CN103313482A

CN103313482A - 一种led应急照明系统以及led照明灯具

Info

Publication number: CN103313482A
Application number: CN2013102551199A
Authority: CN
Inventors: 丁强; 林栋�
Original assignee: Digital Electronic Technology (shanghai) Co Ltd; HANGZHOU LIGHTECK OPTOELECTRONIC Co Ltd
Current assignee: Digital electronic technology (Shanghai) Co., Ltd.; Hangzhou Lai Ford photoelectric Co Ltd
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明公开了一种LED应急照明系统，本系统使LED照明灯具的功率在应急电源处于应急状态时会相应减小但同时仍满足50流明光通量的要求，从而减少对后备电池的容量需求，也就是说减小整个系统的体积、重量和成本。以一支18W的LED灯为例，如果在应急状态下仍然消耗18W的功率，那为满足消防认证要求的90分钟的后备时间的要求，电池容量至少为27Wh（用12V的电池需要2250mAh的容量），而在我们的设计中，LED日光灯在应急状态下的功率消耗仅为5W，那后备电池的容量要求可以减小到7.5Wh（用12V的电池需要625mAh的容量），电池容量减小约3/4。

Description

一种LED应急照明系统以及LED照明灯具

技术领域

本发明涉及一种可以延长应急电源供电时间或者减小应急电源后备电池容量的LED应急照明系统以及LED照明灯具。

背景技术

传统的消防应急照明系统的结构如图1所示。在图1中，消防应急照明系统由应急电源10和照明灯具20两部分组成。应急电源10由充电电路11，逆变电路12，后备电池13，切换开关14和交流市电检测电路15组成。照明灯具是传统的白炽灯、日光灯或者节能灯。这些灯具有一个共同的特点就是功率随着输入电压的降低而降低，由于国家标准GB17945-2010对应急状态下照明灯具的光通量要求仅为50流明，所以常规做法就是应急电源在应急状态输出一个比市电低的电压，灯具的功率会相应减小但同时仍满足50流明光通量的要求，这样可以大大减少后备电池的容量需求。但是随着LED光源越来越广泛地使用，则哦鞥到了困难，因为LED灯具的输入功率不随着输入电压的降低而减小，采用传统的设计，后备电池的容量将大大增加，体积、重量和成本也会相应增加。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种LED应急照明系统，使LED照明灯具的功率在应急电源处于应急状态时会相应减小但同时仍满足50流明光通量的要求，从而减少对后备电池的容量需求，也就是说减小整个系统的体积、重量和成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种LED应急照明系统，包括应急电源和LED照明灯具，所述应急电源包括充电电路、逆变电路/整流电路、后备电池、切换开关以及交流市电检测电路，所述LED照明灯具包括驱动电源和LED灯，交流市电检测电路输出控制信号给驱动电源，驱动电源根据控制信号减小恒流电流或恒压电压。

一种LED应急照明系统，包括应急电源和LED照明灯具，所述应急电源包括充电电路、逆变电路、后备电池、切换开关以及交流市电检测电路，所述LED照明灯具包括驱动电源和LED灯，驱动电源连接有应急状态判断电路，交流市电检测电路用于检测应急电源中是否有交流市电接入，如果有交流市电接入，则输出交流市电给LED照明灯具，如果无交流市电输出，则由后备电池和逆变电路提供低于LED照明灯具最低输入电压的交流电，并通过切换开关切换到此交流电输出给LED照明灯具，应急状态判断电路判断输入电压是否低于最低输入电压，如果输入电压不低于最低输入电压时驱动电源满载输出，如果输入电压低于最低输入电压时，则驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

一种LED应急照明系统，包括应急电源和LED照明灯具，所述应急电源包括充电电路、整流电路、后备电池、切换开关以及交流市电检测电路，所述LED照明灯具包括驱动电源和LED灯，驱动电源连接有应急状态判断电路，交流市电检测电路用于检测应急电源中是否有交流市电接入，如果有交流市电接入，则输出交流市电给LED照明灯具，如果无交流市电输出，则由后备电池和整流电路提供直流电，并通过切换开关切换到直流电输出给LED照明灯具，应急状态判断电路判断输入电压是直流还是交流，在输入交流电压时驱动电源满载输出，而在输入直流电压时，驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

以上三种技术方案都可以达到上述目的，

1. 我们可以从应急电源的交流市电检测电路输出一个控制信号给LED灯具的驱动电源，控制信号可以是高低电平、上升或下降沿、不同频率的波形、交或直流信号，LED灯具的驱动电源芯片接收控制信号，通过执行机构使LED灯具减小驱动电源的恒流电流或恒压电压，使得功率减小；

2. 我们可以降低应急电源输出电压，使之低于LED灯具的最低输入电压，而LED灯具的应急状态判断电路判断输入电压是否低于最低输入电压，在额定输入电压范围内满功率输出，而在输入电压低于最低输入电压时，通过执行机构使LED灯具减小驱动电源的恒流电流或恒压电压，使得功率减小；

3. 我们可以将应急电源的输出电压变为直流，LED灯具的应急状态判断电路判断输入电压是直流还是交流，执行机构使LED灯具在交流市电工作时可以满载输出，而在输入直流电压时，功率减小。

作为本发明技术方案的进一步改进：

所述驱动电源通过调节控制芯片IC1来减小恒流电流或恒压电压。

所述驱动电源通过调低控制芯片IC1的基准电流来减小恒流电流或恒压电压。

所述驱动电源的控制芯片IC1的电流采样电阻Rcs上并联一个电阻R1和开关Q1串联的电路，驱动电源减小恒流电流或恒压电压时，断开开关Q1使电阻R1断路。

本发明的LED应急照明系统具有下述优点：使LED照明灯具的功率在应急电源处于应急状态时会相应减小但同时仍满足50流明光通量的要求，从而减少对后备电池的容量需求，也就是说减小整个系统的体积、重量和成本。以一支18W的LED灯为例，如果在应急状态下仍然消耗18W的功率，那为满足消防认证要求的90分钟的后备时间的要求，电池容量至少为27Wh（用12V的电池需要2250mAh的容量），而在我们的设计中，LED日光灯在应急状态下的功率消耗仅为5W，那后备电池的容量要求可以减小到7.5Wh（用12V的电池需要625mAh的容量），电池容量减小约3/4。

同时本申请还提供一种LED照明灯具，包括驱动电源和LED灯，所述驱动电源连接有应急状态判断电路，应急状态判断电路连接切换开关，应急状态判断电路判断输入电压是否低于最低输入电压，如果输入电压不低于最低输入电压时驱动电源满载输出，如果输入电压低于最低输入电压时，则驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

一种LED照明灯具，包括驱动电源和LED灯，所述驱动电源连接有应急状态判断电路，应急状态判断电路连接切换开关，应急状态判断电路判断输入电压是直流还是交流，在输入交流电压时驱动电源满载输出，而在输入直流电压时，驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

本申请提供的LED照明灯具是与LED应急照明系统配套的照明灯具。

附图说明

图1为公知的消防应急照明系统框图。

图2为本发明的实施例一的框图。

图3为本发明的实施例二的框图。

图4为本发明的实施例三的框图。

图5为本发明系统调整LED灯具驱动电流的电路图一。

图6为本发明系统调整LED灯具驱动电流的电路图二。

图7为本发明系统的急状态判断电路之电压检测电路图。

图8为本发明系统的急状态判断电路之交直流检测电路图。

具体实施方式

实施例一

如图2所示，一种LED应急照明系统，包括应急电源10和LED照明灯具20，所述应急电源10包括充电电路11、逆变电路/整流电路12、后备电池13、切换开关14以及交流市电检测电路15，所述LED照明灯具20包括驱动电源21和LED灯22，交流市电检测电路15输出控制信号给驱动电源21，驱动电源21根据控制信号减小恒流电流或恒压电压。

在系统用于正常照明的时候，交流市电正常供电，系统中的交流市电检测电路检测到此时有交流市电来供电，则通过切换开关14的切换将交流市电直接连接照明灯具20，此时220V交流市电直接到LED灯22的驱动电源21，用220V交流市电为LED照明灯具正常供电；同时在正常供电时，交流市电通过充电电路11为后备电池13充电。在遇到紧急情况时，交流市电切断，交流市电检测电路15检测不到市电，此时后备电池13启动、切换开关14切换，后备电池13通过逆变电路/整流电路12既可以给照明灯具提供交流电也可以提供直流电，即逆变电路/整流电路12要么起逆变作用提供交流电，要么起整流作用提供直流电，并通过切换开关14切换给照明灯具供电，同时交流市电检测电路15输出一个控制信号给驱动电源21，控制信号可以是高低电平、上升或下降沿、不同频率的波形、交或直流信号，驱动电源21根据控制信号减小恒流电流或恒压电压，对于具有电流调整功能的控制芯片，驱动电源21减小恒流电流可以通过调节控制芯片IC1，比如调节电流设定脚来改变设定的基准电流，如图5所示，通过调低控制芯片IC1的基准电流Iset使得驱动电源的恒流电流Is减小，从而使得LED照明灯具的功率处于应急状态时会相应减小但同时仍满足50流明光通量的要求，从而减少对后备电池的容量需求，也就是说减小整个系统的体积、重量和成本。

对于没有电流调整功能的控制芯片，即电流基准电流内部固定的控制芯片，如图6所示，我们通过改变电流采样电阻阻值的方式来改变设定的恒流电流，控制芯片IC1的电流采样电阻Rcs上并联一个电阻R1和开关Q1串联的电路，在正常供电时，开关Q1是闭合的，电阻R1与电流采样电阻Rcs并联，当需要减小驱动电源21的恒流电流时，断开开关Q1使电阻R1断路，这样恒流电流Is就会变小。开关Q1是含但不局限于继电器，晶体管，MOS管，固态开关。

实施例二

如图3，与实施例一相比，本实施例在LED照明灯具上设置有应急状态判断电路23，应急状态判断电路23连接驱动电源21，在交流市电检测电路15检测应急电源10中无交流市电输出时，由后备电池13和逆变电路12提供低于LED照明灯具最低输入电压的交流电，并通过切换开关14切换到此交流电输出给LED照明灯具20，应急状态判断电路23判断输入电压是否低于最低输入电压，如果输入电压不低于最低输入电压时驱动电源满载输出，如果输入电压低于最低输入电压时，则驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

如图7，应急状态判断电路23用来检测电压，其检测的具体过程和原理为：Vs为整流滤波后的输入电压，经过Rv1和Rv2的分压后和一个基准电压比较，所以Vref*（1+Rv1/Rv2）即为我们设定的输入电压门槛，当Vs小于这个电压时，我们认为是应急状态，输出一个低电平的控制电压信号Vcntl，去减小驱动电源的恒流电流或恒压电压。

实施例三

如图4，与实施例二相比，本实施例中，在交流市电检测电路15检测应急电源10中无交流市电输出时，由后备电池13和整流电路12提供低于LED照明灯具直流电，并通过切换开关14切换到此直流电输出给LED照明灯具20，应急状态判断电路23判断输入电压是直流还是交流，在输入交流电压时驱动电源满载输出，而在输入直流电压时，减小驱动电源的恒流电流或恒压电压。

如图8，应急状态判断电路23用来检测交直流，其检测的具体过程和原理为，Vs1为整流后的输入电压，利用电容隔直的原理，如果Vs1为一个脉动很小的直流电压的话，Vs2的电压就接近于零，反之如果Vs1是交流市电整流后的脉动电压，Vs2的电压接近于稳压二极管ZD1的电压。选择ZD1电压大于基准电压Vref，这样应急状态判断电路就会分别输出高/低电平来区分输入电压是直流还是交流。当输入电压是应急电源输出的直流电时，输出一个低电平的控制电压信号Vcntl，去减小驱动电源的恒流电流或恒压电压。

Claims

1.一种LED应急照明系统，包括应急电源（10）和LED照明灯具（20），所述应急电源（10）包括充电电路（11）、逆变电路/整流电路（12）、后备电池（13）、切换开关（14）以及交流市电检测电路（15），其特征在于，所述LED照明灯具（20）包括驱动电源（21）和LED灯（22），交流市电检测电路（15）输出控制信号给驱动电源（21），驱动电源（21）根据控制信号减小恒流电流或恒压电压。

2.一种LED应急照明系统，包括应急电源（10）和LED照明灯具（20），所述应急电源（10）包括充电电路（11）、逆变电路（12）、后备电池（13）、切换开关（14）以及交流市电检测电路（15），其特征在于，所述LED照明灯具（20）包括驱动电源（21）和LED灯（22），驱动电源（21）连接有应急状态判断电路（23），交流市电检测电路（15）用于检测应急电源（10）中是否有交流市电接入，如果有交流市电接入，则输出交流市电给LED照明灯具（20），如果无交流市电输出，则由后备电池（13）和逆变电路（12）提供低于LED照明灯具最低输入电压的交流电，并通过切换开关（14）切换到此交流电输出给LED照明灯具（20），应急状态判断电路（23）判断输入电压是否低于最低输入电压，如果输入电压不低于最低输入电压时驱动电源满载输出，如果输入电压低于最低输入电压时，则驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

3.一种LED应急照明系统，包括应急电源（10）和LED照明灯具（20），所述应急电源（10）包括充电电路（11）、整流电路（12）、后备电池（13）、切换开关（14）以及交流市电检测电路（15），其特征在于，所述LED照明灯具（20）包括驱动电源（21）和LED灯（22），驱动电源（21）连接有应急状态判断电路（23），交流市电检测电路（15）用于检测应急电源（10）中是否有交流市电接入，如果有交流市电接入，则输出交流市电给LED照明灯具（20），如果无交流市电输出，则由后备电池（13）和整流电路（12）提供直流电，并通过切换开关（14）切换到直流电输出给LED照明灯具（20），应急状态判断电路（23）判断输入电压是直流还是交流，在输入交流电压时驱动电源满载输出，而在输入直流电压时，驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种LED应急照明系统，其特征在于，所述驱动电源（21）通过调节控制芯片IC1来减小恒流电流或恒压电压。

5.根据权利要求4所述的一种LED应急照明系统，其特征在于，所述驱动电源（21）通过调低控制芯片IC1的基准电流来减小恒流电流或恒压电压。

6.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种LED应急照明系统，其特征在于，所述驱动电源（21）的控制芯片IC1的电流采样电阻Rcs上并联一个电阻R1和开关Q1串联的电路，驱动电源（21）减小恒流电流或恒压电压时，断开开关Q1使电阻R1断路。

7.一种LED照明灯具，包括驱动电源（21）和LED灯（22），其特征在于，所述驱动电源（21）连接有应急状态判断电路（23），应急状态判断电路（23）连接切换开关（14），应急状态判断电路（23）判断输入电压是否低于最低输入电压，如果输入电压不低于最低输入电压时驱动电源满载输出，如果输入电压低于最低输入电压时，则驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

8.一种LED照明灯具，包括驱动电源（21）和LED灯（22），其特征在于，所述驱动电源（21）连接有应急状态判断电路（23），应急状态判断电路（23）连接切换开关（14），应急状态判断电路（23）判断输入电压是直流还是交流，在输入交流电压时驱动电源满载输出，而在输入直流电压时，驱动电源减小恒流电流或恒压电压。

9.根据权利要求7或8所述的一种LED照明灯具，其特征在于，所述驱动电源（21）通过调节控制芯片IC1来减小恒流电流或恒压电压。

10.根据权利要求9所述的一种LED照明灯具，其特征在于，所述驱动电源（21）通过调低控制芯片IC1的基准电流来减小恒流电流或恒压电压。

11.根据权利要求7或8所述的一种LED照明灯具，其特征在于，所述驱动电源（21）的控制芯片IC1的电流采样电阻Rcs上并联一个电阻R1和开关Q1串联的电路，驱动电源（21）减小恒流电流或恒压电压时，断开开关Q1使电阻R1断路。