CN106028555A - 一种能够调节亮度的应急灯带 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够调节亮度的应急灯带，包括驱动电源和灯带本体，所述驱动电源和灯带本体通过直流母线相连，所述灯带本体包括至少一个并联在直流母线上的照明灯段。所述驱动电源包括整流电路、电池、检测电路、控制芯片和静态开关。本发明用照明灯带的一部分代替传统方式中的应急灯带，使得一部分照明灯带在市电断电情况下能自动转变成应急灯带进行应急照明。与传统设计需要四条母线相比，本设计只需两条导电母线就能实现供电，而且所需驱动电源和LED灯珠数量为传统设计的一半，从而使得生产成本大幅度降低。此外，本发明设置有LED灯珠亮度调节电路，能根据实际需求灵活调节应急情况下照明灯带的亮度。

Description

一种能够调节亮度的应急灯带
技术领域
本发明涉及一种灯具，尤其是一种能够调节亮度的应急灯带。
背景技术
传统楼道内的照明通常采用主照明灯和应急照明灯相结合的方式。由于LED灯带具有照明亮度高，能耗低，寿命长的特点，因而很适合做楼道主照明和应急照明。
目前，市场上现有的主照明灯带和应急照明灯带相结合的设计方式分别设置有独立的主照明灯带和应急照明灯带。在供电正常的情况下，只有主照明灯带工作，应急照明灯带不工作；当发生市电断电时，应急照明灯带工作，而主照明灯带不工作。此设计方式至少需要四条导电母线，其生产成本高，安装不便。而且此设计中主照明灯带和应急灯带需要各自独立的驱动电源，进一步增加了制造成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够调节亮度的应急灯带。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：
一种能够调节亮度的应急灯带，包括驱动电源和灯带本体，所述驱动电源和灯带本体通过直流母线相连，所述灯带本体包括至少一个并联在直流母线上的照明灯段；
所述驱动电源包括整流电路、电池、检测电路、控制芯片、静态开关和控流电路；
所述整流电路的输入端接至220V市电，所述整流电路的输出端分别接至静态开关的一输入端和检测电路的输入端，所述整流电路用于通过静态开关给灯带本体提供直流电；
所述电池通过控流电路与静态开关的另一输入端相连以用于给灯带本体提供应急直流电；
所述检测电路用于检测整流电路的输出电压并反馈至控制芯片；
所述静态开关的输出端与灯带本体连接用于切换整流电路与灯带本体的连接以输出整流市电或者切换控流电路与灯带本体的连接以输出电流可调的应急直流电；
所述控制芯片通过检测电路送来的反馈信号控制静态开关的切换动作并且以电池的负极电压为基准控制控流电路输出电流可调的应急直流电。
本发明所述的应急灯带，其进一步设计在于：所述驱动电源内设置有给电池充电的充电电路，所述充电电路的输入端连接至整流电路的输出端，所述充电电路的输出端连接至电池。
本发明所述的应急灯带，其进一步设计在于：所述直流母线包括正极母线和负极母线。
本发明的有益效果是：
本发明的设计中，照明灯带既可以在正常供电的情况下用作常规照明，又可在市电断电情况下用作应急照明。在应急照明的情况下，灯带的照明亮度可以调节。该设计使得楼道内的照明只需安装本照明灯带就能实现传统设计中照明灯带和应急灯带两条灯带相结合的功能。
与传统设计需要四条母线相比，本设计只需两条导电母线就能实现供电，而且所需LED灯珠数量为传统设计的一半，从而使得生产成本大幅度降低。此外，本设计只需给主照明灯带安装驱动电源，省掉了应急灯带的驱动电源，从而使得楼道内的照明建设成本进一步降低。再者，本发明设置有LED灯珠亮度调节电路，能根据实际需求调节应急情况下照明灯带的亮度，从而使得应急照明的时间可以灵活控制。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明应急灯带的组成示意图；
图2是本发明应急灯带中灯带本体的原理图；
图3是本发明应急灯带中驱动电源的组成示意图；
图4是本发明应急灯带中控流电路的结构示意图；
图5是本发明应急灯带中静态开关的结构示意图；
图6是本发明应急灯带中检测电路的结构示意图。
具体实施方式
如图1-图6所示，本发明应急灯带包括：驱动电源1和灯带本体2。其中，驱动电源1和灯带本体2通过直流母线3相连，灯带本体2包括至少一个并联在直流母线3上的照明灯段21。
驱动电源1包括整流电路11、电池13、检测电路14、控制芯片15、静态开关16和控流电路17。
其中，整流电路11的输入端接至220V市电，整流电路11的输出端分别接至静态开关16的一输入端和检测电路14的输入端，整流电路11用于通过静态开关16给灯带本体2提供直流电。
电池13通过控流电路17与静态开关16的另一输入端相连以用于给灯带本体2提供应急直流电。
检测电路14用于检测整流电路11的输出电压并反馈至控制芯片15。
静态开关16的输出端与灯带本体2连接用于切换整流电路11与灯带本体2的连接以输出整流市电或者切换控流电路17与灯带本体2的连接以输出电流可调的应急直流电。
控制芯片15通过检测电路14送来的反馈信号控制静态开关16的切换动作并且以电池13的负极电压为基准控制控流电路17输出电流可调的应急直流电。
具体地，如图1所示，本发明所述的应急灯带由两部分组成：驱动电源1和灯带本体2。其中，驱动电源1用于在正常供电情况下和市电断电的情况下给灯带本体2提供直流电。灯带本体2用于在正常情况下以及市电断电情况下提供照明。
传统的楼道灯带照明设计中，通常采用主照明灯带和应急照明灯带相结合的方式，该方式设置有独立的主照明灯带和应急照明灯带。在供电正常的情况下，主照明灯带工作，应急照明灯带不工作；当发生市电断电时，应急照明灯带工作，而主照明灯带不工作。
本设计中照明灯带代替了应急灯带的功能，使得照明灯带在市电断电情况下能自动转变成应急灯带进行应急照明。
如图2所示，在本具体实施方式中，灯带本体2由三个照明灯段21组成并且所述三个照明灯段21均并联在直流母线3上，每个照明灯段21均由多个LED灯珠串联而成。直流母线3包括正极母线31和负极母线32。在照明灯段21中，第一个LED灯珠的正极接至正极母线31，最后一个LED灯珠的负极接至负极母线32。
在本具体实施例中，每个照明灯段21由60个串联在一起的LED灯珠组成。为了便于图示，在图1～图2中用三个圆圈表示多个串联在一起的LED灯珠。
与传统设计相比，本发明用一根灯带就能替代传统设计中照明灯带和应急灯带两根灯带的功能，所需LED灯珠和驱动电源的数量均减半。与传统设计至少需要四条导电母线相比，本发明只需正极母线31和负极母线32两条导电母线即可实现供电，从而使得应急灯带生产成本以及楼道照明建设的成本大幅度降低。此外，本发明更能节省所占用的空间，使照明灯带的安装空间缩小到原来的二分之一。
在供电正常的情况下，正极母线31上为高电平，负极母线32上为低电平，照明灯段21内的LED灯珠两端均为正向电压，因而所有照明灯段21均被以最大功率点亮，安装有本应急灯带的区域达到最大照明效果。
当发生市电断电时，正极母线31上为高电平，负极母线32上为低电平。照明灯段21内的LED灯珠两端均为正向电压，但流过LED灯珠的电流能够以程序设定的方式进行调节，由此照明灯段21以亮度可调模式点亮，实现本应急灯带覆盖区域的照明亮度可调。
上述为灯带本体2在正常供电以及市电断电情况下的工作过程。而其中正极母线31和负极母线32上电平的切换由驱动电源1来完成。
驱动电源1的结构组成如图3所示。其中，充电电路12用于给电池13充电，其输入端连接至整流电路11的输出端，其输出端连接至电池13。
整流电路11用于给灯带本体2以及充电电路12供电，其输入端接至220V市电，其输出端通过导线M1和导线N1接至静态开关16的一输入端，而且整流电路11的输出端分别与检测电路14的输入端以及充电电路12的输入端连接。
充电电路12的输出端与电池13的输入端连接，电池13的输出端接入控流电路17的输入端，电池13用于在应急情况下给灯带本体2提供直流电。
控流电路17的输出端通过导线M2和导线N2与静态开关16的另一输入端相连，检测电路14的输出端与控制芯片15相连。
静态开关16的输出端与灯带本体2通过正极母线31和负极母线32连接。
控制芯片15分别与充电电路12、电池13、静态开关16和控流电路17相连。
在市电供电正常的情况下，220V市电送进驱动电源1后被整流电路11整流，检测电路14检测到整流电路11的输出端有输出电压后将反馈信号送至控制芯片15，控制芯片15控制静态开关16将灯带本体2与整流电路11的输出端接通，由市电给灯带本体2供电。
同时，控制芯片15也将检测电池13的端电压，如果电池13的端电压较低需要充电，则控制芯片15控制充电电路12对电池13进行充电。
在发生市电断电的情况下，检测电路14检测到整流电路11的输出端无输出电压后将反馈信号送至控制芯片15，控制芯片15控制静态开关16将电池13经由控流电路17与灯带本体2接通，由电池13给灯带本体2供电。此时静态开关16将输出电流大小可调的直流电，从而使得灯带本体2的亮度可调。
上述过程中，对于电池12输出电流的调节主要由控流电路17实现。控制芯片15以脉宽调制的方式控制控流电路17内部的mos管，使得流过灯带本体2的电流大小可调。
控流电路17的结构如图4所示。控流电路17主要由电力mos管Q5和电容C2组成。其中，电力mos管Q5的D极接电池13的正极，电力mos管Q5的S极通过导线M2接至静态开关16，电力mos管Q5的G极接至控制芯片15。电容C2并联在电池13的两端，其用于稳定电池13的输出电压。控制芯片15内部设置有PWM电路，电力mos管Q5的G极与控制芯片15内部PWM电路的A端相连，电池13的负极与PWM电路的B端相连。
上述结构中，控制芯片15通过内部程序设定的方式设定流过灯带本体2的电流大小。控制芯片15中PWM电路的B端以电池13的负极电压为基准电压，PWM电路的A端以脉宽调制的方式控制电力mos管Q5的G极，使得通过导线M2流入的电流大小为程序设定的值。由此，通过程序设定的方式即可灵活控制灯带本体2的亮度。
静态开关16的结构如图4所示。其中，导线M1的一端连接至整流电路11输出高电平的一端，其另一端连接至绝缘栅双极型晶体管Q3的集电极。导线M2的一端连接至电池13的正极，其另一端连接至绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极。导线N1的一端连接至整流电路11输出低电平的一端，其另一端连接至绝缘栅双极型晶体管Q1的发射极。导线N2的一端连接至电池13的负极，其另一端连接至绝缘栅双极型晶体管Q4的发射极。绝缘栅双极型晶体管Q3的发射极和绝缘栅双极型晶体管Q2的发射极均与正极母线31相连，绝缘栅双极型晶体管Q1的集电极和绝缘栅双极型晶体管Q4的集电极均与负极母线32相连。绝缘栅双极型晶体管Q1的门极、绝缘栅双极型晶体管Q2的门极、绝缘栅双极型晶体管Q3的门极和绝缘栅双极型晶体管Q4的门极均与控制芯片15相连。
在正常供电的情况下，导线M1上为高电平，导线N1上为低电平，控制芯片15控制绝缘栅双极型晶体管Q3的门极和绝缘栅双极型晶体管Q1的门极使得绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q1均导通，控制芯片15控制绝缘栅双极型晶体管Q4的门极和绝缘栅双极型晶体管Q2的门极使得绝缘栅双极型晶体管Q4和绝缘栅双极型晶体管Q2均关闭，从而使得集电极母线31上为高电平，发射极母线32上为低电平。实现了由整流市电给灯带本体2供电，并且以最大功率点亮整个灯带本体2。
在发生市电断电的情况下，导线M1和导线N1组成的供电回路被切断；由电池13供电的导线M2上为高电平，导线N2上为低电平，控制芯片15控制绝缘栅双极型晶体管Q4的门极和绝缘栅双极型晶体管Q2的门极使得绝缘栅双极型晶体管Q4和绝缘栅双极型晶体管Q2均导通，控制芯片15控制绝缘栅双极型晶体管Q3的门极和绝缘栅双极型晶体管Q1的门极使得绝缘栅双极型晶体管Q3和绝缘栅双极型晶体管Q1均关闭，从而使得正极母线31上为高电平，负极母线32上为低电平，实现了由电池13给灯带本体2供电，并且以控流电路17调节后的电流来点亮整个灯带本体2。
检测电路14的结构如图5所示，检测电路14包括电阻R1、电阻R2和电容C1。其中，电阻R1的一端与整流电路11输出高电平的一端连接，电阻R1的另一端分别与电阻R2、控制芯片15以及电容C1的一端相连；电阻R2以及电容C1的另一端均与整流电路11输出低电平的一端连接。其中，电阻R1起限流和分压的作用，电阻R2起分压作用，电容C1起滤波作用。
在正常供电的情况下，整流电路11的输出端有直流电压，此直流电压被电阻R1和电阻R2共同分担，电阻R2上的电压被送进控制芯片15，控制芯片15内自带AD芯片，通过此AD芯片将电阻R2上电压的模拟量转换成数字量送给控制芯片15内的单片机进行处理，从而判断市电正常供电。
在市电断电情况下，整流电路11的输出端直流电压为零，控制芯片15内的AD芯片没有输入，控制芯片15内的单片机判断市电已断电。
由此，控制芯片15依据上述两种情况来控制静态开关16的切换动作。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1. 一种能够调节亮度的应急灯带，包括驱动电源（1）和灯带本体（2），所述驱动电源（1）和灯带本体（2）通过直流母线（3）相连，其特征在于：
所述灯带本体（2）包括至少一个并联在直流母线（3）上的照明灯段（21）；
所述驱动电源（1）包括整流电路（11）、电池（13）、检测电路（14）、控制芯片（15）、静态开关（16）和控流电路（17）；
所述整流电路（11）的输入端接至220V市电，所述整流电路（11）的输出端分别接至静态开关（16）的一输入端和检测电路（14）的输入端，所述整流电路（11）用于通过静态开关（16）给灯带本体（2）提供直流电；
所述电池（13）通过控流电路（17）与静态开关（16）的另一输入端相连以用于给灯带本体（2）提供应急直流电；
所述检测电路（14）用于检测整流电路（11）的输出电压并反馈至控制芯片（15）；
所述静态开关（16）的输出端与灯带本体（2）连接用于切换整流电路（11）与灯带本体（2）的连接以输出整流市电或者切换控流电路（17）与灯带本体（2）的连接以输出电流可调的应急直流电；
所述控制芯片（15）通过检测电路（14）送来的反馈信号控制静态开关（16）的切换动作并且以电池（13）的负极电压为基准控制控流电路（17）输出电流可调的应急直流电。
2.根据权利要求1所述的一种能够调节亮度的应急灯带，其特征在于：所述驱动电源（1）内设置有给电池（13）充电的充电电路（12），所述充电电路（12）的输入端连接至整流电路（11）的输出端，所述充电电路（12）的输出端连接至电池（13）。
3.根据权利要求1所述的一种能够调节亮度的应急灯带，其特征在于：所述直流母线（3）包括正极母线（31）和负极母线（32）。
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