能需 求的直流電，為LED光源供電。
[0004] 但是，不同規格LED光源對電能的需求（具體指電壓、電流和功率）也不同，這導 致需要為不同規格的LED光源配置不同的應急照明電路，由此導致研發成本的提高。 實用新型內容
[0005] 有鑑於此，本實用新型的目的在於提供能夠兼容不同規格LED光源的應急照明電 路。同時，本實用新型還提供相應的應急照明裝置。
[0006] 為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
[0007] 本實用新型公開了一種應急照明電路，包括：
[0008] 輸入端與交流電網連接，存儲所述交流電網中的電能、輸出電壓屬於所述交流電 網中交流電經整流後的電壓範圍的電能的輔助供電電源；
[0009] 在所述交流電網正常運行和發生故障的情況下輸出不同控制信號的控制電路；
[0010] 切換開關，所述切換開關的控制端與所述控制電路的輸出端連接，所述切換開關 的第一輸入端與所述交流電網連接，所述切換開關的第二輸入端與所述輔助供電電源的輸 出端連接，所述切換開關的輸出端在所述控制信號的作用下切換連接至所述第一輸入端或 第二輸入端，所述切換開關的輸出端作為所述應急照明電路的輸出端、與LED燈具中的AC/ DC轉換器的輸入端連接。
[0011] 優選的，在上述應急照明電路中，所述輔助供電電源包括充電模塊、儲能模塊和 DC/DC模塊；
[0012] 所述充電模塊的輸入端與所述交流電網連接，所述充電模塊的輸出端與所述儲能 模塊的輸入端連接，所述儲能模塊的輸出端與所述DC/DC模塊的輸入端連接，所述DC/DC模 塊將所述儲能模塊輸出的電能轉換為電壓屬於所述交流電網中交流電經整流後的電壓範 圍的直流電，所述DC/DC模塊的輸出端為所述輔助供電電源的輸出端。
[0013] 優選的，在上述應急照明電路中，所述控制電路包括第一電阻、第二電阻、第三電 阻、第一開關管和第二開關管；
[0014] 所述第一電阻的第一端連接至所述充電模塊的輸出端，所述第一電阻的第二端端 通過所述第二電阻接地；
[0015] 所述第一開關管的控制端連接至所述第一電阻和所述第二電阻的公共端，所述第 一開關管的輸入端通過所述第三電阻連接至所述儲能模塊的輸出端，所述第一開關管的輸 出端接地；
[0016] 所述第二開關管的控制端連接至所述第一開關管的輸入端，所述第二開關管的輸 入端連接至所述儲能模塊的輸出端，所述第二開關管的輸出端作為所述控制電路的輸出 端。
[0017] 優選的，在上述應急照明電路中，所述切換開關為雙刀雙擲型繼電器；
[0018] 所述繼電器的線圈作為所述切換開關的控制端串聯在所述第二開關管的輸出端 和接地端之間；
[0019] 所述繼電器的第一組轉換觸點中，第一動觸點連接至所述AC/DC轉換器的第一輸 入端，第一常閉觸點連接至所述交流電網的火線，第一常開觸點連接至所述輔助供電電源 的正輸出端；
[0020] 所述繼電器的第二組轉換觸點中，第二動觸點連接至所述AC/DC轉換器的第二輸 入端，第二常閉觸點連接至所述交流電網的零線，第二常開觸點連接至所述輔助供電電源 的負輸出端。
[0021 ] 優選的，上述應急照明電路還包括：與所述控制電路連接，根據測試指令輸出低電 平信號至所述第一開關管的控制端的測試電路。
[0022] 優選的，在上述應急照明電路中，所述DC/DC模塊為升壓變換器、反激變換器或者 升降壓變換器。
[0023] 優選的，在上述應急照明電路中，所述DC/DC模塊在所述交流電網正常運行時停 止工作。
[0024] 優選的，在上述應急照明電路中，所述控制電路在所述DC/DC模塊的輸出電壓降 低至預設範圍內時，控制所述切換開關的輸出端切換連接至所述第一輸入端。
[0025] 本實用新型還公開了一種應急照明裝置，包括上述任意一種應急照明電路和LED 燈具；
[0026] 所述LED燈具包括AC/DC轉換器和LED光源；
[0027] 所述應急照明電路中切換開關的輸出端與所述AC/DC轉換器的輸入端連接，所述 LED光源與所述AC/DC轉換器的輸出端連接。
[0028] 優選的，上述應急照明裝置還包括第二開關，所述應急照明電路中切換開關的第 一輸入端通過所述第二開關與所述交流電網連接。
[0029] 由此可見，本實用新型的有益效果為：本實用新型公開的應急照明電路，在交流電 網發生故障時由輔助供電電源為LED燈具中的AC/DC轉換器提供輸入電壓，由於AC/DC轉 換器的輸入電壓（也就是電網電壓）是相對固定的，因此只要輔助供電電源的輸出電壓滿 足電網電壓要求，就能為該電網中的各種規格的LED燈具充當應急電源，避免分別為各種 規格的LED燈具開發不同的應急照明電路，從而降低研發成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本 實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還 可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0031] 圖1為本實用新型公開的一種應急照明電路的結構示意圖；
[0032] 圖2為本實用新型公開的一種輔助供電電源的結構示意圖；
[0033] 圖3為本實用新型公開的一種控制電路的電路圖；
[0034] 圖4為本實用新型公開的一種控制電路和測試電路的電路圖；
[0035] 圖5為本實用新型公開的一種應急照明裝置的結構示意圖；
[0036] 圖6為本實用新型公開的另一種應急照明裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0037]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新 型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施 例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於 本實用新型保護的範圍。
[0038] 本實用新型公開一種能夠兼容不同規格LED光源的應急照明電路。
[0039] 參見圖1，圖1為本實用新型公開的一種應急照明電路的結構示意圖。該應急照明 電路包括輔助供電電源1〇〇、控制電路200和切換開關300。
[0040] 其中：
[0041] 輔助供電電源100的輸入端與交流電網連接，能夠存儲交流電網中的電能並輸出 電能，輔助供電電源100輸出的電能的電壓屬於交流電網中交流電經整流後的電壓範圍。
[0042] 控制電路200在交流電網正常運行和發生故障的情況下，輸出不同的控制信號。
[0043] 切換開關300的控制端與控制電路200的輸出端連接，切換開關300的第一輸入 端與交流電網連接，切換開關300的第二輸入端與輔助供電電源100的輸出端連接，切換開 關300的輸出端在控制電路200輸出的控制信號的作用下切換連接至第一輸入端或第二輸 入端，切換開關300的輸出端作為應急照明電路的輸出端、與LED燈具中的AC/DC轉換器的 輸入端連接，在圖1中未示出LED燈具。
[0044] 下面對圖1所示應急照明電路的運行過程進行說明。
[0045] 在交流電網正常運行時，控制電路200輸出第一控制信號，以控制切換開關300的 輸出端與第一輸入端連接，此時由交流電網直接為LED燈具供電。在這個過程中，輔助供電 電源100接收交流電網的電能並進行存儲。
[0046] 在交流電網發生故障無法繼續供電時，控制電路200輸出第二控制信號，以控制 切換開關300的輸出端與第二輸入端連接，此時輔助供電電源100對自身存儲的電能進行 轉換，輸出電壓屬於交流電網中的交流電經整流後的電壓範圍的電能，也就是輸出電壓屬 於LED燈具中AC/DC轉換器的輸入電壓範圍內的電能，由AC/DC轉換器進一步進行轉換後 為LED燈具中的LED光源供電。這裡需要說明的是，當AC/DC轉換器的輸入電壓在額定輸 入電壓的正負10%之間波動時，AC/DC轉換器仍能穩定運行。以220V的交流電網為例，當 輔助供電電源100的輸出電壓處於198V至242V之間時，LED燈具中的AC/DC轉換器都可 以穩定運行，保證LED光源正常發光。
[0047] 本實用新型公開的應急照明電路，在交流電網正常運行時，控制電路200控制切 換開關300連接交流電網和LED燈具中的AC/DC轉換器，由交流電網直接為LED燈具供電， 在交流電網發生故障時，控制電路200控制切換開關300連接輔助供電電源100和LED燈具 中的AC/DC轉換器，由輔助供電電源100為AC/DC轉換器提供輸入電壓，之後由AC/DC轉換 器為LED光源供電。本實用新型公開的應急照明電路，在交流電網發生故障時由輔助供電 電源100為LED燈具中的AC/DC轉換器提供輸入電壓，由於AC/DC轉換器的輸入電壓（也 就是電網電壓）是相對固定的，因此只要輔助供電電源100的輸出電壓滿足電網電壓要求， 就能為該電網中的各種規格的LED燈具充當應急電源，避免分別為各種規格的LED燈具開 發不同的應急照明電路，從而降低研發成本。
[0048] 在圖1所示應急照明電路中，輔助供電電源100的結構可以如圖2所示，包括充電 模塊101、儲能模塊102和DC/DC模塊103。
[0049] 其中，充電模塊101的輸入端能夠與交流電網連接，充電模塊101的輸出端與儲能 模塊102的輸入端連接，儲能模塊102的輸出端與DC/DC模塊103的輸入端連接，DC/DC模 塊103的輸出端為輔助供電電源100的輸出端、與切換開關300的第二輸入端連接。在交 流電網正常運行時，充電模塊101接收交流電網中的電能，並將電能轉換後存儲於儲能模 塊102, DC/DC模塊103將儲能模塊102中存儲的電能轉換為直流電，該直流電的電壓屬於 交流電網中的交流電經整流後的電壓範圍，也就是該直流電的電壓屬於LED燈具中AC/DC 轉換器的輸入電壓範圍內。
[0050] 實施中，充電模塊101和DC/DC模塊103採用現有的電路或晶片。儲能模塊102 採用充電電池。
[0051] 另外，在圖1所示應急照明電路中，控制電路200可以由分立元件構成。圖3示出 了控制電路的一種結構。包括：第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一開關管Q1和 第二開關管Q2。
[0052] 其中：
[0053] 第一電阻R1的第一端連接至充電模塊101的輸出端（圖中以a表不），第一電阻 R1的第二端通過第二電阻R2接地。
[0054] 第一開關管Q1的控制端連接至第一電阻R1和第二電阻R2的公共端，第一開關管 Q1的輸入端通過第三電阻R3連接至儲能模塊102的輸出端（圖中以b表示），第一開關管 Q1的輸出端接地。
[0055] 第二開關管Q2的控制端連接至第一開關管Q1的輸入端，第二開關管Q2的輸入端 連接至儲能模塊102的輸出端，第二開關管Q2的輸出端作為控制電路200的輸出端。
[0056] 當交流電網正常運行時，輔助充電電源100中充電模塊101和儲能模塊102的輸 出端有電壓輸出，此時第一開關管Q1導通、第二開關管Q2關斷，第二開關管Q2的輸出端輸 出低電平信號。當交流電網出現故障時，輔助充電電源100中充電模塊101的輸出端不再 輸出電壓信號，而儲能模塊102的輸出端有電壓輸出，此時第一開關管Q1關斷，而第二開關 管Q2導通，第二開關管Q2的輸出端輸出高電平信號。
[0057] 實施中，第一開關管Q1和第二開關管Q2可以採用NPN型三極體，或者是N溝道場 效應管。
[0058] 基於圖3所示的控制電路，切換開關300可以採用雙刀雙擲型繼電器實現。具體 的：
[0059] 繼電器KM1的線圈作為切換開關300的控制端串聯在第二開關管Q2的輸出端和 接地端之間，如圖3中所示。
[0060] 繼電器KM1的第一組轉換觸點中，第一動觸點連接至LED燈具中AC/DC轉換器的 第一輸入端，第一常閉觸點連接至交流電網的火線，第一常開觸點連接至輔助供電電源1〇〇 的正輸出端，當輔助供電電源100採用圖2所示結構時，第一常開觸點連接至DC/DC模塊 103的正輸出端。
[0061] 繼電器KM1的第二組轉換觸點中，第二動觸點連接至LED燈具中AC/DC轉換器的 第二輸入端，第二常閉觸點連接至交流電網的零線，第二常開觸點連接至輔助供電電源1〇〇 的負輸出端，當輔助供電電源100採用圖2所示結構時，第二常開觸點連接至DC/DC模塊 103的負輸出端。
[0062] 當交流電網正常運行時，第二開關管Q2的輸出端輸出低電平信號，此時繼電器 KM1的線圈中沒有電流流過，在第一組轉換觸點中，第一動觸點與第一常閉觸點連接，在第 二組轉換觸點中，第二動觸點與第二常閉觸點連接，在這種情況下由交流電網直接為LED 燈具供電。當交流電網發生故障時，第二開關管Q2的輸出端輸出高電平信號，此時繼電器 KM1的線圈中有電流流過，在第一組轉換觸點中，第一動觸點切換至與第一常開觸點連接， 在第二組轉換觸點中，第二動觸點切換至與第二常開觸點連接，在這種情況下由輔助供電 電源100為LED燈具供電。
[0063] 實施中，還可以在應急照明電路中設置測試電路，該測試電路與控制電路連接，根 據測試指令輸出低電平信號至第一開關管Q1的控制端。操作人員可以給出測試指令，通 過測試電路模擬交流電網故障，以便驗證應急照明電路在交流電網發生故障時是否可以為 LED燈具正常供電，防止出現在交流電網真正故障時應急照明電路失效的現象。
[0064] 測試電路可以採用多種結構實現，這裡結合圖4對其中一種結構進行說明。測試 電路包括第一開關K1，第一開關管Q1的控制端通過第一開關K1接地。操作人員按下第一 開關K1後，第一開關管Q1的控制端接地，也就是在第一開關管Q1的控制端加載一低電平 信號，從而模擬出交流電網故障時加載在第一開關管Q1的控制端的電信號。如果在操作人 員按下第一開關K1後，與該應急照明電路連接的LED燈具仍被點亮，則確定應急照明電路 能夠正常運行。
[0065] 在本實用新型公開的應急照明電路中，輔助供電電源100中的儲能模塊102的電 壓相對於電網電壓較低，因此DC/DC模塊103優選採用具有升壓功能的轉換電路，例如：升 壓變換器（boost變換器）、反激變換器（flyback變換器）和升降壓變換器（buckboost變 換器）。
[0066] 在應急照明電路使用過程中，在交流電網正常運行時，可以控制輔助供電電源100 中的DC/DC模塊103停止工作。其原因在於：在交流電網正常運行時，切換開關300在控制 電路200的控制下切換至由交流電網為LED燈具供電，在這種情況下，雖然DC/DC模塊103 處於空載狀態，但仍有空載損耗，因此為了節約能源，優選的控制DC/DC模塊103停止工作。 [0067] 在交流電網從故障狀態恢復正常時，如果直接控制切換開關300切換至由交流電 網為LED燈具供電，可能會由於DC/DC模塊103的輸出電壓較高引起電弧，造成切換開關 300的損壞。因此，作為優選方案，在交流電網從故障狀態恢復正常時，首先控制DC/DC模塊 103停止工作，以使得DC/DC模塊103的輸出電壓降低至預設範圍內，之後再控制切換開關 300切換至由交流電網為LED燈具供電。該預設範圍為切換開關300標稱的斷開時不會引 起電弧的安全電壓範圍。
[0068] 本實用新型還公開一種應急照明裝置，其結構如圖5所示。包括：應急照明電路10 和LED燈具20。
[0069] 其中，應急照明電路10為本實用新型前述公開的任意一種應急照明電路，包括輔 助供電電源100、控制電路200和切換開關300。應急照明電路10的具體結構請參見前文 描述，這裡不再進行贅述。
[0070] LED燈具20包括AC/DC轉換器21和LED光源22。
[0071] 應急照明電路10中切換開關300的輸出端與AC/DC轉換器21的輸入端連接，LED 光源22與AC/DC轉換器21的輸出端連接。AC/DC轉換器21對接收到的電能（來源於交流 電網或者輔助供電電源100)進行轉換，從而為LED光源22供電。
[0072] 本實用新型公開的應急照明裝置中，應急照明電路10為LED燈具20中的AC/DC 轉換器21提供輸入電壓，之後由AC/DC轉換器21對接收到的電能進行轉換後為LED光源 22供電。本實用新型公開的應急照明裝置，當LED燈具20損壞時，可以用適用於當前電網 的任意一種LED燈具替換，具有很好的復用性。
[0073] 作為優選方案，本實用新型進一步在應急照明裝置中設置第二開關K2,如圖6所 /_J、1 〇
[0074] 應急照明電路10中切換開關300的第一輸入端通過第二開關K2與交流電網連 接。該第二開關K2受人為控制，可以為按鍵型開關，也可以為聲控開關。
[0075] 在完成圖6所示應急照明裝置的安裝後，第二開關K2串聯於交流電網和切換開關 300的第一輸入端之間，這就決定了只有在交流電網正常運行時，用戶才可以通過第二開關 K2打開或者關閉LED光源22,在交流電網發生故障時，輔助供電電源100總能點亮LED光 源22,起到應急照明的作用，此時LED光源22不受第二開關K2的控制。
[0076] 另外，本實用新型公開的應急照明裝置中，LED燈具20中的LED光源22可以是一 個LED燈珠，也可以由多個LED燈珠串聯形成。
[0077] 本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0078] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新 型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因 此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1. 一種應急照明電路，其特徵在於，包括： 輸入端與交流電網連接，存儲所述交流電網中的電能、輸出電壓屬於所述交流電網中 交流電經整流後的電壓範圍的電能的輔助供電電源； 在所述交流電網正常運行和發生故障的情況下輸出不同控制信號的控制電路； 切換開關，所述切換開關的控制端與所述控制電路的輸出端連接，所述切換開關的第 一輸入端與所述交流電網連接，所述切換開關的第二輸入端與所述輔助供電電源的輸出端 連接，所述切換開關的輸出端在所述控制信號的作用下切換連接至所述第一輸入端或第二 輸入端，所述切換開關的輸出端作為所述應急照明電路的輸出端、與LED燈具中的AC/DC轉 換器的輸入端連接。
2. 根據權利要求1所述的應急照明電路，其特徵在於，所述輔助供電電源包括充電模 塊、儲能模塊和DC/DC模塊； 所述充電模塊的輸入端與所述交流電網連接，所述充電模塊的輸出端與所述儲能模塊 的輸入端連接，所述儲能模塊的輸出端與所述DC/DC模塊的輸入端連接，所述DC/DC模塊將 所述儲能模塊輸出的電能轉換為電壓屬於所述交流電網中交流電經整流後的電壓範圍的 直流電，所述DC/DC模塊的輸出端為所述輔助供電電源的輸出端。
3. 根據權利要求2所述的應急照明電路，其特徵在於，所述控制電路包括第一電阻、第 二電阻、第三電阻、第一開關管和第二開關管； 所述第一電阻的第一端連接至所述充電模塊的輸出端，所述第一電阻的第二端端通過 所述第二電阻接地； 所述第一開關管的控制端連接至所述第一電阻和所述第二電阻的公共端，所述第一開 關管的輸入端通過所述第三電阻連接至所述儲能模塊的輸出端，所述第一開關管的輸出端 接地； 所述第二開關管的控制端連接至所述第一開關管的輸入端，所述第二開關管的輸入端 連接至所述儲能模塊的輸出端，所述第二開關管的輸出端作為所述控制電路的輸出端。
4. 根據權利要求3所述的應急照明電路，其特徵在於，所述切換開關為雙刀雙擲型繼 電器； 所述繼電器的線圈作為所述切換開關的控制端串聯在所述第二開關管的輸出端和接 地端之間； 所述繼電器的第一組轉換觸點中，第一動觸點連接至所述AC/DC轉換器的第一輸入 端，第一常閉觸點連接至所述交流電網的火線，第一常開觸點連接至所述輔助供電電源的 正輸出端； 所述繼電器的第二組轉換觸點中，第二動觸點連接至所述AC/DC轉換器的第二輸入 端，第二常閉觸點連接至所述交流電網的零線，第二常開觸點連接至所述輔助供電電源的 負輸出端。
5. 根據權利要求4所述的應急照明電路，其特徵在於，還包括與所述控制電路連接，根 據測試指令輸出低電平信號至所述第一開關管的控制端的測試電路。
6. 根據權利要求2至5中任一項所述的應急照明電路，其特徵在於，所述DC/DC模塊為 升壓變換器、反激變換器或者升降壓變換器。
7. 根據權利要求6所述的應急照明電路，其特徵在於，所述DC/DC模塊在所述交流電網 正常運行時停止工作。
8. 根據權利要求7所述的應急照明電路，其特徵在於，所述控制電路在所述DC/DC模 塊的輸出電壓降低至預設範圍內時，控制所述切換開關的輸出端切換連接至所述第一輸入 端。
9. 一種應急照明裝置，其特徵在於，包括如權利要求1至8中任一項所述的應急照明電 路和LED燈具； 所述LED燈具包括AC/DC轉換器和LED光源； 所述應急照明電路中切換開關的輸出端與所述AC/DC轉換器的輸入端連接，所述LED 光源與所述AC/DC轉換器的輸出端連接。
10. 根據權利要求9所述的應急照明裝置，其特徵在於，還包括第二開關，所述應急照 明電路中切換開關的第一輸入端通過所述第二開關與所述交流電網連接。
【文檔編號】H05B37/02GK203851342SQ201420262284
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】姜德來, 華桂潮 申請人:英飛特電子（杭州）股份有限公司