安全應急燈的製作方法

2023-05-09 00:21:12 3

本發明涉及一種照明用燈具，尤其涉及一種可充當應急照明用的燈具。

背景技術：

由於LED光源具有亮度高、能耗低等優點，越來越多地被用作各種場合的照明之用。而利用電池點亮LED光源並讓其持續照明一段較長的時間以便在市電短暫中斷期間繼續照明也是可取的做法。常規的應急燈雖然具有斷開市電即自動亮起的功能，然而卻沒有接通電源也可手動亮起以及斷開電源也可手動關閉的功能。

目前市面在售的燈具是不能滿足以下場景的功能需求的：採用常規的供電接線方式，在有市電供給的情況下，燈具由牆壁開關控制亮滅；在市電突然中斷的情況下，燈具自動亮起並可由牆壁開關控制其關閉或再次亮起。如果市電突然中斷的時間是處在人員活動頻繁的時間，則燈具自動亮起可減少人員的恐慌以及碰撞意外；如果市電突然中斷的時間是處在白天或者人員活動不頻繁的時間，則燈具自動亮起後，人們更希望先關閉這樣的燈具以保留燈具所儲的電力，而在有需要的時候才打開，而且是像市電沒有中斷時一樣在對應的牆壁開關上將燈具打開。

於是需要一種能滿足以上場景的新燈具。

技術實現要素：

本發明提供一種安全應急燈，可作為常規照明燈具之用，並且在市電中斷期間可通過牆壁開關實現關閉。

採用以下的技術方案：

安全應急燈，包括主光源、主光源供電電路、主光源控制電路、晶片電源正極VCC生成電路、充電電路、電池、火線接線端J9和零線接線端J10；特別地，還包括可編程控制晶片U2、失電監測電路和測試電路；所述晶片電源正極VCC生成電路的輸入端連通所述電池的正極以及主光源供電電路的正極；所述晶片電源正極VCC生成電路的輸出端是晶片電源正極VCC，晶片電源正極VCC向所述可編程控制晶片U2供電；所述可編程控制晶片U2包括用於監測市電狀態的第一檢測腳PTB5、用於輸入測試反饋的第二檢測腳PTA3、用於控制主光源控制電路啟閉的第一輸出腳PTB6和用於發出測試脈衝的第二輸出腳PTA2；所述第一檢測腳PTB5與失電監測電路的輸出節點導通；所述第二檢測腳PTA3與測試電路的輸出節點導通；所述第一輸出腳PTB6與所述主光源控制電路的控制端導通；所述第二輸出腳PTA2與所述測試電路的輸入節點導通；所述測試電路的測試端是火線接線端J9和零線接線端J10。

所述失電監測電路的輸入端可以對應連通火線接線端J9和零線接線端J10；或者可以對應連通主光源供電電路的正極輸出端和地，視失電檢測電路的結構而定。

本發明的工作原理如下：

在市電供給正常的情況下：

(1)當牆壁開關接通時，市電除供向主光源供電電路外，還對應從火線接線端J9和零線接入端供向失電監測電路，此時失電監測電路因得電而工作，於是此時可編程控制晶片U2通過第一輸出腳PTB6而控制主光源控制電路啟用，從而令燈具亮起。

(2)當牆壁開關斷開時，失電監測電路因失電而不工作，此時可編程控制晶片U2在電池電力的作用下繼續工作且得知失電監測電路失電，在此情況下，可編程控制晶片U2通過第二輸出腳PTA2而向測試電路發出特定的脈衝，測試電路將該特定的脈衝輸向火線接線端J9和零線接線端J10，由於此時牆壁開關是斷開的，於是第二檢測腳PTA3將收到連續的信號，在此情況下可編程控制晶片U2可判斷出是人為關燈，於是通過第一輸出腳PTB6而控制主光源控制電路停用，從而令燈具熄滅。

在市電意外中斷的情況下：

(1)牆壁開關處在接通狀態時，失電監測電路因失電而不工作，此時可編程控制晶片U2在電池電力的作用下繼續工作且得知失電監測電路失電，可編程控制晶片U2通過第二輸出腳PTA2而向測試電路發出特定的脈衝，測試電路將該特定的脈衝輸向火線接線端J9和零線接線端J10，由於此時牆壁開關是接通的，脈衝可經牆壁開關以及火線接線端J9和零線接線端J10而進入其他沒有關閉牆壁開關或電源開關的用電器(因為意外斷電時通常有其他的用電器與火線和零線處於接通狀態)，因而第二檢測腳PTA3能收到脈衝信號，此時可編程控制晶片U2可判斷出是意外斷電，於是將通過第一輸出腳PTB6而控制主光源控制電路啟用，也即令燈具亮起，實現應急照明。此後，用戶手動關閉牆壁開關，則參照以上對市電供給正常情況(2)的說明，第二檢測腳PTA3將收到連續的信號，可編程控制晶片U2可判斷出是人為關燈，於是通過第一輸出腳PTB6而控制主光源控制電路停用，從而令燈具熄滅。

(2)牆壁開關處在關閉狀態時，參照以上對市電供給正常情況(2)的說明，第二檢測腳PTA3將收到連續的信號，可編程控制晶片U2可判斷出是人為關燈，於是通過第一輸出腳PTB6而控制主光源控制電路停用，從而燈具仍舊處在熄滅狀態。此後，用戶手動打開牆壁開關，則參照以上對市電意外中斷情況(1)的說明，第二檢測腳PTA3能收到脈衝信號，此時可編程控制晶片U2可判斷出是意外斷電，於是將通過第一輸出腳PTB6而控制主光源控制電路啟用，也即令燈具亮起，實現應急照明。

本發明的安全應急燈具有可用於常規照明，意外斷電時會自動亮起，卻又可通過牆壁開關關閉的特點，而且接線方式常規，易於推廣使用。

附圖說明：

圖1是實施例1的電路原理圖；

圖2是圖1的局部放大圖一；

圖3是圖1的局部放大圖二；

圖4是實施例2的主光源供電電路的原理圖；

圖5是實施例2的充電電路和晶片電源正極VCC生成電路的原理圖；

圖6是實施例2中由主光源供電電路生成驅動電源正極VEE的原理圖；

圖7是實施例2的失電監測電路的原理圖；

圖8是實施例2的主光源控制電路的原理圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明內容作進一步說明。

實施例1

如圖1、圖2、圖3所示，本實施例的安全應急燈包括：主光源(未畫出)、主光源供電電路、主光源控制電路、晶片電源正極VCC生成電路、充電電路、電池(未畫出)、火線接線端J9和零線接線端J10。還包括可編程控制晶片U2、失電監測電路和測試電路。

其中：如圖1、圖2、圖3所示，由主光源供電電路生成驅動電源正極VEE，驅動電源正極VEE經二極體D17和電阻R20而成為主光源供電電路正極VDD。驅動電源正極VEE同時輸入充電電路，由充電電路在電池處在預定的低壓狀態時對電池進行充電。本實施例採用低壓差線性穩壓器U1作為晶片電源正極VCC生成電路的主要元件，將電池的正極BATT POS以及主光源供電電路正極VDD均連通至低壓差線性穩壓器U1的輸入端，本實施例的低壓差線性穩壓器U1採用通用器件MCP1801T，而低壓差線性穩壓器U1的輸出端則作為晶片電源正極VCC。晶片電源正極VCC向可編程控制晶片U2供電。本實施例採用通用器件MC9S08SH8作為可編程控制晶片U2，並將其管腳作如下定義：用於監測市電狀態的第一檢測腳PTB5，對應MC9S08SH8的第7腳；用於輸入測試反饋的第二檢測腳PTA3，對應MC9S08SH8的第13腳；用於控制主光源控制電路啟閉的第一輸出腳PTB6，對應MC9S08SH8的第6腳；和用於發出測試脈衝的第二輸出腳PTA2，對應MC9S08SH8的第14腳。應當說明的是，本領域技術人員選擇其他管腳而作出相同定義的行為應當被視為實施本技術方案的行為。

如圖1、圖2、圖3所示，第一檢測腳PTB5與失電監測電路的輸出節點A導通。第二檢測腳PTA3與測試電路的輸出節點B導通。第一輸出腳PTB6與主光源控制電路的控制端C導通。第二輸出腳PTA2與測試電路的輸入節點D導通。而測試電路的測試端是火線接線端J9和零線接線端J10。應當說明的是，為保障測試電路的安全，本實施例在火線接線端J9後串接了保險絲F1和電阻R33後，再作為測試電路的測試端。

如此，在市電供給正常的情況下：當牆壁開關接通時，主光源亮起；當牆壁開關斷開時，主光源熄滅。在牆壁開關處在接通狀態而市電意外中斷時，主光源自動亮起，此時可通過牆壁開關手動關閉主光源；在牆壁開關處在斷開狀態且市電中斷時，主光源不會自動亮起，此時可通過牆壁開關手動打開主光源。

如圖1、圖2、圖3所示，本實施例中，失電監測電路的結構如下：電阻R38的一端連接到主光源供電電路的正極輸出端，該正極輸出端也是失電監測電路的輸入端，電阻R38的另一端連接到二極體D12的正極，二極體D12的負極連接到三極體Q5的基極，三極體Q5的發射極連接到晶片電源正極VCC，三極體Q5的集電極連接到電阻R7的一端，電阻R7的另一端連接到主光源供電電路的地；三極體Q5的集電極作為失電監測電路的輸出節點A。

如圖1、圖2、圖3所示，本實施例中，測試電路的結構如下：三極體Q10的發射極與晶片電源正極VCC連接，三極體Q10的基極與可編程控制晶片U2的第二輸出腳PTA2連接，電阻R62的一端與三極體Q10的發射極連接，電阻R62的另一端與三極體Q10的集電極連接，三極體Q10的集電極與電阻R59的一端連接，電阻R59的另一端與主光源供電電路的地連接，三極體Q10的集電極還與電阻R34的一端連接，電阻R34的另一端與二極體D9的正極連接，二極體D9的負極與主光源供電電路的地連接，二極體D9的正極還與二極體D10的正極連接，二極體D10的負極主光源供電電路的地連接，二極體D9的正極還與變壓器T1的初級線圈的一端連接，變壓器T1的初級線圈的另一端與主光源供電電路的地連接，變壓器T1的次級線圈的一端與電容C17的一端連接，電容C17的另一端經電阻R33和保險絲F1而與火線接線端J9連接，變壓器T1的次級線圈的另一端與零線接線端J10連接，二極體D9的正極還與電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端與二極體D18的正極連接，二極體D18的負極與主光源供電電路的地連接，二極體D18的正極還與二極體D19的正極連接，二極體D19的負極與主光源供電電路的地連接，二極體D18的正極還與電阻R58的一端連接，電阻R58的另一端與主光源供電電路的地連接，二極體D18的正極還與可編程控制晶片U2的第二檢測腳PTA3連接；三極體Q10的基極作為測試電路的輸入節點D，二極體D18的正極作為測試電路的輸出節點B，火線接線端J9和零線接線端J10作為測試電路的測試端。

如圖1、圖2、圖3所示，本實施例中，端子J2和端子J3是用於對應連接電池的負極和正極的。而端子J12和端子J13是用於對應連接主光源的負極和正極的。

實施例2

如圖4至圖6、圖8所示，本實施例與實施例1的不同之處在於：主光源供電電路、主光源控制電路、晶片電源正極VCC生成電路、充電電路、測試電路各自的具體結構有所不同。然而這些不同的結構是本領域技術人員容易想到的。

然而圖7所示的失電監測電路的結構與實施例1的是相同的，只是電子元件的編號有所不同，並且所採用的可編程控制晶片U2在具體的選用上有所不同。

本說明書列舉的僅為本發明的較佳實施方式，凡在本發明的工作原理和思路下所做的等同技術變換，均視為本發明的保護範圍。