分體組合式節能應急燈的製作方法
2023-10-10 23:02:44 2
專利名稱：分體組合式節能應急燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種停電應急照明裝置，特別是一種分體組合式節能應急燈。
現有技術中的應急燈其蓄電部分與照明部分安裝於一個盒體內，由於蓄電部分的放置不能傾倒，照明燈的安裝又是固定的，因而光照角度範圍小，燈下位置照度低，限制了其使用領域。此外，現有應急燈一般採用變壓器充電和長期涓流式的浮充電方式，故導致無功損耗大，和蓄電池耗水量大影響壽命。同時由於其逆度升壓電路為冷陰發射，燈管靠瞬間場效應高壓啟輝，使燈管絲極產生濺射，影響燈管壽命，而且溫度適應能力差，照度差和光衰嚴重。
本實用新型的目的是提供一種蓄電池充電機部分與照部分能分離、組合，具有無功損耗小，啟動快，照度高，既可供停電應急，也可不間斷照明的分體組合式節能應急燈，以克服現有技術中的不足之處。
本實用新型的目的是這樣實現的。
分體組合式節能應急燈由蓄電池、充電機，照明燈及控制電路組成。應急燈的蓄電池和充電機即蓄電部分與照明燈部分各為獨立的整體。其蓄電部分的外殼上部設有一個提梁1、外殼的前壁上固定有兩個釘式掛柱，照明燈在後壁設有兩個與蓄電池掛柱相對應的鑰匙孔式掛臺。應急燈的控制電路由降壓直流電源電路，電壓比較電路，自動充電與應急開燈轉換電路，欠壓保護與指示電路及逆變升壓電路連接組成。
降壓直流電源電路經開關K1-1與市電連接，降壓直流電源電路輸出的控制信號經電阻R15和電容C12連接在自動充電與應急開燈轉換電路中的集成電路Ic3 4N25的1腳與2腳上，Ic3的4腳接於繼電器J1-1與J1-2間的動觸點上，Ic3的5腳經電阻R17接地，且在Ic3的5腳與R17之間通過電阻R16連接在三極體T3的基極上，T3的集電極連接在轉換繼電器J1L的電磁線圈上。J1L的常開觸點J1-1與電壓比較電路和降壓直流電源電路連接，J1L的常閉觸點J1-2和欠壓保護與指示電路連接。
在應急燈的電壓比較電路中，集成電路Ic2NE555的S腳連接有一個由電阻R10、R11和W2組成的分壓取樣電路，Ic2的R腳連接一個由電阻R12、R13和W1組成的分壓取樣電路，Ic2的Vcc腳連接在一個由電阻R6、二極體D20和電容C9組成的穩壓源上。與該穩壓源連接的兩個串聯的發光二極體D16和D17的中心點接在Ic2的Q腳上，Ic2的Q腳與降壓直流電源電路連接。
在應急燈的欠壓保護與指示電路中，由電阻R19、W3和R20構成的分壓電路與三極體T4的基極連接，T4的發射極上連有一個二極體D15，T4的集電極接繼電器J2L。繼電器J1-2的靜觸點d與J2-1的e點連接，電路中的電解電容C13的正極接於J2-1的e點，J2-1的f點上接有電解電容C14的正極。C14的負極與C13的負極連接。此外，在繼電器J1-2的d點，經電阻R18並聯有繼電器J2L的常開觸點J2-3和常閉觸點J2-4，在J2-3的另一端接有發光二極體D18，J2-4的另一端接有發光二極體D19。
在應急燈的控制電路中，蓄電池經保險管Bx2接開關K1-2和投光燈1的開關K3。K1-2的另一端接於二極體D5-D8組成的橋式整流器的輸出端，並與繼電器J1-2的C點連接。在繼電器J1-2的兩端還接有開關K2。
在應急燈的逆變升壓電路中，其輸入端插接在主電路的輸出端a、b，點上，並在其Lc振蕩電路的前端的a，b點 間並聯有一個二極體D23和一個濾波電解電容C21。在逆變變壓器BT2的L2繞組的兩端串有繞組L3和L4，L3和L4又分別經串聯的限流二極體D21和D22與HD管的兩組燈絲相連接。在L4的3點與b點之間還串聯有一個由電阻R23，二極體D24和三極體BG2所組成的溫度補償電路以下結合實施例和附圖對本實用新型的技術特徵和工作原理予以詳細敘述。
圖1應急燈外形示意圖圖2應急燈HD燈管示意圖；圖3應急燈控制電路原理圖；圖4應急燈逆變升壓電路原理圖；圖5應急燈降壓整流恆流電路原理圖。
分體組合式應急燈控制電路中的降壓直流電源電路可以由一個開關電路和一個方波發生器電路組成，也可以用一個普通的降壓整流恆流電路組成。
當由開關電路和方波發生器電路組成降壓直流電源電路時，方波發生器電路中有一個集成電路Ic1NE555，其中的Q′、R和S腳與相連的電阻R4、R5和電容C8構成方波發生迴路。Ic1的GND腳與地之間接有負反饋電阻R2、Ic1的MR腳與電源間接有電阻R3，並與電壓比較電路中的集成電路Ic2的Q′腳相接，Ic1的Q腳與開關電源的觸發變壓器CB的初級繞組L1相接。組成降壓直流電源電路的開關電源電路，是在二極體D1-D4整流器的兩輸出端上，接有串聯的電容C3和C4，並在電源的正極連接三極體T1的集電極，T1的發射極與三極體T2的集電極連接，T2的發射極則接於電源的負極，T1和T2的基極則分別連接在觸發變壓器CB的繞組L2和L3上。同時，三極體T1的發射極與T2的集電極的接點還與輸出變壓器SB的繞組L1的2點連接，2點並與串聯的二極體D9和D10的中點連接，D9的負極與T1的集電極連接，D10的正極與T2的發射極連接。繞組L1的1點接於電容C3與C4的中點，繞組L2與二極體D5-D8橋式整流器相連。
當降壓直流電源電路為降壓整流恆流電路時，電源變壓器B1連接一個二極體D31-D34橋式整流器，經過濾波整流電容C31，與由電阻R31，三極體T31、T32、二極體D35和電阻R32組成的恆流電路連接；該電路中在D、F點之間由三極體T33控制一個繼電器J3L，T33的基極接E點，並與D點間接有偏置電阻R33，其中為恆流電路的正極，F為恆流電路的負極；該電路中變壓器B1的繞組L1的2點接於A、G點之間，L1的1點經J3-1接於B點，J3-1與B點之間還接有C點。
應急燈所採用的瑩光燈HD，在其兩組燈絲的四個極上連接有四個極柱5。瑩光燈≤11W。
分體組合式節能應急燈的蓄電部分2與照明部分3在A面結合，提梁設在蓄電部分的頂部，蓄電部分側壁處裝有投光燈4。
分體組合式節能應急燈的工作原理，是當接通總電路開關K1時，K1-2將低壓電源送至自動充電與應急開燈轉換電路。此時若市電有電，經二極體D1-D4整流器整流後的高壓直流電，通過電阻R15限流後使集成電路Ic3的4、5腳導通，這時三極體T3的基極為高電位而開通，使繼電器J1L吸合，低壓電源通過J1-1送至電壓比較電路和方波發生器電路。在電壓比較電路中，集成電路Ic2的S腳電壓與穩壓二極體D20上的基準電壓進行比較，如果S電壓低於1/3Vcc時，則Ic2的Q腳輸出高電平，充電指示二極體發光，Q腳不動作，充電開始。如果R腳電壓高於2/3Vcc，即蓄電池充電充足時，則Ic2的Q腳輸出低電平，停止充電的指示二極體發光、Q腳動作，充電停止。在方波發生器電路中，集成電路Ic1的MR腳在電壓比較電路Ic2的Q腳不動作時，處於高電平，此時Ic1的Q腳輸出規定的方波。當Q腳動作時，則將MR腳的電位拉成低電位，經電阻R2的負反饋作用使Ic1截止。在開關電源電路，方波發生電路中輸出的方波經觸發變壓器CB耦合，並交替觸發三極體T1和T2，使兩支開關管交替開通，導致電容C3和C4分別通過輸出變壓器SB的繞組L1進行充、放電。其中的二極體D9和D10可保護三極體T1和T2不受逆程L1返彈電壓的衝擊，且可將返彈能量回收到所對應的電容內。其中的二極體D11和D12是鉗位二極體，同時也可防止觸發信號逆程時衝擊三極體T1與T2，開關電源電路最終由繞組L2所感應出的高頻電流，經快速二極體D5-D8整流器整流後輸給蓄電池。此外觸發變壓器CB的繞組L2和L3的阻抗很小，只要沒有觸發信號，三極體T1與T2可完全關閉；方波發生器電路中的電阻R4和R5上的電壓是隨蓄電池的電壓變化的，故集成電路Ic1的方波頻率也隨此電壓變化，當電池電壓過低時，振蕩頻率低，電容C3和C4的放電率也低，從而防止了始充電時電流過大，而當蓄電池電壓增高時，Ic1的方波頻率也隨電壓而增高，起到了限流的作用；電壓比較電路中，可調電阻W1與W2用於調整充電和停充的門限值。當降壓直流電源電路為降壓整流恆流電路時，將電路中的A、B、C、D、E、F、G各點接於主電路的相應點上，即與主電路構成了應急燈的控制電路。它的工作原理是當市電與蓄電池同時接通時，繼電器J1將電源經D點送入電路，此時電壓比較電路中集成電路Ic2測出需要充電時，Ic2的Q腳無輸出，經E點連接的降壓直流電源電路中的三極體T33的基極為高電位，繼電器J3L動作，使繼電器J3-1接通電源，而開始充電。當充電充足，集成電路Ic2的Q腳成低電位，三極體T33的基極成低電位，使J3L釋放，而停止充電。欠壓保護與指示電路的工作，的當市電停電時，自動充電與應急開燈轉換電路中的Ic3失去信號電壓，則三極體T3截止，使J1L釋放，而J1-2接通，J2L使欠壓電路導通、由於繼電器J1-2接通的瞬間，電容C13充電，三極體T4的基極成高電位，則導通T4，二極體D15也隨之導通，使J2吸合，應急燈HD接通。電路中的電容C14，可在吸合開燈的瞬間，產生電壓輕微波動時，為確保J2L吸實再次向T4的基極充電一次。當C13和C14充電完成後，T4將按照電阻R19、R2和W3所預置的電壓工作，J2L動作時接通J2-3，使開燈指示發光。當蓄電池的電壓下降到所預置的跳閘電壓時，二極體D15與三極體T4截止，繼電器J2L釋放，應急燈HD熄滅，並接通J2-4，欠壓指示發光。在逆變電路中，當電源被接通啟振的瞬間，逆變變壓器BT2的主要功率作用在繞阻L3和L4上，便產生對燈管HD絲極加熱，隨著HD兩個絲極之間內阻的減小，HD開始啟輝，啟輝後BT2的功率主要消耗在繞阻L2的兩端，而L3和L4上的電流逐漸減小，使啟輝完畢。電路中的二極體D21和D22則在啟動的瞬間給燈絲限流。電路中的溫度補償電路，是在功耗增加或環境溫度上升時，三極體BG1上的散熱器變產生溫升，這時鍺管BG2(3AX81B)的集電極與發射極間的電阻下降，從而控制了BG1的基極電流，進而控制了BG1的輸出電流。
在應急燈控制電路中，共設置了3個開關；其中K1為總開關，當有市電時做充電開關，脫離市電後做燈管HD的開關；K2為功能選擇開關，當接通K1又同時接K2時，為常明狀態，即有市電時用市電供電，市電停止時繼續用蓄電池供電；K3為投光燈1的開關。
本實用新型具有以下優點1，本實用新型控制電路在自動停充後，控制電路由蓄電池提供伺服電壓，市電只提供一個監視信號，因而該浮充電方式功耗低。同時由於還可採取隔離式全自動開關電源充電，其轉換效率可大大提高，因此本實用新型節能效果顯著；2、採用本實用新型中的逆變升壓電路，燈管壽命長，啟輝快，啟輝不受環境溫度影響，照度可達100tx/m以上；3、具有停電應急，不間斷常明，全自動充電，過放電自熄，投光燈，黑白電視機備用電源等多種功能，操作簡單，工作可靠。
4、分體組合的結構形式，使應急燈可組合使用，也可分體使用，故照明燈能夠根據需要，放置到任何位置，因而除可做商場賓館、工礦等處的應急燈使用外，還可做流動照明之用。
5、應急使用時，全自動充電，過放電自停功能加上免維護蓄電池可以真正在無人維護狀態下進行工作。
權利要求1.一種分體組合式節能應急燈，由蓄電池、充電機、照明燈及控制電路組成，本實用新型的特徵在於蓄電池充電機與照明燈為分體組合式，其蓄電池充電機的外殼上部設有一個提梁，外殼的前壁固定有兩個釘式掛柱，照明燈在後壁設有兩個與蓄電池掛柱相對應的鑰匙孔；應急燈的控制電路中包括有降壓直流電源電路、電壓比較電路、自動充電與應急開燈轉換電路、欠壓保護與指示電路及逆變升壓電路。
2.按照權利要求1所述的應急燈，其特徵在於，降壓直流電源電路經開關K1-1與市電連接，降壓直流電源電路的控制端經電阻R15和電容C12連接在自動充電與應急開燈轉換電路的集成電路Ic3 4N25在1腳與2腳上，Ic3的4腳接於繼電器J1-1與J1-2間的動觸點上，Ic3的5腳經電阻R17接地，且在Ic3 5腳與R17之間通過電阻R16連接在三極體T3的基極上，T3的集電極連接在轉換繼電器J1L的電磁線圈上，J1L的常開觸點J1-1與電壓比較電路和降壓直流電源電路連接；J1L的常閉觸點J1-2和欠壓保護與指示電路連接；應急燈的電壓比較電路中，集成電路Ic2 NE555的S腳連接一個由電阻R10、R11和W2組成的分壓取樣電路，Ic2的R腳連接一個由電阻R12、R13和W1組成的分壓取樣電路，Ic2的Vcc腳連接一個由電阻R6、二極體D20和電容C9組成的穩壓源上，與該穩壓源連接的兩個串聯的發光二極體D16和D17的中心點，接在Ic2的Q腳上，Ic2的Q腳與降壓直流電源電路連接；在應急燈的欠壓保護與指示電路中，由電阻R19、W3和R20構成的分壓電路與三極體T4的基極連接，T4的發射極上連有一個二極體D15，T4的集電極連接繼電器JL2，繼電器J1-2的靜觸點d與J2-1的e點連接，電路中的電解電容C13的正極接於J2-1的e點，J2-1的f點上接有電解電容C14的正極，C14的負極與C13的負極連接，此外，在繼電器J1-2的d點，經電阻R13，並聯有繼電器J2L的常開觸點J2-3和常閉觸點J2-4，在J2-3的另一端接有發光二極體D18，J2-4的另一端接有發光二極體D19；在應急燈的控制電路中，蓄電池經保險管Bx2接開關K1-2和投光燈L開關K3的一端，K1-2的另一端接於二極體D5-D8橋式整流器的輸出端，並與繼電器J1-2的C點連接，在繼電器J1-2的兩端還接有開關K2；在應急燈的逆變升壓電路中，其輸入端插接在主電路的輸出端a、b點上，並在其Lc振蕩電路的前端的a、b點間並聯有一個二極體D23和一個濾波電解電容C21，在逆變變壓器BT2的L2繞組的兩端串聯有繞組L3和L4，L3和L4又分別經串聯的限流二極體D21和D22與HD管的兩組燈絲相連接，在L4的3點與b點之間，還串接有一個由電阻R23，二極體D24和三極體BG2所組成的溫度補償電路。
3，按照權利要求1或2所述的應急燈，其特徵在於應急燈控制電路中的降壓直流電路由開關電源電路和方波發生器電路組成，方波發生器電路中有一個集成電路Ic1NE555，其Q、R和S腳與相連的電阻R4、R5和電容C8構成方波發生迴路，Ic1的GND腳與地之間接有負反饋電阻R2，Ic1的MR腳與電源間接有電阻R3，並與電壓比較電路中的集成電路Ic2的Q腳相接，Ic1的Q腳與開關電源中的觸發變壓器C3的初級繞組L1相接；降壓直流電源電路中的開關電源電路是在二極體D1-D4橋式整流器的兩輸出端上接有串聯的電容C3和C4，並在電源的正極連接三極體T1的集電極，T1的發射極，與三極體T2的集電極連接，T2的發射極則接於電源的負極，T1和T2的基極分別連接在觸發變壓器CB的繞組L2和L3上，同時，三極體T1的發射極與T2的集電極的接點還與輸出變壓器SB的L1繞組的2點連接，2點並與串聯的二極體D9和D10的中點連接，D9的負極與T1的集電極連接，D10的正極與T2的發射極連接，L1繞組的1點接於電容C3與C4的中點，L2繞組與二極體D5-D8橋式整流器相連。
4.按照權利要求1或2所述的應急燈。其特徵在於應急燈控制電路中的降壓直流電源電路是降壓整流恆流電路，電路由電源變壓器B1連接一個二極體D31-D34橋式整流器，經過濾波整流電容C31，與由電阻R31、三極體T31、T32、二極體D35和電阻R32組成的恆流電路連接；該電路中在D、F點之間由三極體T33控制一個繼電器J3L、T33的基極接E點，並與D點間接有偏置電阻R33，其中D為恆流電路的正極，F為恆流電路的負極；該電路中變壓器B1的繞組L1的2點接於A，G點之間，L1的1點經J3-1接於B點，J3-1與B點之間還有C點。
5.按照權利要求1或2所述的應急燈，其特徵在於應急燈中所採用的瑩光燈HD，在其兩組燈絲的四個極上連接有四個極柱。
專利摘要本實用新型是一種分體組合式節能應急燈，應急燈的蓄電池充電機部與照明燈部分之間用掛柱連接。應急燈的控制電路由降壓直流電路、電壓比較電路、自動充電與應急開關轉換電路，欠壓保護與指示電路及逆變升壓電路組成。其中的降壓直流電路可以是開關電路或是降壓整流恆流電路。該燈充電轉換效率高，浮充電功耗低，故節能效果顯著，而且啟輝快、照度高；燈具可在隨意位置擺放使用，可應急供電或常明使用。
文檔編號H02J7/00GK2093955SQ91203568
公開日1992年1月22日 申請日期1991年3月13日 優先權日1991年3月13日
發明者張建忠 申請人:張建忠