CN111083851B

CN111083851B - 一种机场led应急助航灯具及其串联系统

Info

Publication number: CN111083851B
Application number: CN202010022393.1A
Authority: CN
Inventors: 董硕; 许娟; 张秋明; 胡龙飞; 秦琨; 陈辉
Original assignee: Shanghai Spaceflight Electronic and Communication Equipment Research Institute
Current assignee: Shanghai Spaceflight Electronic and Communication Equipment Research Institute
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2040-01-09
Also published as: CN111083851A

Abstract

本发明涉及一种机场LED应急助航灯具及其串联系统，其中，所述灯具包括正端串联接口、负端串联接口、正端线路切换模块、负端线路切换模块、有线通信线路、LED光源模块、LED驱动模块、蓄电池模块、通信控制模块、充电器模块和电池充电端口。与常规的应急助航LED灯具设计相比，本发明可采用单线串联供电的方式或自身蓄电池供电两种方式供电，通过远程无线通信或单线通信对灯具的工作状态进行控制，并可采用多灯串联充电的方式或单灯并联充电的方式对蓄电池进行充电。特别适用于永备机场、野战机场或临时机场应急助航LED灯具的设计。

Description

一种机场LED应急助航灯具及其串联系统

技术领域

本发明涉及一种照明装置，特别涉及一种机场LED应急助航灯具及其串联系统。

背景技术

应急助航灯具主要用于永备机场、野战机场和临时机场的应急助航照明系统铺设中。目前的应急助航灯具普遍采用卤素灯，并采用交流电进行供电，灯具外部需增加变压器进行电压转换，存在工作寿命短、变压器体积大、且一旦交流电出现故障便无法供电的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机场LED应急助航灯具及其串联系统，以解决现有的灯具存在工作寿命短、变压器体积大、且一旦交流电出现故障便无法供电的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种机场LED应急助航灯具，包括正端串联接口、负端串联接口、正端线路切换模块、负端线路切换模块、有线通信线路、LED光源模块、LED驱动模块、蓄电池模块、通信控制模块、充电器模块和电池充电端口：

所述正端线路切换模块与所述正端串联接口相连，所述正端串联接口用于与外部恒流电源的正端相连；

所述负端线路切换模块与所述负端串联接口相连，所述负端串联接口用于与所述外部恒流电源的负端相连；

所述有线通信线路的正端、LED光源模块的正端、LED驱动模块的输出正端和蓄电池模块的充电接口正端均分别与所述正端线路切换模块相连，所述有线通信线路的负端、LED光源模块的负端、LED驱动模块的输出负端和蓄电池模块的充电接口负端均分别与所述负端线路切换模块相连；

所述通信控制模块分别与所述正端线路切换模块、负端线路切换模块以及所述LED驱动模块相连，所述通信控制模块具备电流检测功能；

所述蓄电池模块的供电端分别与所述LED驱动模块和通信控制模块相连，为所述LED驱动模块和通信控制模块供电；

所述充电器模块的输入端与所述电池充电端口相连，输出端与所述蓄电池模块的充电端相连；所述电池充电端口用于与外部交流电源相连；

所述通信控制模块可接收上位机发送的无线指令，并向所述正端线路切换模块和负端线路切换模块发送控制指令，使所述有线通信线路的正端、LED光源模块的正端、LED驱动模块的输出正端和蓄电池模块的充电接口正端均通过所述正端线路切换模块与所述正端串联接口连通或断开，所述LED驱动模块的输出正端通过所述正端线路切换模块与所述LED光源模块的正端连通或断开，所述有线通信线路的负端、LED光源模块的负端、LED驱动模块的输出负端和蓄电池模块的充电接口负端均通过所述负端线路切换模块与所述负端串联接口连通或断开，所述LED驱动模块的输出负端通过所述负端线路切换模块与所述LED光源模块的负端连通或断开。

较佳的，所述正端串联接口和负端串联接口均采用具备防反插功能的防水接口。

较佳的，所述有线通信线路为单线通信电路。

较佳的，所述外部交流电源为220V交流市电，所述充电器模块用于将所述外部交流电源进线隔离转换为所述蓄电池模块充电所需的直流电压，为所述蓄电池模块充电。

较佳的，所述LED光源模块通过所述蓄电池模块供电的工作状态为所述灯具的工作状态1，在此状态下，所述正端线路切换模块将正端串联接口与有线通信线路的正端连通，并分别与所述LED光源模块的正端、LED驱动模块的输出正端和蓄电池模块的充电接口正端断开；所述LED驱动模块的输出正端通过所述正端线路切换模块与所述LED光源模块的正端连通；

所述负端线路切换模块将负端串联接口与有线通信线路的负端连通，并分别与所述LED光源模块的负端、LED驱动模块的输出负端和蓄电池模块的充电接口负端断开；所述LED驱动模块的输出负端通过所述负端线路切换模块与所述LED光源模块的负端连通；

所述LED驱动模块将所述蓄电池模块的输出电压转换为所述LED光源模块所需的电压，为所述LED光源模块供电。

较佳的，所述状态1为所述灯具的默认状态，所述LED驱动模块将所述蓄电池模块提供的直流电压进行转换，为所述LED光源模块提供恒定的电流进行供电。

较佳的，所述LED光源模块通过所述外部恒流电源供电的工作状态为所述灯具的工作状态2，在此状态下，所述正端线路切换模块将所述正端串联接口与所述LED光源模块的正端连通，并分别与所述有线通信线路的正端、LED驱动模块的输出正端和蓄电池模块的充电接口正端断开；所述LED驱动模块的输出正端通过所述正端线路切换模块与所述LED光源模块的正端断开；

所述负端线路切换模块将所述负端串联接口与所述LED光源模块的负端连通，并分别与所述有线通信线路的负端、LED驱动模块的输出负端和蓄电池模块的充电接口负端断开；所述LED驱动模块的输出负端通过所述负端线路切换模块与所述LED光源模块的负端断开；

在此状态下，所述通信控制模块实时检测流经正端线路切换模块及负端线路切换模块中的电流，当灯具出现故障或开路时，流经所述正端线路切换模块及负端线路切换模块中的电流降为0，此时，所述通信控制模块控制所述正端线路切换模块和负端线路切换模块，使所述灯具的工作状态切换为状态1。

较佳的，所述蓄电池模块通过所述外部恒流电源进行充电的工作状态为所述灯具的工作状态3，在此状态下，所述正端线路切换模块将所述正端串联接口与所述蓄电池模块的充电接口正端连通，并分别与所述有线通信线路的正端、LED光源模块的正端和LED驱动模块的输出正端断开；所述LED驱动模块的输出正端通过所述正端线路切换模块与所述LED光源模块的正端断开；

所述负端线路切换模块将所述负端串联接口与所述蓄电池模块的充电接口负端连通，并分别与所述有线通信线路的负端、LED光源模块的负端和LED驱动模块的输出负端断开；所述LED驱动模块的输出负端通过所述负端线路切换模块与所述LED光源模块的负端断开。

本发明还提供一种机场LED应急助航灯具的串联系统，包括上述实施例所述灯具和外部恒流电源，若干所述灯具串联，所述灯具的正端串联接口与所述外部恒流电源的正端相连，所述负端串联接口与所述外部恒流电源的负端相连，所述电池充电端口与外部交流电源相连，所述通信控制模块与所述上位机无线通信连接。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

本发明提供一种机场LED应急助航灯具及其串联系统，以LED作为照明器件，寿命可达100000小时，可靠性高。

本发明提供的灯具可采用单线串联的方式进行供电(即通过外部恒流电源对LED光源模块进行供电)，无需变压器进行电压转换。由于机场跑道较长(通常大于2000米)，所需照明灯具较多，如果采用传统的并联供电，则需要提供较大的供电电流，导致供电电缆较粗，所需运输存储空间大，不易进行快速铺设，且存在较大的线路损耗和压降。而本发明采用单线串联方式供电，则所需总电流小，电缆相对并联电缆更细，节省运输空间，方便快速铺设。

所述灯具内部自带蓄电池进行供电，一旦外部电压出现故障，能够自动切换至蓄电池供电。灯具内蓄电池可通过串联线路进行充电，也可单独通过电池充电端口连接外部交流电源进行充电。

本发明提供的灯具可采用无线通信的方式(上位机通过无线通信的方式与通信控制模块相连)进行控制，在无线电静默的情况下，也可切换为单线通信(即通过有线通信线路)的方式进行控制。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1为本发明的优选实施例提供的一种机场LED应急助航灯具的组成框图；

图2为本发明的优选实施例提供的一种机场LED应急助航灯具的串联系统的连接框图。

具体实施方式

以下将结合图1和图2对本发明提供的一种机场LED应急助航灯具及其串联系统进行详细的描述，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，本领域技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内，能够对其进行修改和润色。

请参考图1和图2，一种机场LED应急助航灯具1，包括正端串联接口11、负端串联接口15、正端线路切换模块12、负端线路切换模块14、有线通信线路13、LED光源模块16、LED驱动模块17、蓄电池模块18、通信控制模块19、充电器模块110和电池充电端口111：

所述正端线路切换模块12与所述正端串联接口11相连，所述正端串联接口11用于与外部恒流电源2的正端相连；

所述负端线路切换模块14与所述负端串联接口15相连，所述负端串联接口15用于与所述外部恒流电源2的负端相连；

所述通信控制模块19分别与所述正端线路切换模块12、负端线路切换模块14以及所述LED驱动模块17相连，所述通信控制模块19具备电流检测功能；

所述通信控制模块19用于与上位机通过无线通信连接，所述通信控制模块19的正端与所述正端线路切换模块12相连，负端与所述负端线路切换模块14相连；所述通信控制模块19具备电流检测功能；

所述有线通信线路13的正端、LED光源模块16的正端、LED驱动模块17的输出正端和蓄电池模块18的充电接口正端均分别与所述正端线路切换模块12相连，所述正端线路切换模块12通过所述通信控制模块19控制，使得所述有线通信线路13的正端、LED光源模块16的正端、LED驱动模块17的输出正端和蓄电池模块18的充电接口正端分别与所述正端线路切换模块12连通或断开；使得所述LED驱动模块17的输出正端与所述LED光源模块16的正端连通或断开；

所述有线通信线路13的负端、LED光源模块16的负端、LED驱动模块17的输出负端和蓄电池模块18的充电接口负端均分别与所述负端线路切换模块14相连，所述负端线路切换模块14通过所述通信控制模块19控制，使得所述有线通信线路13的负端、LED光源模块16的负端、LED驱动模块17的输出负端和蓄电池模块18的充电接口负端分别与所述负端线路切换模块14连通或断开；使得所述LED驱动模块17的输出负端与所述LED光源模块16的负端连通或断开；

所述通信控制模块19控制所述LED驱动模块17，以控制蓄电池模块18是否对所述LED光源模块16进行供电。

所述蓄电池模块18的供电端分别与所述LED驱动模块17和通信控制模块19相连，为所述LED驱动模块17和通信控制模块19供电；

所述充电器模块110的输入端与所述电池充电端口111相连，输出端与所述蓄电池模块18的充电端相连；所述电池充电端口111用于与外部交流电源相连；

所述通信控制模块19可接收上位机发送的无线指令，并向所述正端线路切换模块12和负端线路切换模块14发送控制指令，使所述有线通信线路13的正端、LED光源模块16的正端、LED驱动模块17的输出正端和蓄电池模块18的充电接口正端均通过所述正端线路切换模块12与所述正端串联接口11连通或断开，所述LED驱动模块17的输出正端通过所述正端线路切换模块12与所述LED光源模块16的正端连通或断开，所述有线通信线路13的负端、LED光源模块16的负端、LED驱动模块17的输出负端和蓄电池模块18的充电接口负端均通过所述负端线路切换模块14与所述负端串联接口15连通或断开，所述LED驱动模块17的输出负端通过所述负端线路切换模块14与所述LED光源模块16的负端连通或断开。

在本实施例中，所述正端串联接口11和负端串联接口15均采用具备防反插功能的防水接口。

所述有线通信线路13为单线通信电路。

所述外部交流电源为220V交流市电，所述充电器模块110用于将所述外部交流电源进线隔离转换为所述蓄电池模块18充电所需的直流电压，为所述蓄电池模块18充电。

本发明提供的机场LED应急助航灯具1，可工作于三种工作状态：

状态1

所述LED光源模块16通过所述蓄电池模块18供电的工作状态为所述灯具1的工作状态1，在此状态下，所述正端线路切换模块12将正端串联接口11与有线通信线路13的正端连通，并分别与所述LED光源模块16的正端、LED驱动模块17的输出正端和蓄电池模块18的充电接口正端断开；所述LED驱动模块17的输出正端通过所述正端线路切换模块12与所述LED光源模块16的正端连通；

所述负端线路切换模块14将负端串联接口15与有线通信线路13的负端连通，并分别与所述LED光源模块16的负端、LED驱动模块17的输出负端和蓄电池模块18的充电接口负端断开；所述LED驱动模块17的输出负端通过所述负端线路切换模块14与所述LED光源模块16的负端连通；

所述LED驱动模块17将所述蓄电池模块18输出的直流电压转换为所述LED光源模块16所需的直流电压，为所述LED光源模块16供电。

该状态为灯具1的默认状态，在此状态下，所述LED驱动模块17将所述蓄电池模块18提供的直流电压进行转换，为所述LED光源模块16提供恒定的电流进行供电。

状态2

所述LED光源模块16通过所述外部恒流电源2供电的工作状态为所述灯具1的工作状态2，在此状态下，所述正端线路切换模块12将所述正端串联接口11与所述LED光源模块16的正端连通，并分别与所述有线通信线路13的正端、LED驱动模块17的输出正端和蓄电池模块18的充电接口正端断开；所述LED驱动模块17的输出正端通过所述正端线路切换模块12与所述LED光源模块16的正端断开；

所述负端线路切换模块14将所述负端串联接口15与所述LED光源模块16的负端连通，并分别与所述有线通信线路13的负端、LED驱动模块17的输出负端和蓄电池模块18的充电接口负端断开；所述LED驱动模块17的输出负端通过所述负端线路切换模块14与所述LED光源模块16的负端断开；

在此状态2下，所述通信控制模块19实时检测流经正端线路切换模块12及负端线路切换模块14中的电流，当灯具1出现故障或开路时，流经所述正端线路切换模块12及负端线路切换模块14中的电流降为0，此时，所述通信控制模块19控制所述正端线路切换模块12和负端线路切换模块14，使所述灯具1的工作状态切换为状态1，即由所述LED驱动模块17将所述蓄电池模块18提供的直流电压进行转换，为所述LED光源模块16提供恒定的电流进行供电。

状态3

所述蓄电池模块18通过所述外部恒流电源2进行充电的工作状态为灯具1的工作状态3，所述正端线路切换模块12将所述正端串联接口11与所述蓄电池模块18的充电接口正端连通，并分别与所述有线通信线路13的正端、LED光源模块16的正端和LED驱动模块17的输出正端断开；所述LED驱动模块17的输出正端通过所述正端线路切换模块12与所述LED光源模块16的正端断开；

所述负端线路切换模块14将所述负端串联接口15与所述蓄电池模块18的充电接口负端连通，并分别与所述有线通信线路13的负端、LED光源模块16的负端和LED驱动模块17的输出负端断开；所述LED驱动模块17的输出负端通过所述负端线路切换模块14与所述LED光源模块16的负端断开。

蓄电池模块18通过所述外部恒流电源2进行充电的状态下，外部交流电源不会对蓄电池模块18进行充电，所述外部恒流电源2对蓄电池模块18进行充电和外部交流电源对蓄电池进行充电不能同时进行。当电池充电端口111与外部交流电源断开时，则外部交流电源便不会对蓄电池模块18进行充电了。

所述灯具1的上述工作状态可通过上位机向所述通信控制模块19发送控制指令，控制所述正端线路切换模块12和负端线路切换模块14，使所述有线通信线路13的正端、LED光源模块16的正端、LED驱动模块17的输出正端和蓄电池模块18的充电接口正端均通过所述正端线路切换模块12与所述正端串联接口11连通或断开，所述LED驱动模块17的输出正端通过所述正端线路切换模块12与所述LED光源模块16的正端连通或断开，所述有线通信线路13的负端、LED光源模块16的负端、LED驱动模块17的输出负端和蓄电池模块18的充电接口负端均通过所述负端线路切换模块14与所述负端串联接口15连通或断开，所述LED驱动模块17的输出负端通过所述负端线路切换模块14与所述LED光源模块16的负端连通或断开，最终实现灯具1可在上述三种不同的工作状态下进行切换。

请参考图2，本发明还提供一种机场LED应急助航灯具的串联系统，其包括若干上述灯具1和外部恒流电源2，若干所述灯具1按照图2所示进行串联，即所述灯具1的正端串联接口11与所述外部恒流电源2的正端相连，所述负端串联接口15与所述外部恒流电源2的负端相连，组成串联照明系统。所述电池充电端口111与外部交流电源相连，所述通信控制模块19与所述上位机无线通信连接。在工作时，上位机通过无线通讯向各个灯具1的通信控制模块19发送控制指令，控制各个灯具1在上述三种不同的工作状态下进行切换。

当灯具1需要采用有线供电时，上位机向通信控制模块19发送控制指令，使所有灯具1切换至工作状态2，即通过外部恒流电源2为所有灯具1供电。当灯具1出现故障或开路时，通信控制模块19检测到流经正端线路切换模块12及负端线路切换模块142中的电流降为0，此时通信控制模块19控制灯具1工作状态切换为状态1，由蓄电池模块18通过LED驱动模块17向LED光源模块16供电。

当外部恒流电源2无法使用时，可通过上位机向通信控制模块19发送无线控制指令，使所有灯具1切换至工作状态1，此时由蓄电池模块18通过LED驱动模块17向LED光源模块16供电。

当要求无线电静默时，使灯具1工作于状态1，控制外部恒流电源2按照通信规则发出脉冲电流，通过灯具1中的通信控制模块19检测流经正端线路切换模块12及负端线路切换模块14中的脉冲电流信号，根据脉冲电流信号即可对灯具1工作情况进行控制。

本发明提供的灯具1，可采用单线串联供电(通过外部恒流电源2对LED光源模块16进行供电)的方式或自身蓄电池模块18供电(通过蓄电池模块18对LED光源模块16进行供电)两种方式进行供电，可通过远程无线通信或单线通信控制进行供电方式进行切换，并可采用多灯串联充电(通过外部恒流电源2对所有蓄电池模块18进行充电)或单灯并联充电(通过外部交流电源分别对一个蓄电池模块18进行充电)的方式对蓄电池模块18进行充电。特别适用于永备机场、野战机场或临时机场应急助航灯光系统的快速铺设与应用。

Claims

1.一种机场LED应急助航灯具，其特征在于，包括正端串联接口、负端串联接口、正端线路切换模块、负端线路切换模块、有线通信线路、LED光源模块、LED驱动模块、蓄电池模块、通信控制模块、充电器模块和电池充电端口：

2.如权利要求1所述的一种机场LED应急助航灯具，其特征在于，所述正端串联接口和负端串联接口均采用具备防反插功能的防水接口。

3.如权利要求1所述的一种机场LED应急助航灯具，其特征在于，所述有线通信线路为单线通信电路。

4.如权利要求1所述的一种机场LED应急助航灯具，其特征在于，所述外部交流电源为220V交流市电，所述充电器模块用于将所述外部交流电源进线隔离转换为所述蓄电池模块充电所需的直流电压，为所述蓄电池模块充电。

5.如权利要求1所述的一种机场LED应急助航灯具，其特征在于，所述LED光源模块通过所述蓄电池模块供电的工作状态为所述灯具的工作状态1，在此状态下，所述正端线路切换模块将正端串联接口与有线通信线路的正端连通，并分别与所述LED光源模块的正端、LED驱动模块的输出正端和蓄电池模块的充电接口正端断开；所述LED驱动模块的输出正端通过所述正端线路切换模块与所述LED光源模块的正端连通；

6.如权利要求5所述的一种机场LED应急助航灯具，其特征在于，所述状态1为所述灯具的默认状态，所述LED驱动模块将所述蓄电池模块提供的直流电压进行转换，为所述LED光源模块提供恒定的电流进行供电。

7.如权利要求5所述的一种机场LED应急助航灯具，其特征在于，所述LED光源模块通过所述外部恒流电源供电的工作状态为所述灯具的工作状态2，在此状态下，所述正端线路切换模块将所述正端串联接口与所述LED光源模块的正端连通，并分别与所述有线通信线路的正端、LED驱动模块的输出正端和蓄电池模块的充电接口正端断开；所述LED驱动模块的输出正端通过所述正端线路切换模块与所述LED光源模块的正端断开；

8.如权利要求7所述的一种机场LED应急助航灯具，其特征在于，所述蓄电池模块通过所述外部恒流电源进行充电的工作状态为所述灯具的工作状态3，在此状态下，所述正端线路切换模块将所述正端串联接口与所述蓄电池模块的充电接口正端连通，并分别与所述有线通信线路的正端、LED光源模块的正端和LED驱动模块的输出正端断开；所述LED驱动模块的输出正端通过所述正端线路切换模块与所述LED光源模块的正端断开；

9.一种机场LED应急助航灯具的串联系统，其特征在于，包括若干如权利要求1至8任一项所述灯具和外部恒流电源，若干所述灯具串联，所述灯具的正端串联接口与所述外部恒流电源的正端相连，所述负端串联接口与所述外部恒流电源的负端相连，所述电池充电端口与外部交流电源相连，所述通信控制模块与所述上位机无线通信连接。