CN108605404B

CN108605404B - 停电安全灯泡

Info

Publication number: CN108605404B
Application number: CN201680025738.0A
Authority: CN
Inventors: 许嘉真
Original assignee: LEDSENS LLC
Current assignee: LEDSENS LLC
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2036-05-04
Also published as: US9811985B2; CN108605404A; WO2016179223A1; US20160328928A1

Abstract

本发明涉及一种具有停电检测能力的灯装置，能够检测主电源何时中断，并且在主电源接通时为主LEDs通电，并具有在主电源中断时为备用LEDs通电的能力。停电检测电路还可以检测灯开关状态，从而提高应急电源的使用效率。电池充电系统可以提供电池热保护和多种充电速率，随照明装置中的温度变化来改善电池充电。

Description

停电安全灯泡

本国际申请要求2015年5月4日提交的第62/156,725号美国临时专利申请以及2016年5月3日提交的第15/145,622号美国非临时专利申请的权益，其全部公开内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明涉及一种停电安全灯泡相关申请的交叉引用。

背景技术

发光二极管(LED)是当电流通过时发光的半导体。这些元件发出的光类似于大多数白炽灯或紧凑型荧光灯(CFL)灯泡发出的光，但由于它们消耗的电量较少，使用寿命较长，可能成为首选产品。此外，与白炽灯或CFL灯泡相比，LED灯泡的尺寸通常较小，更为耐用可靠，并且可以更好地承受极端温度。

LEDs一开始被设计用于在低功率直流电压下运行的电路。它们经常被用在低强度照明应用中，例如出口标志、计算机上的电源按钮或摄像机上的指示灯。之后，还开发了大功率LEDs用来照亮较大区域，例如手电筒、灯泡或集成灯具。然而，这些大功率LED器件产生的热量比在低强度照明应用中产生的热量要大得多，如下文进一步解释。

LEDs仍是通常由直流电源(例如电池)供电，其中电流仅在一个方向上运行。一些照明装置已经在建筑物布线或墙壁插座与灯具之间使用驱动器或变压器，用以向这些照明装置提供所需的直流电压。诸如LED灯泡等其他照明装置包含用于执行此类功能的内置驱动器或变压器。对于驱动器或变压器的需要可能非常占空间，特别是如果需要在标准灯泡外壳内安装时。此外，驱动器或转换器的附加部件使得电气部件不稳定并且更容易发生故障。使用驱动器或转换器产生的热量往往会使这些故障面临更大的电气故障风险。

然而，一种新的照明方法AC-LEDs的开发，可以直接通过交流电源运行。这些AC-LEDs可以处理更高的电压，并且可以直接接受交流电压，而无需从交流转换到直流。已经采用多种方法来创造AC-LEDs。例如，首尔半导体开发的方法采用两串在不同方向串联连接的芯片，一串在AC周期的正半周被点亮，另一串在负半周被点亮。这两串串联芯片在AC主电源的50/60赫兹频率下交替通电断电，因此LED似乎总是处于通电状态。还有一些公认的其它制造AC-LED的方法也已被开发出来了。通过这些方法，AC-LEDs可以更有效和高效地传输功率，而不需要中间电子器件。

在一些照明应用中，这些AC-LEDs已经在公共电力可用时被用作主光源。将这些AC-LEDs与同一照明装置中由“标准”直流供电LEDs结合使用的照明装置可以在断电期间提供额外的好处。也就是说，DC-LEDs或其一部分可以由电池供电，在停电期间提供应急照明。

理想的情况是，保持电池完全充满电以确保应急照明的最大持续时间。可以提供电池充电电路，将为AC-LEDs供电的交流电源用于电池充电。然而，添加电池充电电路不免有一些缺点。电池充电电路需要占用额外空间的额外电子部件，并且一部分电子部件包含会产生额外热量的电源转换装置。另外，AC-LEDs的运行也会产生热量。如果温升过大，电池充电的效率开始较低，最终将不再能够充电。此外，尝试在温度太高的情况下对电池充电可能导致电池的永久性损坏。因此，理想的情况是，提供一种改进的电池充电系统，可以在AC-LEDs正常工作的同时保持对电池充电，而不过热。

发明内容

本发明涉及利用两种不同类型的发光元件和两种不同类型电源的灯装置。具体来说，本发明涉及一种同时拥有AC-LEDs和DC-LEDs的灯装置，可分别从交流电源和直流电源接收电力，而不需要电流转换。直流电源可以由使用电池充电系统的内部电池供电以存储和维持电荷。电池充电系统可以提供电池过热保护和多种充电速率，随照明装置中的温度变化来改善电池充电。

本发明还涉及一种具有停电检测能力的灯装置。具体来说，本发明涉及一种具有内部停电检测电路的灯装置，允许其检测主电源何时存在或中断，并且在主电源接通时为主LEDs供电，并具有在主电源切断时为备用LED通电的能力。此外，停电检测电路还可以在主电源中断时检测灯开关处于ON(打开)还是OFF(关闭)状态，从而提高应急电源的使用效率。

在本发明的一个实施例中，提供了一种用于检测断电状况的系统。该系统具有一个灯壳，该灯壳具有：一个电源耦合元件，期被配置为建立到第一电源的电气连接；一个第一光源，其可操作性地连接到电源耦合元件上并被配置为在第一操作模式中选择性地发光；一个电池，其被配置为在第二操作模式中向第二光源提供电源，其中电池作为第二电源，且第二光源可操作地连接到电池上，并被配置为在第二操作模式中选择性地发光；一个信号放大器，其被配置为监视第一电源的电源状态，发送指示第一电源状态的第一信号，并监视灯开关状态，发送指示灯开关状态的第二信号；以及一个控制器，其与电源耦合元件、电池、第一光源以及第二光源通信，并被配置用于接收由信号放大器产生的第一和第二信号，其中控制器使用来自信号放大器的第一和第二信号来确定第一光源和第二光源的工作。

如果(i)第一电源处于接通状态且灯开关处于打开状态，则第一光源为打开状态，或者如果(ii)第一电源处于切断状态或(iii)第一电源处于接通状态，而灯开关处于关闭状态，则第一光源为关闭状态。

如果(iv)第一电源处于切断状态且灯开关处于打开状态，则第二光源为打开状态，或者如果(v)第一电源处于切断状态，而灯开关处于关闭状态，则第二光源为关闭状态。

如果(vi)第一电源处于接通状态，第二光源为打开状态。如果(vii)第一电源处于接通状态，而灯开关位置处于关闭状态，则第二光源为关闭状态。或者，如果(vii)第一电源处于接通状态，第二光源为关闭状态。

第一电源可以是一种不对称桥式整流器输入的形式，提供第一路径和第二路径，其中第一路径和第二路径具有不同的电压降。

当灯开关位置打开时，电流可以流过第一路径，而当灯开关位置关闭时，电流可以流过第二路径。

第一路径可以提供第一数量的二极管，而第二路径可以提供与第一路径不同的第二数量的二极管。

第一路径可以提供第一数量的电阻器，而第二路径可以提供与第一路径不同的第二数量的电阻器。

第一光源和第二光源可以是LEDs。第一光源可以是AC LEDs，第二光源可以是DCLEDs。

该系统还可以包含耦合到电源的第二灯装置以及一个适配器元件，该适配器元件具有一个在第三路径中提供电阻的二极管组。

根据本发明的另一方面，提供了一种确定备用光源工作状态的方法。该方法涉及提供一种灯装置的步骤，该灯装置具有：一个电源耦合元件，其被配置为建立到第一电源的电气连接；一个第一光源，其可操作性地连接到电源耦合元件上并被配置为在第一操作模式中发光；一个电池，其被配置为在第二操作模式中向第二光源提供电源，其中电池为第二电源，且第二光源可操作地连接到电池上，并被配置为在第二操作模式中发光；一个电子电路，其提供具有闭合和断开位置的开关、一个用于接收来自第一电源的电流输入并提供第一路径和第二路径的不对称桥式整流器，其中第一路径和第二路径提供不同的电压降；一个信号放大器，其被配置用于监视第一电源的功率状态，发送指示电源状态的第一信号，并监视开关位置，发送指示开关位置状态的第二信号；一个与电源耦合元件以及第一光源通信的控制器，并被配置用于接收由信号放大器产生的第一和第二信号。这些步骤还包括发送通过不对称桥式整流器的电流脉冲；以及接收第一和第二信号来确定第一电源处于接通还是切断状态，以及开关处于断开还是闭合状态。

第一路径可以提供第一电阻，而第二路径可以提供大于第一路径的第二电阻。

当开关闭合时，电流可以流过第一路径，而当开关断开时，电流可以流过第二路径。

墙壁式灯开关手动打开和关闭电流通路中的开关。当壁式灯开关处于ON(打开)位置时，电流通路中的开关闭合，当灯开关处于OFF(关闭)位置时，电流通路中的开关断开。

根据本发明的另一方面，提供一种具有灯壳的照明装置，该灯壳包含：一个电源耦合元件，其被配置为建立到第一电源的电气连接；一个第一光源，其可操作性地连接到电源耦合元件上并被配置为在第一操作模式中发光；一个电池，其被配置为在第二操作模式中向第二光源提供电源，其中电池作为第二电源，且第二光源可操作地连接到电池上，并被配置为在第二操作模式中发光；其中灯壳具有包含第一和第二光源的第一部分以及包含电池的第二部分，其中第一部分通过气隙在空间上与第二部分分离。

照明装置可能包含一个电池电量水平传感器和一个电池电量水平指示器，其中电池电量水平传感器检测电池的电压水平并向电池电量水平指示器提供信号，当电压高于第一阈值水平时，电池电量水平指示器指示高电池电量水平，当电压低于第一阈值水平但高于第二阈值水平时，电池电量水平指示器指示中电池电量水平，当电压低于第二阈值水平时，电池电量水平指示器指示低电池电量水平。

根据本发明的另一方面，提供了一个用于在第一操作模式中从照明装置的第一电源对第二电源充电的系统。该系统包含：一个电源耦合元件，其被配置为建立到第一电源的电气连接；一个第一光源，其可操作性地连接到电源耦合元件上并被配置为在第一操作模式中发光；一个电池，其被配置为在第二操作模式中向第二光源提供电源，其中电池作为第二电源，且第二光源可操作地连接到电池上，并被配置为在第二操作模式中发光；一个温度传感器，其被配置为监视电池的温度；以及一个控制器，其与电源耦合元件、电池以及第二光源通信，并被配置用于接收由温度传感器产生的信号，其中控制器允许电池在电池温度低于第一预定温度时以第一充电速率进行充电，并且在电池温度高于第一预定温度时，以第二充电速率进行充电，其中第一充电率高于第二充电速率。

控制器可以与电源耦合元件、电池和第二光源进行通信，并且被配置为接收由温度传感器产生的信号，其中当电池的温度低于第一预定温度时，控制器允许第一发光状态，并且当电池的温度高于第一预定温度时，允许第二发光状态，其中第一发光状态高于第二发光状态。

本发明的一个特征是在确定是否操作应急照明装置时，将停电状态与关闭灯光开关状态区分开。

本发明的另一个特征是根据电池或灯装置温度，通过采用绝缘壳体设计、自适应充电速率和灯光亮度调节，将应急照明装置内的电池保持在凉爽状态。

本发明的另一个特征是测试应急照明装置的电池电量水平。

附图说明

通过详细描述和附图，本发明的这些以及其他主题、优点和特征对本领域技术人员显而易见。然而，我们应当明白，在说明本发明的优选实施例的同时，通过举例说明而非限制的方式给出了详细描述和附图。在不脱离本发明精神的前提下，可以在本发明的范围内进行许多改变和修改，且本发明已包括所有这些修改。

构成本发明的优点和特征以及本发明提供的典型机构构造和操作的清晰概念将通过参考示例变得更加显而易见，因此不限于附图中所示的实施例，并构成本规范的组成部分，其中相同的参考标号表示多个视图中的相同元件，其中：

图1A是本发明灯装置的等距视图，示出在灯壳颈部具有一个电池的第一个灯壳实施例；

图1B是图1灯装置的分解图；

图1C是图1灯装置沿1C-1C线的横截面图；

图2A是本发明灯装置的等距视图，示出了在灯壳第一和第二分离部分之间具有电池的第二个灯壳实施例；

图2B是图2灯装置的分解图；

图3是本发明灯装置的等距视图，示出了在灯壳第一和第二分离部分之间具有一个单柱的第三个灯壳实施例；

图4是本发明灯装置中电子装置的电路示意图；

图5是示出根据电源状态在照明装置内主LEDs和备用LEDs的操作及电池充电流程图；

图6是示出根据电源状态和开关位置的主LEDs和备用LEDs的操作流程图；

图7是检测电路的示意图，示出了用于检测开关位置的不对称桥式整流器，并示出了电流流过具有闭合开关的路径；

图8是检测电路的示意图，示出了用于检测开关位置的不对称桥式整流器，并示出了电流流过具有打开开关的路径；

图9是示出非传感灯装置和非传感负载之间的适配器布置以及与传感灯装置并联的交流电源示意图；

图10是根据本发明一个方面安装在非传感灯电气尖端接触件与电源之间的适配器等距视图；

图11是传感电路的示意图，示出了与不对称桥式整流器并联安装的适配器，并示出了直接通过不对称桥接器的电流路径以及通过具有适配器的并联非传感灯的交替路径；

图12是传感电路的示意图，示出了内置在非传感灯中的桥式整流器，并示出了直接通过不对称桥接器的电流路径以及通过具有内置桥式整流器的并联非传感灯的交替路径；

图13是示出根据电池温度电池充电以及到AC LEDs的功率输出流程图；

图14是示出随电池温度变化的充电速率以及随电池温度变化到AC LEDs的功率输出曲线图；

图15是示出到LEDs的功率输出以及根据温度和最低功率输出的变化来降低电池温度的其他操作流程图；

图16是示出根据电池指示信号变化的电压曲线图；

图17是根据图4电子装置的一个实施例的电路图；和

图18是电子装置的电源电路板示例性方框图。

具体实施方式

在描述在附图中示出的本发明实施例时，为了清楚起见将采用特定术语。然而，这并不意味着本发明仅限于所选择的特定术语，并且应当理解，每个特定术语包含以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等同术语。例如，常常使用“连接”、“附加”或与之类似的词语。它们不限于直接连接，而是包括通过其他元件的连接，其中此类连接被认为与本领域技术人员进行的连接相当。

本部分中披露的主题的各种特征和优点通过引用下文中详细描述的非限制性实施例进行更充分的说明。

本发明涉及一种照明装置，其可由交流电源或直流电源供电，例如用于应急照明装置，包括多个发光元件，配置用于彼此组合操作，并且包括用于检测断电状态的一种手段。

参见图1A-1C，示出了灯装置20的代表性实施例。在所示的实施例中，灯装置20是可以用于任何灯具(如天花板、墙壁或地板灯具、现有的筒灯或灯管，例如标准荧光灯凹形反光槽之类或任何家用立灯)的单个单元灯泡或灯管。可以设想，灯装置20可以是任何类型的灯尺寸和形状，例如球形、环形、直管或U形管，并集成到室内/室外灯具中。LED灯管可以符合公认的照明标准，例如UL和ANSI的灯光标准，从而为现有灯具提供完全兼容的灯泡或灯管。在一个实施例中，灯装置20是符合UL和ANSI灯光标准的A19灯泡。

灯装置20可以包含用于牢固地容纳发光元件24的灯壳22，其可以进一步包含透镜23或其它装置，用于以预定方式投射由发光元件24发出的光。发光元件24可以是(例如)发光二极管(LEDs)或能够发光供正常使用或在断电状况期间提供照明的其他此类元件。在代表性实施例中，灯装置20包含具有多个LEDs 24的LED模块形式的发光元件24。多个LEDs24可以安装在LED基板25上。根据本发明，LED模块可能包括两种类型的LEDs，以防止在灯装置20和电源之间需要电子器件，例如交流/直流转换器或驱动器。灯装置20可能包含可以从交流电源44(图4)直接操作的多个AC-LEDs 24a。因此，灯装置20具有在不转换电流的情况下由交流公共电力44点亮的能力。灯装置20还包含可以从交流电源46(图4)直接操作的多个DC-LEDs 24b。因此，灯装置20具有在不转换电流的情况下由直流电源点亮的能力。通过利用双重类型的LEDs 24，能更有效地传输功率，而不需要中间电子器件。同一灯装置20中的AC-LEDs 24a和DC-LEDs24b的操作可以如美国第9,107,269号专利和美国专利公开号2014/0268697的描述，这两份文件均通过引用结合到本文中。

可以设想，为了节省从备用电源即电池46传输的能量，DC-LEDs 24b的数量可以少于AC-LEDs 24a的数量。根据本发明的一个实施例，AC LEDs24a包括多个AC LEDs 24a。ACLEDs 24a的数量根据期望的光照强度进行配置，例如450-799流明、800-1,099流明或1,600-1,999流明，其相当于例如40瓦、60瓦或100瓦白炽灯泡。DC LEDs 24b可以是单个DCLED 24b或少量DC LEDs 24b，以在备用操作期间尽可能减少灯装置20所需的功率。因为ACLEDs 24a包含灯装置20中所含的大多数LEDs 24，并且由于AC LEDs24a直接通过交流电源连接器42供电，或者通过最少的控制和/或电源转换供电，所以灯装置20的大功率操作不需要导致最多热量的电源转换或驱动器装置。来自降压转换器238(参见图4)的电源转换对电池46充电并向DC LEDs 24b输送功率仍然需要产生热量的电源转换和/或装置驱动器；然而，这些装置可以在较低的功率下工作。尽管AC LEDs 24a本身仍然产生热量，但是电源转换损耗和所产生的热量将达到最小。可以设想，可以提供两种类型LEDs 24a、24b的任何数量或配置。

可以设想，AC-LEDs 24a和DC-LEDs 24b被布置成通过透镜23提供均匀分布的光线。在代表性实施例中，单个DC-LED 24b以LED基板25为中心，并且多个AC-LEDs 24a围绕LED基板25的周边均匀间隔开，通过透镜23提供均匀照明。当然，LEDs 24的其它布置可以产生与本发明教导内容一致的类似均匀效果。

根据本发明的替代实施例，一种类型的光源，例如一种类型的LED(例如AC LEDs24a或DC LEDs 24b)可以从交流电源连接器42以及电池46两者接收电源。在这种配置中，交流/直流转换器或驱动器设置在需要转换的电源44、46与LEDs 24a、24b之间。在一个实施例中，AC LEDs 24a被配置为从交流电源连接器42接收交流电源，而不需要电源转换。然后，ACLEDs 24a被配置为通过将电源转换为交流电源来从电池46接收直流电源。在另一个实施例中，DC LEDs 24b被配置为通过将交流电源转换为直流电源来从交流电源连接器42接收电源。DC LEDs可以选择布置在一个或多个并联灯串中，其中当交流电压增加到峰值电压时，则启用额外的并联灯串，并且当交流电压朝最低电压降低下降时，则禁用一个或多个并联灯串。一部分DC LEDs 24b然后可以经由控制器230从电池46接收直流电源，而不需要转换为交流电源。在本发明中，全部或一部分LEDs 24可以通过交流电源连接器42点亮，并且全部或一部分LEDs 24可以通过电池46点亮。该配置有助于在交流电源44不可用时节省电池电量。可以设想，在不脱离本发明范围的情况下，可以使用AC和/或DC LEDs的各种配置以及交流电源44和直流电源46之间的各种连接。

灯装置20还包括诸如电触点、插脚或类似的电源耦合元件42，其被配置为选择性地耦合到诸如标准电源插座的外部电源上。通过这种方式，灯装置20可以被配置为当主电源(如交流电源44)可用时将外部电源切断，然后在由信号发生器222和信号放大器232检测到断电时切换到备用电源。备用电源可以是电池46，例如一个或多个可充电电池或标准电池。电池46可以是可充电的，可以在灯装置20在主电源上运行时对电池46进行充电。电池充电电路将在下文进一步讨论。

灯装置20还可以包含电子装置26，用于为控制器230(比如印刷电路板)的操作提供必要的电路和电子装置。电子装置26可以完全容纳在灯装置20的灯壳22内。电子装置26可以包括下文详细描述的许多不同操作功能的电路布置，如图4和图17-18所示。

灯壳

参见图1和图2，在所示灯装置20的代表性实施例中，发光元件24、电池46和电子装置26可以位于灯壳22内。在灯装置20的一个实施例中，灯装置20具有单独或分离的外壳设计，从空间上将电池46从发热发光元件24上隔开。在这方面，由发光元件24产生的热量不会辐射到电池46并对电池46加热。电池46进一步与电子装置26隔绝开来，电子装置26也会产生不需要的热量。如前文所述，热传递可能降低电池46的有效性，并降低电子装置26以及可以是LEDs的发光元件24的稳定性。

灯壳22将发光元件24与电池46分别分离成第一部分50和第二部分52。例如，在代表性实施例中，第一部分50可以包含透镜23以及装有多个LEDs 24的LED基板25。透镜23可以是一个由穹顶形顶罩80限定的外壳，围合包含LEDs 24的LED基板25的上表面，并散射从LEDs 24发出的光线。顶罩80由包围外壳的基本水平底板82支撑并围合。底板82可以提供开口94，用于接纳一对臂56的插接端96。在外壳内还包含位于LED基板25下方的额外散热器84，进一步有助于除热。散热器84大致为圆形的，以与LED基板25和底板82的形状大致一致。散热器可以是(例如)铝盘或其它导热材料，其可以散发LED 24内的热量。

第一部分50与第二部分52分隔开。第二部分52包含连接到底座88的隔板86。隔板86是一个大致圆形、基本上水平的平面层，在底座88的大致圆形上开口上方形成一个盖子来封闭基底座88。底座88是一个大致锥形的壳体，拥有大致圆柱形结构，逐渐缩小至连接到末端的电源耦合元件42的狭窄颈部51。隔板86可以提供臂保持件或盖57，一般可以容纳并且至少部分围绕从底座88向上延伸的臂56。臂56与保持件57限定了可在第一部分50和第二部分52之间布线的通道。

底座88可以包含电子装置26、绝缘插入件53和将电池46固定在其中的电池盒48。电子装置26可能是具有一向外延伸元件的基本水平的平面层，例如对于PCB型结构是常规的。电子装置26可以被固定在绝缘插入件53临近并且至少部分固定在绝缘插入件53内。绝缘插入件53可能是碗状部件，其具有从大致圆形的底板92向上延伸的弯曲壁90，并且在弯曲壁90内形成空腔54。绝缘插入件53的尺寸设计成贴合在底座88的壁内安装。绝缘插入件53可以由耐热的热塑性或其它绝缘材料制成，空腔54为其中的电子装置26提供空间。

电池46可以容纳在位于灯壳22颈部51内的电池盒48内，在底座88的上部区域和电源耦合元件42之间提供一个狭窄的连接器。电池盒48位于绝缘插入件53和电源耦合元件42之间。电池盒48提供一个电池盖58，该电池盖58从颈部51中的开口封闭电池盒48，开口允许使用者打开电池盒48。电池盖58包含一个连接装置66，其连接到电池盒48的插接装置64以封闭电池盒48。安装电池盖58时，电池盒48限定用于固定电池46的体积大小。

当使用时，电池46安装在相对的电池接触件62之间，以将电池46保持在可操作的位置。电池接触件62可以是压缩弹簧、悬臂式弹簧、平触点弹簧、带连接器的接线或是本领域已知的其它电池接触件类型。因此，当安装电池盖58时，电池46固定在电池盒48内。通过取下电池盒盖58可容易地更换电池46。取下电池盖58时，用户可以从电池接触件62取下电池46并用新的或重新充电的电池46替换。电池盖58通过将电池盖58放置在电池盒48上重新安装，使得插接装置64和连接装置66锁定就位。可以设想，插接装置64和连接装置66可以是本领域已知的任何插接装置。例如，连接装置64、66可以是插槽和凹槽布置，其中电池盖58的插槽滑入插接装置64的凹槽中。紧固闩锁可以将电池盖58锁定在电池盒60的适当位置。可以设想，可以使用本领域已知的许多其它类型的电池盖布置。还可以设想，电池盖58可以仅通过向下朝向电源耦合元件42方向滑动电池盖58来取下。在这方面，使用者必须从已固定好的灯具上拆下灯壳22，以便允许接触电池盒48。在这方面，电池盒48可以提供安全特征，防止当电源被传输到灯装置20时擅动电池盒48。还可以进一步设想，根据需要，连接装置64、66可以不需要螺钉或工具来打开或安装电池盖58。

灯壳22的第一部分50通过在第一部分50和第二部分52之间延伸的多个臂56(例如两个或三个臂)安装到第二部分52并与第二部分52隔开。臂56可以从底座88向上延伸，例如0.5-2英寸，并且连接到在底板82内形成的开口94。臂56可以围绕第一部分50和第二部分52的周边等间隔隔开，用来将开口94与臂56的接插端96连接。可以设想，臂56和开口94的接插端96可以如本领域已知的那样通过插槽和凹槽布置和以及紧固闩锁来连接。

参见图3，在替代实施例中，例如在第一部分50和第二部分52之间居中的单柱30也可以在存在或不存在臂56的情况下连接到第一部分50和第二部分52上。单柱30的直径可以是约0.25-1英寸，以提供必要的结构支撑。

如所设想的一样，臂56(或柱)通过在它们之间产生的气隙55将LEDs24与电池46分隔开来。气隙55用作LEDs 24和电池46/电子装置26之间的天然绝缘体。臂56(或柱)具有容纳必要接线等在其中延伸的通道，并在第一部分50和第二部分52之间提供电气通信。因此，无论灯装置20的方向如何，灯壳22通过将电池46与LED 24分隔开来提供与方向无关的热对流解决方案。

现在参见图2A和2B，在120所示的照明装置的替代实施例中，电池盒148位于发光元件124和电子装置126之间，而不是在照明装置120的颈部151内。对应于第一实施例灯装置20的本实施例照明装置120的元件采用相同的参考标号表示，只是数字增加100。为了简洁起见，对这些元件的许多描述采用缩写或甚至消除。

电池盒148由电池盖158以及连接到沿平面延伸的隔板186的电池接触件162限定。电池盖158包含一个连接装置166，其连接到隔板186的插接装置164以封闭电池盒148。安装电池盖158时，电池盒148限定用于固定电池146的体积大小。隔板186的上表面在其上具有向外延伸的电池接触件162，用于电气连接电池146以及用于将盖158连接在其上的插接装置164。

显示为大致圆形的隔板186的尺寸和位置设计成在底座188的开口上方延伸并且封闭该开口(该开口显示为大致圆形)，使得电子装置126不暴露于环境中。这会防止污物和灰尘进入电子装置盒154。由隔板186提供的物理屏障还会防止用户接触底座188内部及其内容物。隔板186还用作物理和热障碍，并且将电池146与电子装置126产生的任何热量分隔开。电池盒148可以由耐热热塑性材料制成以防止热传递。

通过取下电池盒盖158可容易地更换电池146。若要取下电池盖158，将电池盖158向外滑动，基本上平行于盖隔板186的平面。通过将盖158向内滑动，基本上平行于隔板186的平面重新安装电池盖158，直到插接装置164和连接装置166锁定就位。

可以设想，可能存在其他灯壳配置，将电池146与照明元件24以及电池146与电子装置126从空间上分隔开，以便将电池146保持在较冷的温度。这可以通过如上所述以及如本领域所知的灯壳绝缘层、散热器和气隙的组合来实现。

应急灯操作

图4是电子装置26的电路示意图。第一组LEDs(即AC LEDs 24a)被配置为经由交流电源连接器42接收电源44。根据所示实施例，交流电源连接器42是与用于白炽灯泡的标准插座兼容的螺纹接触件(见图1-3)，尽管当然可以采用任何其它类型的接触件布置。交流电源连接器42是整流器部分234的一个输入。整流器部分234包括(例如)被配置为将交流输入转换成半波或全波整流输出或提供开关传感电路(即非对称桥式整流器)的二极管，如将在下文进一步描述的。进一步设想，包含一个或多个串联和/或并联电容器的电容可以被包含在整流器部分234中，以减小整流电压上波纹的幅度。控制器230接收来自信号放大器232的信号，根据整流器部分234的开关传感电路来确定灯开关位置。信号或电流放大器232用于增强和改变传感机构处的电压，以便协助检测开关位置。

图中示出了选装LED驱动器电路236，其中LED驱动器电路236可以(例如)根据电压值将AC LEDs 24a的一部分或全部连接到整流电压。根据本发明的另一个实施例，可以省略整流器部分234，并且LED驱动器电路236可以用于根据交流电源输入的第一极性将AC LEDs24a的第一部分连接到输入电压以及根据AC电源输入第二极性将AC LEDs 24a的第二部分连接到输入电压。

控制器230接收来自信号放大器232的信号，以确定交流电源44是否经由交流电源连接器42供电。控制器230还可以提供控制信号和/或接收来自LED驱动器236的反馈信号，根据存在的电压值启用/禁用AC LEDs24a的不同并联灯串。作为选择，LED驱动器236可以被配置为根据存在的电压值直接启用/禁用的AC LEDs 24a不同并联灯串。

仍然参见图4，第二组LEDs(即DC LEDs 24b)被配置为从直流电源接收电力。根据所示的实施例，提供电池46作为直流电源。如上所述，电池46包含在灯装置20的灯壳22内(见图1-3)。降压转换器238接收交流电源44或整流的交流电源，作为一个输入，并将其转换成适合于为电池46充电的直流电压。

电池充电电路240控制降压转换器238的输出与电池46之间的功率流。作为选择，降压转换器238和电池充电电路240可以组合成单个电路。控制器230从温度传感器228接收温度信号229，并根据温度信号229控制电池充电电路240。下文将对控制器进行更详细的讨论。提供LED驱动器242以将电池46的电源供给DC LEDs 24b。

参见图5，在操作中，当存在交流电源44时，灯装置20可以被配置成由主电源44经由传统壁式插座、插座或固定装置供电，或者根据需要，灯装置20可以不连接到主电源并且被配置为仅在发生停电时点亮，其中灯装置20仅由备用电源46供电。在停电期间，灯装置20被配置为从备用电源46操作关闭。当然，通过标准插座传输的电力可以是传输交流电源的主电源，而通过电池46传输的电力可以是直流电源。

控制器230通常根据图5所示的步骤操作。控制器230监视由信号放大器232提供的信号，并控制灯装置20的操作模式，如步骤200所示。在步骤202，控制器230确定主电源是否接通。根据本发明的一个实施例，主电源可以是公用电力网。作为选择，主电源可以是发电机或其他替代能量来源。通常，主电源通过建筑物中的配电板以及诸如墙壁开关等交换式连接来连接，以选择性地向灯装置20提供电力。如果主电源接通，则灯装置20在第一操作模式下操作，在此期间，主LEDs通电，如步骤204所示。在第一操作模式期间，控制器230还可以通过降压转换器238和电池充电电路240将电力从第一电源传输到电池46，如步骤206所示。如果主电源关闭，则控制器230可以在第二操作模式下开始操作灯装置20。在第二操作模式期间，控制器230将电力从电池46供给到备用LEDs，如步骤208所示。根据本发明的一个实施例，当主电源被切断时，灯装置20自动进入第二操作模式。作为选择，控制信号可以(例如)通过无线通信连接提供给灯装置20，在第二操作模式下启动操作。

可以设想，信号放大器232可以监视电压、电流或其组合，并产生对应于被监视状况的信号。可以设想，可以通过在电源耦合元件42处提供的功率在灯装置20处检测到断电状况。信号放大器232可以可操作地连接到电子装置26，并且来自信号放大器232的信号生成灯装置20的电力是存在还是已经断电的指示。电子装置26然后可以被配置为根据来自信号放大器232的信号，通过AC LEDs 24a或DC LEDs 24b选择性地操作灯装置20以产生光。当存在电力时，AC LEDs 24a点亮，并且电子装置26使DC LEDs 24b保持关闭。当断电时，ACLEDs 24a关闭，且电子装置26从备用电源操作DC LEDs 24b，例如电池46。如上所述，备用电源可以在灯装置20的外部或内置在灯装置20中。

断电检测

参见图4，灯装置20的电子装置26信号放大器232除了检测如上所述的断电状况之外，还可以检测灯开关位置。在断电时，控制器230可以被配置为能够区分没有可用公共电力的断电事件和由于可以通过壁式灯开关操作的灯开关或在公共电力仍然可用但由于开关处于关闭位置在灯装置20不存在电力的断电事件。

可以设想，可以在灯装置20处通过在电源耦合元件42处接收的信号来检测灯开关位置。信号发生器222可以可操作地连接到电子装置26，并且来自信号放大器232的信号允许控制器230确定灯开关位置处于打开还是关闭状态。信号发生器222是能够向电源耦合元件42提供所需信号以便检测壁式灯开关位置的元件或电路。该信号被壁式灯开关位置改变，由信号放大器232接收并放大，由控制器230使用。当灯开关位置为ON(打开)时，用户当然希望灯装置20点亮，并且当灯开关位置为OFF(关闭)时，用户当然也希望灯装置20不点亮。可以检测到任何类型的灯开关，例如墙壁开关、灯拉绳、旋转开关等。

控制器230通常根据图6所示的步骤操作。电子装置26可以被配置为根据来自信号放大器232的断电信号和灯开关位置信号，通过AC LEDs24a或DC LEDs 24b选择性地操作灯装置20以产生光，如步骤127所示。在步骤128，控制器230确定是否存在电力，例如，公共电力是否被传输到灯具、插座等。然后，在步骤130，控制器确定(例如)壁式灯开关的灯开关位置。当控制器230确定存在交流电源44并且灯开关位置为ON(打开)时，主LEDs或者AC LEDs24a接通电源，并且电子装置26使DC LEDs24b保持关闭，如步骤132所示。当存在电源时，DCLEDs 24b可能与AC LEDs一起接通电源。当存在交流电源44时，控制器230仍然可以允许电池充电。然而，当控制器230确定存在电源并且灯开关位置为OFF(关闭)时，AC LEDs 24a和DC LEDs将保持关闭，如步骤134所示。当存在交流电源44时，控制器230仍然可以允许电池充电。当控制器230确定主电源被断开并且灯开关位置为ON(打开)时，AC LEDs 24a关闭，而电子装置26将从诸如电池46的备用电源打开DC LEDs 24b，如步骤136所示。然而，当控制器230确定主电源断开并且灯开关位置为OFF(关闭)时，AC LED 24a和DC LEDs将保持关闭或熄灭，如步骤138所示。

为了在停电状况下确定开关位置，灯装置20使用开关检测电路。这允许控制器230区分停电和灯开关OFF(关闭)状态。参见图4和图7-8，开关检测电路包含不对称桥式整流器72(整流器部分234的一部分)。信号发生器222是电源耦合元件42和不对称桥式整流器72的一个输入，信号放大器232通过在电流流过不对称桥式整流器72所创建的两个路径中的其中一个路径时检测电压差或电压降来确定灯开关位置。可以通过许多方式产生不对称桥式整流器72中不同的电压降，例如通过在单独的路径中包含二极管或电阻器。

如本领域所理解的，通过二极管的电流将导致正向电压(即通过二极管的电压降)落在其上。例如，硅二极管上的电压降通常为0.6-0.7V，锗二极管上的电压降通常为0.3-0.4V。通过将电流路径中的二极管定位在桥式整流器的输入(线路)和输出(正)之间，可以选择性地增加电压降。因此，通过将电流(或电压)脉冲发送通过不对称桥式整流器，可以通过检测两个电流路径之间不同的电压降量来确定电流已经在两条路径中的哪条路径行进。

参见图7，当存在停电状况并且灯开关位置为ON(打开)时，电气开关70关闭(即，连接到交流电源44的任何电气负载被连接到电源耦合元件42上)并且电流可以通过第一电流路径74通过不对称桥式整流器72从信号发生器222行进到信号放大器232。虽然通过不对称桥式整流器72打开两个路径，但电流将流过相对于电压降来说电阻最小的路径，因此，将选择流过具有最少二极管76的路径，即第一电流路径74由闭合的电气开关70提供，而不是具有更多二极管的替代路径。第一电流路径74包含第一数量的二极管76，即一个二极管，使得电压降对应于通过一个二极管的电流。

参见图8，当发生停电状况并且灯开关位置为OFF(关闭)时，电气开关70打开，防止电流通过第一电流路径74从信号发生器222通过不对称桥式整流器72行进至信号放大器232，而是仅允许电流沿着与第一电流路径74不同的不对称桥式整流器72的第二电流路径78从信号发生器222经过信号放大器232。

第二电流路径78包含第二数量的二极管76，即两个二极管，其比存在于第一电流路径74中的二极管76的数量更多，即一个二极管。然而，当电气开关70打开时，第二电流路径78是可用于电流行进的唯一电流路径。

可以设想，如图所示的不对称桥式整流器72可以进行不同配置，例如在不脱离本发明的范围，通过改变二极管或电阻器的数量或位置来配置。

参见图4，在操作中，信号放大器232可以检测由流经不对称桥式整流器72的电流导致的电压降。从检测到的电压降，控制器230将确定灯开关位置。这可以通过为每个状况提供可接受的电压降范围来确定，或者通过为每个状况创建阈值电压降来确定。由于半导体的性质随温度的变化而变化，因此可以实施校准曲线来调节不同温度下的电压降变化。

在一个替代实施例中，通过在第二电流路径78中的其中一个二极管上增加一个可电子控制的开关、继电器或光耦合器246(见图17)，控制器230可以通过将不对称桥式整流器72临时转换成对称桥来确定灯开关位置。这消除了来自第二电流路径78的额外二极管，从而使得第一74和第二78路径中的电压降相同，即两个路径都具有一个二极管。电压降是在新建的对称桥中测得的。然后，拆下可电子控制的开关246以测量不对称桥中的电压降，如图7和8所示。比较新建对称桥和不对称桥中的电压降。如果对称桥和不对称桥之间的电压降之间检测到差异，则可以确定开关70闭合(如图7所示)。在这种情况下，电流流过对称桥和不对称桥中的一个二极管。如果不对称桥和对称桥的电压降相同，则开关70打开(如图8所示)。在这种情况下，电流流过对称桥中的一个二极管(额外的二极管被可电子控制的开关忽略)并流过不对称桥中的两个二极管。

如果检测到电流正在流过图7所示的第一电流路径74，指示灯开关位置为ON(打开)，则应急光源DC LEDs 24b将打开。如果检测到电流正在流过图8所示的第二电流路径78，指示灯开关位置为OFF(关闭)，则应急光源，即DC LEDs 24b，将保持关闭。

可以设想，开关检测电路可以与任何类型的电气负载一起使用，例如风扇、泵，加热器或其他设备，并且可能不限于灯管或灯的操作。

非传感灯的适配器

参见图9，在多灯管(泡)灯具中，例如安装CFL、LED或白炽灯泡的灯具，理想的情况是仅用灯装置20安装一个或一部分灯管(泡)。然而，当多个灯管(泡)并联安装时，非传感灯的存在可能会干扰灯装置20的检测电路。

灯装置20的停电检测电路被设计成使用连接到交流电源44的电气装置71来检测墙壁开关位置。电气装置71可以通过灯开关70断开与交流电源44的连接。例如，在同一灯具中，与灯装置20并联的非传感灯610可能被错误地识别为电气装置71。如果非传感灯610是电阻性的，例如白炽灯泡、卤素灯泡或其它电阻性负载，则可能发生这种干扰。

参见图9和图11，具有多个二极管602(例如四个二极管)的适配器600可以安装在非传感灯610(一个或多个)上，让非传感灯610与灯装置20的检测电路相兼容。在一个实施例中，如图9所示，适配器600可以是安装在非传感灯610和交流电源44之间的插入式适配器628，其中灯装置20为并联安装。插入式适配器628可以包括插脚636，用于插入到要连接灯装置20的墙壁插座。在插入式适配器628后端还可以具有孔638，用于插入非传感灯610的插脚。将插入式适配器628插入到墙壁插座中，并且将灯装置20插入孔638中。

在一个替代实施例中，如图10所示，适配器600可以是直接安装到非传感灯底座614的环状适配器634的形式。环状适配器634安装在非传感灯610和交流电源44之间，其中灯装置20并联安装。在这方面，环状适配器634由具有内圆周622和外圆周624的环状壳体604限定。内圆周622提供开口626，其开口尺寸被设计成接收非传感灯座614的电气尖端接触件612。外圆周624的直径小于或等于非传感灯座614的直径。壳体604的中心开口626中是导电材料，例如金属铜片608，其分别在壳体604的顶侧和底侧提供电输出618和输入(图上已隐藏)。

仍然参见图10，封装在壳体604内的是固定在金属电源电路板606上特定配置(见图11)中的四个(或更多个)二极管602的布置。因此，在第一路径中流动的电流必须流过两个额外的二极管，从而增加该路径的电压降并使得第二电流路径更为理想。供应给非传感灯610的交流电源44几乎保持不变，从而允许电流在两个方向上流动并且保持几乎相同的电压幅度。壳体604可以是围绕并保护二极管602的模塑或硅树脂或类似材料。可以设想，壳体604的轮廓可以较薄，以便不干扰非传感灯座正常安装到电源616上。

环状适配器634通过可选地将粘合剂(例如胶水或其它粘合剂)放置在非传感灯底座614的电气尖端接触件612两侧而安装在非传感灯底座614上。然后将尖端接触件612插入壳体604的内圆周622内与壳体604的开口配合。电气尖端接触件612的两侧和壳体604的内边缘接触以提供粘合剂的粘附。尖端接触件612的尖端接触壳体604顶侧的铜片608以提供与输出618的电气接触。当非传感灯底座614耦合到电源616时，电力从输入620(即壳体底侧的铜片)流经二极管电桥，并经过输出618流出，即在壳体上侧的铜片。虽然环状适配器634实现了允许电流仅在一个方向上通过的功能，但是可以设想可以采用其它方法来产生相同的结果。

图11是适配器600配置630的示例性示意图，其可以应用于图9和和图10所示的实施例。当适配器600与并联安装的非传感灯610一起使用时，由适配器600中二极管提供的额外电阻被放置在包含第一数量二极管76(即三个二极管)的第一路径601内。包含小于第一数量二极管76(即两个二极管)的第二路径603将消耗电流，使得其不需要克服包含三个二极管76的第一路径601。在这方面，电流将忽略非传感灯610和经过的电流路径。这将消除如果通过迫使电流绕过具有非传感灯610的路径而不存在适配器600而发生的错误检测。

在本发明的替代实施例中，由于检测电路内置在非传感灯610的电路中，非传感灯610上的适配器600不是必需的。参见图12，当不需要适配器600时，例如，当非传感灯610具有内置的二极管电桥632(类似于图11)时，电流将沿着包含两个二极管76的第二路径607流动，使其不需要克服包含由内置二极管电桥632产生的三个二极管76的第一路径605。因此，具有二极管电桥630的适配器600或具有内置二极管电桥632的非传感灯610通过以在检测电路上基本上不可见的方式并联安装非传感灯610来消除错误检测。

自适应电池充电

参见图4，灯装置20的电子装置26可能也包含一个用于检测电池温度的温度传感器228。温度传感器228可以可操作地耦合到电子装置26，电子装置26可操作用来接收来自温度传感器228的电池46的温度或电池46周围环境的指示。电子装置26然后可以被配置为选择性地关闭电池46从主电源的充电或者控制电池46从主电源的充电速率，以便控制电池46的过热。

控制器230通常根据图13所示的步骤操作。如步骤300所示，控制器230监视温度传感器228。在步骤302，控制器230确定温度是否大于第一预定温度Ta。可以配置确定某一事件发生的条件并存储在控制器230的存储器中。如果控制器230确定温度大于第一预定温度Ta，则电池46可被视为对操作不安全，并且控制器230将禁用降压转换器238和电池充电电路240以禁止电池46的充电，如步骤304所示。如步骤306所示，控制器230还将关闭AC LEDs以防止进一步对电池46加热。根据本发明的一个实施例，第一预定温度是选择某一个温度点，高于这个温度点时，如果继续充电，则可能会发生电池的潜在损坏。第一预定温度Ta可以是(例如)约60-80℃之间。第一预定温度可以代表性地基本上为70℃。如果控制器230确定温度不大于第一预定温度Ta，则控制器230继续执行步骤308。

在步骤308，控制器230确定温度是否小于第二预定温度T_B。如果控制器230确定温度大于第二预定温度T_B，则电池可能被视为对充电不安全，但却足以安全允许在降低水平操作照明元件，并且控制器230将禁用降压转换器238和电池充电电路240以禁止电池46的充电，如步骤310所示。作为选择，第二预定温度可以选择某个温度点，在高于此温度点时，将会显著降低电池的充电效率。第二预定温度可以是(例如)约50-70℃之间。第三预定温度可以代表性地基本上为60℃。控制器230可以允许AC LED在降低亮度(例如其最大功率输出的85％)的情况下操作，如步骤312所示。如果控制器230确定温度不小于第二预定温度T_B，则控制器230继续执行步骤314。

在步骤314，控制器230将温度与第三预定温度T_C进行比较。如果控制器230确定温度大于第三预定温度T_C，则温度处于充电温度的可接受范围内，但接近控制器230禁止充电的第二预定温度T_B。在这个温度范围内，电池充电电路240可以允许电池46充电，但是速率降低。第三预定温度可以是(例如)30-50℃之间。第三预定温度可以代表性地基本上为40℃。电池充电电路240可以调节电流，使得第二电流幅值Ib提供给电池46，如步骤316所示。第二电流幅值可以选择在(例如)约0.1-0.3℃或0.3℃之间。控制器230可以允许AC LED在全亮度下操作，例如其最大功率输出的100％，如步骤318所示。如果控制器230确定温度不小于第三预定温度T_C，则控制器230继续执行步骤320。

在步骤320，控制器230将温度与第四预定温度T_D进行比较。如果控制器230确定温度大于第四预定温度T_D，则电池温度处于优选的操作范围内，并且控制器230被配置为以最大速率Ia对电池46充电。可以代表性地选择第四预定温度，例如在约0-20℃之间。第三预定温度可以代表性地基本上为10℃。电池充电电路240可以调节电流，使得第一电流幅值Ia提供给电池46，如步骤322所示。第一电流幅值可以选择在(例如)约0.4-0.6℃或0.5℃之间。控制器230可以允许AC LED在全亮度下操作，例如其最大功率输出的100％，如步骤324所示。如果控制器230确定温度不小于第四预定温度T_D，则控制器230继续执行步骤326。

在步骤326，控制器230将温度与第五预定温度T_E进行比较。正如电池温度太高时电池46的充电效率降低一样，如果温度太低，则电池46的充电效率也同样降低。由于环境条件，例如室外灯具，温度可能较低。为指示电池充满电，温度也可能较低。可以代表性地选择第五预定温度，例如在约-10至10℃之间。第五预定温度可以代表性地基本上为0℃。如果控制器230确定温度大于第五预定温度T_E，则温度在充电温度的可接受范围内，但接近控制器230停止充电的第五预定温度T_E。在该温度范围内，电池充电电路240可以继续对电池46充电，但是速率降低。电池充电电路240可以调节电流，使得第三电流幅值Ic提供给电池46，如步骤328所示。作为选择，电流可以是Ib和Ic之间的电流幅值。第三电流幅值可以选择在(例如)约0-0.2℃或0.1℃之间。控制器230可以允许AC LED在全亮度下操作，例如其最大功率输出的100％，如步骤330所示。如果控制器230确定温度小于第五预定温度TE，则电池温度太低而不能安全地充电，或者可能已经完全充满电，并且控制器230将禁用降压转换器238和电池充电电路240，禁止备用电源46充电，如步骤332所示。作为选择，控制器230可以仅禁用充电电路240并继续操作降压转换器238。降压转换器238中的开关损耗可以产生热量，允许灯装置20加热到足够的温度以开始对电池46充电。控制器230可以允许AC LED在全亮度下操作，例如其最大功率输出的100％，如步骤334所示。

参见图14，可以设想T_A高于T_B、T_B高于T_C，T_C高于T_D、T_D高于T_E。第一预定温度T_A与充电可能对电池46有害的温度相关。第二预定温度T_B与高于此温度将降低电池充电效率的温度相关。第三预定温度T_C与低于此温度电池充电效率将达到最高的温度相关。第四预定温度T_D与电池充电效率将降低的截止点温度相关。第五预定温度T_E与充电效率可能对电池46有害的温度相关。

当温度低于T_C(但高于T_D)时，电池46被认为处于足够低的温度以接收较高的充电速率Ia。当温度高于T_E(但低于T_D)或高于T_C(但低于T_B)时，电池46分别处于较低或较高温度，并且接收较低的充电速率Ib或Ic，或者处于Ib和Ic之间的某一点，以减少由于充电而导致灯装置20的额外加热和/或减少对电池的损坏，并允许灯装置20在增加的工作范围内继续对电池46充电。

控制器230可以被配置为调整提供给电池46的电流幅值。可以设想，充电速率Ia高于充电速率Ib，并且充电速率Ib高于充电速率Ic。根据本发明的一个实施例，第一电流幅值Ia、第二电流幅值Ib和第三电流幅值Ic是在限定的温度范围内充电的最大电流幅值。例如，在温度高于可能对电池有害的T_B情况下不能传输电流。在Ic、Ib或Ic和Ib之间的电流幅值可以在温度T_C和T_B之间传输。Ia处的电流幅值可以在T_D和T_C之间传输，这是充电的最佳温度。在Ic、Ib或Ic和Ib之间的电流幅值可以在温度T_E和T_D之间传输。最后，在低于T_E的温度下不允许传输任何电流，因为这可能对电池有害。

因此，控制器230利用灯装置20中温度较低的操作点以更高的速率对电池46充电，以及利用灯装置20中温度较高的操作点继续对电池46充电，但减少充电操作产生的热量，例如从降压转换器238和电池充电电路240。还可以设想，还可以定义额外的设定点和充电速率，以便在对电池46充电时提供增加的灵活性水平并提高电池46的充电效率。

在整个充电过程中，控制器230监视电池46中的充电电量水平。如果充电电量水平指示电池46充满电，则控制器230禁用电池充电电路240，完成电池充电。如果控制器230检测到电池46上的充电电量水平接近完全充电，则控制器230可以将提供给电池46的电流幅值降低到当前温度的最大幅度以下。

控制器230还可以被配置为调整提供给LEDs的电流或功率幅度以改变LED亮度或功率输出。例如，LEDs可以在高于T_A的温度下关闭，来自LEDs的热量可能损害电池。在T_A和T_B之间的LED亮度可以为85％，在温度仍然过热的情况下，LEDs可以在减少输出的情况下点亮。在温度低于T_B时，LED亮度可能会达到100％，这样的温度足够安全，不会损坏电池。

自适应LED调光

在灯装置20的至少一个结构中，灯装置可以被配置为使得随着电池电量的消耗，可操作的发光元件24的数量减少和/或发光元件24的强度减小。如上所述，图13-14中所示的自适应充电可以与自适应调光组合使用，来控制电池温度和电池电力消耗。

参见图15，如果电池或灯壳的温度太高，传输到AC LEDs 24a的电流幅值可能会降低。降低电流是为了降低功率输出以及从AC LEDs 24a本身产生的热量。例如，当电池46的温度或灯壳22内的周围环境高于预定的阈值温度T_B时，AC LEDs 24a可以按预定百分比“调光”。可以设想，AC LEDs24a和DC LEDs 24b中的任一个或两者可以“调光”以实现温度控制或节能。

控制器230通常根据图15所示的步骤操作。如步骤400所示，控制器230监视温度传感器228。在步骤402，控制器230确定温度是否大于预定阈值温度T_B。根据本发明的一个实施例，预定阈值温度T_B是选择的某个温度点，高于这个温度点时，如果继续照明，则可能会发生电池的潜在损坏。作为选择，预定阈值温度T_B可以是选择的某个温度点，在高于此温度点时，将会显著降低电池的充电效率。可以配置确定某一事件发生的条件并存储在控制器230的存储器中。如果控制器230确定温度不大于预定阈值温度T_B，则继续正常照明。如果控制器230确定温度大于预定阈值温度T_B，则控制器230继续执行步骤404。在步骤404，控制器230确定LEDs24是否高于预定的最低亮度P_B。根据本发明的一个实施例，预定的最低亮度是仍然提供可见光的最小功率输出。如果控制器230确定LEDs 24高于最小亮度P_B，则在一个或多个LEDs 24中亮度降低，例如通过减小传输到AC LEDs 24a的电流幅值，如步骤406所示。亮度可以按预定百分比降低或者可以逐渐降低。根据本发明的一个实施例，亮度可以按基本上不被人眼察觉的量降低。在本发明的一个替代实施例中，亮度可以按保护电池和/或LEDs 24所需的最小量降低。

如果LEDs 24不高于最低亮度P_B，则控制器230将继续执行步骤408。在步骤408，控制器230确定是否存在可以采取的其它操作来降低温度，比如关闭LEDs 24，改变电池46的充电速率，或者关闭对电池46的充电，如之前的图13-14所示。如果其它操作可用或尚未被采用，则执行部分或全部操作，如步骤410所示。如果没有其它过程可用，则控制器230将恢复正常的照明条件。

灯装置20可以被配置为以全功率或部分功率照亮全部或一部分发光元件24。此外，发光元件24或其子集可以闪烁、按顺序，重复打开和关闭等。通过这种方式，灯装置20可以被配置为在提供照明的同时，仍然节省电力以延长电池的使用寿命以及延长操作时间。还可以设想，在灯装置20的另一结构中，LEDs 24的数量和强度也可以被配置为使得在AC-LEDs24a或DC-LEDs 24b或两者的组合激活期间，灯装置20的亮度输出基本相似，使得照明源的变化基本上不被人注意到。

电池电量水平检测

参见图16，灯装置20可以被配置为检测低电池电量状况，在发生低电池电量水平时，灯装置20可以被配置为通知操作人员需要对电池46充电和/或更换电池46。灯装置20可以被配置为通过诸如传输声音或点亮指示灯的听觉或视觉指示或以本领域已知的任何其它此类方式通知操作人员。

灯装置20的电子装置26可以包括用于检测电池寿命的电池电量水平电路244(见图17)。在一个实施例中，灯装置20可能包括检测按钮68(见图1)，用户可以按下该按钮来接收电池寿命的指示。检测测试按钮68可以位于灯装置20的隔板86上。激活检测按钮68时，电池电量水平将检测在电池46负载下的电压水平。如果测量的电压高于第一预定阈值Va，则指示器将提醒用户电池46处于充满电状态。如果从电池检测到的电压低于第一阈值Va但高于第二阈值Vb，则指示器将提醒用户电池46处于低电量状态。当从电池46检测到的电压低于第二阈值Vb时，但存在足够的能量提供指示信号，则指示器将提醒用户电池46处于耗尽状态。如果电池46中没有足够的能量来提供指示符信号，则不能向用户提供指示，用户将认为电池46已“失效”。指示灯可以是灯的闪烁或闪光灯的形式，闪烁次数表示电池寿命状况。

虽然电池电量水平电路可以通过用户的正面动作(例如按下按钮)来激活以节省能量，但可以设想电池电量水平电路可以在没有用户激活的情况下运行，并且可以在没有任何用户干预的情况下提醒用户电池电量低的状况。在这方面，电池寿命指示器可以由用户主动激活或在没有用户干预的情况下被动激活。还可以设想，电池电量水平电路可以从除了电压之外的其它测量(例如电流、阻抗或已知测量的组合)中检测电池电量水平。

示例电路图

图17是与图4中电子装置示意图一致的示例性电路图，并且示出了上文详细描述的几个组件。例如，电路图提供了到整流器部分234的交流电源输入。整流器部分由不对称桥式整流器72限定。可电子控制的开关246可以安装在不对称桥式整流器72的其中一个二极管上，以便检测如上所述的开关位置。信号放大器232可以检测不对称桥式整流器72

的电压降，以确定开关位置，以及检测是否通过交流电源连接器42提供交流电。信号放大器232可用于增强并提供传感机构/信号发生器222

处的电压的精确比较，以便确定开关位置。降压转换器238接收交流电源或整流的交流电源，作为一个输入，并将其转换成适合于为电池46

充电的直流电压。电池充电电路240控制降压转换器238的输出与电池46之间的功率流。控制器230从信号发生器222接收开关位置信号以及交流电源信号，并且确定是否操作分别由主LED驱动器236和紧急LED驱动器242供电的AC LEDs 24a和/或DC LEDs 24b。控制器230还可以从温度传感器228接收温度信号，并根据温度信号控制电池充电电路240。控制器230还可以从电池电量水平电路244接收电池电量水平信号，以提供电池电量水平的指示。

图18是与本发明一致的电子装置26的电源电路板示例性方框图。

某些术语在本文中仅为参考，因此不旨在限制这些术语的含义。例如，诸如“上”、“下”、“上方”和“下方”之类的术语是指所提及附图中的方向。诸如“前”、“后”、“背后”、“底部”和“侧”之类的词语描述了在一个一致但是任意的参考框架内通过提及文本以及描述所述组件的相关图纸而明确的组件部分方向。此类术语可能包含上述具体提及的词，以及它们的派生词和相似的外来词汇。同样，除非上下文明确表明，否则术语“第一”、第二”等涉及结构的这些数字术语并不意味着序列或顺序。

当介绍本发明公开披露的元件或特征以及示例性实施例时，冠词“a(一)”、“an(一)”、“该”和“所述的”旨在表示存在一个或多个此类元件或特征。词语“包括”、“包括”和“具有”旨在表示包容性的，并且意味着可以存在除了具体指出的那些之外的额外元件或特征。还应当理解，本文所述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序执行，除非被特别地标识为执行顺序。还应当理解，可以采用额外或替代的步骤。

提及“控制器”和“处理器”应理解为包括可在独立和/或分布式环境中进行通信的一个或多个微处理器，并且因此可被配置为经由有线或无线通信的方式与其他处理器进行通信，其中此类一个或多个处理器可以被配置为在可以是相似或不同装置的一个或多个处理器控制的装置上操作。此外，除非另有说明，提及存储器可以包括一个或多个处理器可读以及可访问的存储器元件和/或可以处于处理器控制装置内部、处理器控制装置外部以及通过有线或可以通过无线网络访问的组件。

应当理解，本发明在其应用上不限于本文所阐述的组件构造和布置细节。本发明能够是其他实施例并且能够通过各种方式实践或执行。前述内容的变化和修改在本发明的范围内。还应当理解，本文公开和定义的本发明可延伸到从文本和/或附图中提及或由其证明的两个或更多个独特特征的所有替代组合。所有这些不同组合构成本发明的各种替代方面。本文描述的实施例解释了实践本发明已知的最佳模式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims

1.一种用于检测断电状况的系统，该系统包含：

一个灯壳，其具有

一个电源耦合组件，其被配置为建立到第一电源的电气连接；其中第一电源是一种不对称桥式整流器的输入，提供第一电流路径和第二电流路径，其中第一电流路径和第二电流路径具有不同的电压降；

一个第一光源，其被可操作性地连接到电源耦合组件并且被配置为在第一操作模式中选择性地发光；

一个电池，其被配置为在第二操作模式中向第二光源提供电源；

一个信号放大器，其被配置为监视第一电源的电力状态并发送指示第一电源状态的第一信号，以及通过当电流流经第一电流路径或第二电流路径时，检测电流路径上的电压降来监测灯开关位置并发送指示灯开关状态的第二信号；和

一个控制器，其与电源耦合组件、电池、第一光源和第二光源通信并被配置为接收由信号放大器产生的第一和第二信号，其中控制器使用来自信号放大器的第一和第二信号，以确定第一光源和第二光源的操作。

2.权利要求1中所述的系统，其中如果(i)第一电源处于接通状态且灯开关处于打开状态，则第一光源为打开状态，且如果(ii)第一电源处于切断状态且灯开关处于关闭状态，或者(iii)第一电源处于接通状态而灯开关处于关闭状态，则第一光源为关闭状态。

3.权利要求2中所述的系统，其中如果(iv)第一电源处于切断状态且灯开关处于打开状态，则第二光源为打开状态，以及如果(v)第一电源处于切断状态，而灯开关处于关闭状态，则第二光源为关闭状态。

4.权利要求3中所述的系统，其中如果(vi)第一电源处于接通状态，则第二光源为打开状态，以及如果(vii)第一电源处于接通状态，而灯开关处于关闭状态，则第二光源为关闭状态。

5.权利要求1中所述的系统，其中当灯开关位置打开时，电流流过第一路径，而当灯开关位置关闭时，电流流过第二路径。

6.权利要求5中所述的系统，其中第一路径提供第一数量的二极管，而第二路径提供与第一路径不同的第二数量的二极管。

7.权利要求5中所述的系统，其中第一路径提供第一数量的电阻器，而第二路径提供与第一路径不同的第二数量的电阻器。

8.权利要求1中所述的系统，其中第一光源和第二光源为LEDs。

9.权利要求1中所述的系统，进一步包括耦合到第一电源的第二灯装置以及一个适配器组件，该适配器组件具有一个在第三路径中提供电阻的二极管组。

10.一种确定备用光源操作的方法，所述方法包括以下步骤：

提供一个灯装置，具有

一个电源耦合组件，其被配置为建立到第一电源的电气连接；

一个第一光源，其被可操作地连接到电源耦合组件并且被配置为在第一操作模式中发光；

一个电子电路，其提供

一个具有断开和闭合位置的开关，并且在断开位置中断通过第一路径的电流，

一个信号放大器，其被配置为监视第一电源的电源状态并发送指示第一电源状态的第一信号，以及通过不对称桥式流器监视开关位置并作为响应，发送指示开关状态的第二信号；

一个控制器，其与电源耦合组件和第一光源通信并被配置为接收由信号放大器产生的第一和第二信号；

发送通过不对称桥式整流器的电流脉冲；以及

接收第一和第二信号来确定第一电源处于接通还是切断状态，以及开关处于打开还是关闭状态。

11.权利要求10中所述的方法，其中不对称桥式流器接收来自第一电源的电流输入并提供第一路径和第二路径，其中第一路径和第二路径提供不同的电压降。

12.权利要求11中所述的方法，其中第一路径提供第一电阻，而第二路径提供大于第一路径的第二电阻。

13.权利要求12中所述的方法，其中当开关位置闭合时，电流流过第一路径，而当开关位置断开时，电流流过第二路径。

14.权利要求13中所述的方法，其中灯开关打开和关闭所述开关，并且其中灯开关打开时开关位置闭合，以及灯开关关闭时开关位置断开。

15.权利要求14中所述的方法，进一步包括安装第二灯装置以及一个适配器组件的步骤，其中第二灯装置耦合到第一电源，而适配器组件具有一个在第三路径中提供电阻的二极管组。

16.一个照明装置，包含：

一个第一光源，其被可操作性地连接到电源耦合组件并且被配置为在第一操作模式中选择性地发光；以及

其中灯装置具有包含第一和第二光源的第一壳体部分和包括电池的第二壳体部分，其中第一部分通过气隙在空间上与第二部分分离，该气隙暴露于外部环境并由在第一部分和第二部分之间延伸的支撑构件横贯来耦合第一部分和第二部分。

17.权利要求16中所述的装置，进一步包括电池电量水平传感器和电池电量水平指示器，其中电池电量水平传感器检测所述电池的电压电平并将信号传送到电池电量水平指示器，其中当电压高于第一阈值水平时，电池电量水平指示器指示高电池电量水平，当电压低于第一阈值水平但高于第二阈值水平时，电池电量水平指示器指示中电池电量水平，当电压低于第二阈值水平时，电池电量水平指示器指示低电池电量水平。

18.权利要求16中所述的装置，其中电池位于照明装置的颈部处，所述颈部将电力耦合组件连接到第二壳体部分，并且其中电力耦合组件必须与电源分离以移除电池。

19.权利要求16中所述的装置，其中电池从第二部分延伸到设置在第一部分和第二部分之间的气隙中。

20.一个用于在第一操作模式中从照明装置的第一电源对第二电源充电的系统，该系统包含：

一个温度传感器，其被配置为监测电池的温度；和

一个控制器，其与电源耦合组件、电池和第二光源进行通信，并且被配置为接收由温度传感器产生的信号，其中当电池的温度低于第一预定温度时，控制器允许以第一充电速率对电池充电，并且当电池的温度高于第一预定温度时允许以第二充电速率对电池充电，其中第一充电速率高于第二充电速率。

21.权利要求20中所述的系统，其中当电池的温度低于第一预定温度时，控制器允许第一发光状态，并且当电池的温度高于第一预定温度时，允许第二发光状态，其中第一发光状态高于第二发光状态。