CN111436175A - 应急标志灯和灯具管理系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种应急标志灯和灯具管理系统。应急标志灯包括开关电路、充放电电路、发光单元和控制装置，开关电路的输入端接入供电电压，开关电路的控制端连接控制装置，开关电路的输出端连接充放电电路，充放电电路连接发光单元一端，发光单元另一端接地；控制装置调节输出至开关电路的控制端的PWM信号的占空比。采用本申请，可以实现亮度的调节，标志指示效果好。

Description

应急标志灯和灯具管理系统

技术领域

本申请涉及照明技术领域，特别是涉及一种应急标志灯和灯具管理系统。

背景技术

一般在工厂、酒店、学校、单位以及小区楼梯间等场所，都会设置应急标志灯，以备消防应急疏散指示之用。为了保证疏散指示效果，应急标志灯一般是常亮的，而传统的应急标志灯大多是保持固定亮度，标志指示效果差。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以优化标志指示效果的应急标志灯和灯具管理系统。

一种应急标志灯，包括开关电路、充放电电路、发光单元和控制装置，所述开关电路的输入端接入供电电压，所述开关电路的控制端连接所述控制装置，所述开关电路的输出端连接所述充放电电路，所述充放电电路连接所述发光单元一端，所述发光单元另一端接地；所述控制装置调节输出至所述开关电路的控制端的PWM信号的占空比。

一种灯具管理系统，包括上位机和上述的应急标志灯，所述上位机与所述控制装置通信连接。

上述应急标志灯和灯具管理系统，开关电路、充放电电路和发光单元依次连接，控制装置输出PWM信号至开关电路，可控制开关电路的导通时间。在开关电路导通的时间内，由开关电路接入的供电电压给发光单元供电，同时充放电电路储能；在开关电路截止的时间内，充放电电路放电以给发光单元供电，充放电电路提供的电压小于开关电路导通时输出至发光单元的电压。通过控制装置调节输出至开关电路的PWM信号的占空比，即调节一个周期内开关电路的导通时间，从而调节发光单元两端的电压大小，进而调节发光单元的发光亮度，实现对亮度的调整，标志指示效果好。

附图说明

图1为一个实施例中应急标志灯的电路结构示意图；

图2为另一个实施例中应急标志灯的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，参考图1，提供了一种应急标志灯，包括开关电路110、充放电电路120、发光单元130和控制装置140；开关电路110的输入端接入供电电压VCC，开关电路110的控制端连接控制装置140，开关电路110的输出端连接充放电电路120；充放电电路120连接发光单元130一端，发光单元130另一端接地。控制装置140调节输出至开关电路110的控制端的PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制)信号的占空比。图1中，PWM_VOLTAGE表示控制装置140输出的PWM信号。

其中，开关电路110的输入端接入供电电压VCC，具体可以是通过电源端口连接电源模块以接入供电电压VCC，即电源模块通过电源端口输出供电电压VCC至开关电路110的输入端。其中，发光单元130是通过发光来显示疏散信息的器件。开关电路110的工作状态可以控制充放电电路120的工作状态：开关电路110导通时，充放电电路120可进行充电以储能，开关电路110截止时，充放电电路120可进行放电，从而给发光单元130供电。

占空比是指在PWM信号的一个周期内、使开关电路110导通的电平信号的时间占一个周期总时间的比例。例如，以高电平信号使开关电路110导通为例，占空比等于一个周期中高电平信号的时间占总时间的比例。控制装置140调节PWM信号的占空比，从而可以调节一个周期内开关电路110的导通时长。具体地，控制装置140可以是在检测到满足应急疏散条件时增大PWM信号的占空比，也可以是按照设定的周期、设定的调节方式循环调节PWM信号的占空比。其中，应急疏散条件可以包括接收到应急疏散指令、当前时刻属于预设应急疏散时刻等。

上述应急标志灯中，开关电路110、充放电电路120和发光单元130依次连接，控制装置140输出PWM信号至开关电路110，可控制开关电路110的导通时间。在开关电路110导通的时间内，由开关电路110接入的供电电压VCC给发光单元130供电，同时充放电电路120储能；在开关电路110截止的时间内，充放电电路120放电以给发光单元130供电，充放电电路120提供的电压小于开关电路110导通时输出至发光单元130的电压。即，如图1中，在开关电路110导通和截止的两种情况下，ADC_VOLTAGE处的电压大小不相等，且导通时大于截止时。通过控制装置140调节输出至开关电路110的PWM信号的占空比，即调节一个周期内开关电路110的导通时间，从而调节发光单元130两端的电压大小，进而调节发光单元130的发光亮度，实现对亮度的调整，标志指示效果好。

在一个实施例中，开关电路110包括MOS(Metal Oxide Semiconductor金属-氧化物-半导体)管，MOS管的输入端接入供电电压，MOS管的控制端连接控制装置140，MOS管的输出端连接充放电电路120。MOS管的输入端、输出端和控制端分别作为开关电路110的输入端、输出端和控制端，MOS管导通，则开关电路110导通；MOS管截止、则开关电路110截止。可以理解，开关电路110还可以是采用其他类型的开关，比如三极管。

在一个实施例中，参考图2，充放电电路120包括电感L1、电容C1和二极管D，电感L1一端连接开关电路110的输出端，另一端连接发光单元130；电容C1和二极管D串联后的一端连接开关电路110的输出端、串联后的另一端连接发光单元130，即电容C1和二极管D串联后，可以是二极管D连接开关电路110、电容C1连接发光单元130，也可以是二极管D连接发光单元130、电容C1连接开关电路110。电容C1和二极管D的公共端接地。

通过采用电感L1、电容C1和二极管D组成充放电电路120，在开关电路110导通的时间内，电感L1储存电能，在开关电路110截止的时间内，电感L1给电容C1充电、电容C1放电至发光单元130。如此，可实现充放电，结构简单。

在一个实施例中，发光单元130包括多个并联的发光组件，发光组件包括多个串联的发光器，发光器串联后一端连接充放电电路120，另一端接地。采用包括多个串联发光器的发光组件进行并联，则发光单元130包括多个行和多个列的发光器，可以增大发光面积，更方便使用。具体地，发光器可以是LED(Light Emitting Diode发光二极管)。采用LED，发光效果好，亮度高。

需要说明的是，图1中只是画出了一个发光单元130中的其中两个LED组件、一个LED组件中的两个LED，实际上一个发光单元130中LED组件的数量和一个LED组件中LED的数量可以为其他，图1中LED组件之间的省略号表示还可以有其他的LED组件、LED之间的省略号表示还可以有其他的LED。可以理解，在其他实施例中，发光单元130还可以是其他结构，比如发光组件还可以是多个发光器串、并混合构成的组件，例如，可以是多个发光器串联组成一个单元、再多个单元进行并联得到发光组件。

在一个实施例中，参考图2，上述应急标志灯还包括电流检测电路150和分压电阻R，电流检测电路150连接发光单元130和控制装置140，发光单元130通过分压电阻R接地。电流检测电路150检测发光单元130的电流，并在发光单元130的电流大于预设电流时，输出第一调节信号至控制装置140；在发光单元130的电流小于预设电流时，输出第二调节信号至控制装置140。控制装置140根据第一调节信号减小PWM信号的占空比，根据第二调节信号增大PWM信号的占空比。

其中，预设电流可以根据实际需要进行设置，具体可以设置为发光单元130需要达到的理想亮度对应的电流。由于发光单元130的亮度受发光单元130的电流影响，电流越大，亮度越大；通过将发光单元130的电流与预设电流比较，可以判断发光单元130的亮度高低。若发光单元130的电流大于预设电流，则表示发光单元130的电流过大、会导致亮度过高，此时，输出第一调节信号，控制装置140根据第一调节信号减小PWM信号的占空比，从而减小发光单元130的电流，以减小亮度。若发光单元130的电流小于预设电流，则表示发光单元130的电流过小、会导致亮度过低，此时，输出第二调节信号，控制装置140根据第二调节信号增大PWM信号的占空比，从而增大发光单元130的电流，以提高亮度。如此，可以根据发光单元130实际的电流来调整发光单元130的亮度，有效性高。而且，由于发光单元130老化后容易引起在同等电流下亮度降低，通过根据发光单元130的实际电流调整亮度，即使发光单元130出现老化，也不会有明显的亮度变化，指示效果好。

具体地，电流检测电路150的采用频率可以属于20KHz-200KHz的范围。在这个范围的频率进行电流检测和亮度调整，不会引起因PWM信号的占空比调节而出现视觉上的闪烁，视觉效果好。

在一个实施例中，第一调节信号和第二调节信号为高电平信号和低电平信号中的一种。电流检测电路150包括电流采样电路和比较器，电流采样电路连接发光单元130和比较器，比较器连接控制装置140。电流采样电路采集发光单元130的电流并输出至比较器，比较器比较发光单元130的电流和预设电流，并输出比较结果对应的电平信号至控制装置140。例如，可以是在发光单元130的电流大于预设电流时输出高电平信号、在发光单元130的电流小于预设电流时输出低电平信号，也可以是在发光单元130的电流大于预设电流时输出低电平信号、在发光单元130的电流小于预设电流时输出高电平信号。

在一个实施例中，上述应急标志灯还包括连接控制装置140的环境光传感器(图未示)；环境光传感器感应环境亮度得到亮度值并发送至控制装置140，控制装置140在亮度值小于预设值时，输出第一占空比的PWM信号至开关电路110，在亮度值大于或等于预设值时，输出第二占空比的PWM信号至开关电路110；第一占空比小于第二占空比。

预设值可以根据实际需要具体设置，例如，可以设置为应急标志灯需要应用的场景下、进入夜晚时的环境亮度值。一般在环境亮度比较低时，应急标志灯的亮度显示比较明显，在环境亮度比较高时，应急标志灯的亮度显示不明显。通过采用环境光传感器检测环境亮度，将环境亮度的亮度值与预设值进行比较，若亮度值小于预设值，表示当前所处的环境下亮度比较低，此时输出小于第二占空比的第一占空比的PWM信号；而亮度值大于或等于预设值，表示当前所处的环境下亮度比较高，此时输出第二占空比的PWM信号，开关电路110导通时间加长，从而提高亮度，可以强化当前环境中应急标志灯的亮度。如此，结合环境亮度进行按需调节亮度等级，使用效果好。

在一个实施例中，上述应急标志灯还包括用于与上位机通信的通信装置(图未示)，控制装置140连接通信装置。其中，上位机是用于发送指令的终端。

控制装置140可以通过通信装置接收上位机发送的指令。指令可以是用于指示控制装置140进行占空比调节的指令，比如应急疏散指令，还可以是其他类型的指令。通过采用通信装置，使得应急标志灯可与其他设备通信，使用更便利。具体地，控制装置140可以在接收到上位机发送的应急疏散指令时，增大PWM信号的占空比，从而增大亮度。如此，可以控制应急标志灯的亮度切换。具体地，通信装置可以是有线通信装置，控制装置140通过有线通信装置与上位机有线通信。可以理解，在其他实施例中，通信装置也可以是无线通信装置，控制装置140通过无线通信装置与上位机无线通信。

在一个实施例中，上述应急标志灯还包括连接控制装置140的声音报警器(图未示)，控制装置140在通过通信装置接收到上位机发送的应急疏散指令时，增大PWM信号的占空比，且发送报警信号至声音报警器。

接收到应急疏散指令，表示需要进行应急疏散指示。通过采用声音报警器，在接收到应急疏散指令时，除了增大占空比以增加显示的亮度从而突出指示的疏散信息之外，还通过声音报警器进行报警，以吸引用户查看指示的疏散信息，应急提醒更明显。

在一个实施例中，上述应急标志灯还包括稳压电路(图未示)，稳压电路的输入端接入供电电压VCC，稳压电路的输出端连接开关电路110的输入端。即，开关电路110通过稳压电路接入供电电压VCC。供电电压VCC经过稳压电路进行稳压处理，稳压电路输出稳压后的供电电压至开关电路110。通过采用稳压电路，可以提高供电的稳定性，从而提高亮度显示的稳定性。

在一个实施例中，上述应急标志灯还包括滤波电路(图未示)，滤波电路的输入端接入供电电压VCC，滤波电路的输出端连接开关电路110的输入端。即，开关电路110通过滤波电路接入供电电压VCC。供电电压VCC经过滤波电路进行滤波处理，滤波电路输出滤波后的供电电压至开关电路110。通过采用滤波电路，可以使电流更平滑，提高器件的使用寿命。

具体地，上述应急标志灯可以一并采用稳压电路和滤波电路，稳压电路、滤波电路和开关电路110顺序连接，或者滤波电路、稳压电路和开关电路110顺序连接。即，对于接入的供电电压VCC，可以先经过稳压后进行滤波再输出至开关电路110，也可以先经过滤波后进行稳压再输出至开关电路110。如此，经过稳压和滤波，可以提高器件的工作稳定性和使用寿命。

在一个实施例中，上述应急标志灯还包括电压转换电路(图未示)，电压转换电路一端接入电压，另一端连接控制装置140。其中，电压转换电路一端接入的电压可以是市电，也可以是其他电源模块输出的电压。电压转换电路将接入的电压转换为控制装置140工作所需要的电压并输出至控制装置140，如此，可以确保控制装置140的正常工作，使用方便。

在一个实施例中，上述应急标志灯还包括连接控制装置140的可变电阻装置(图未示)，可变电阻装置串接于发光单元130所在的回路中。即，可变电阻装置可以是连接在开关电路110与充放电电路120之间，也可以是连接在充放电电路120与发光单元130之间，还可以发光单元130通过可变电阻装置接地。

具体地，控制装置140可以输出电阻调节指令至可变电阻装置，控制可变电阻装置调节阻值。其中，可变电阻装置是可以调节整体的阻值的装置。通过控制装置140输出用于指示调节阻值的电阻调节指令，来控制可变电阻装置调节阻值，从而电路整体的阻值改变，使得流经发光单元130的电流改变，从而调节发光的亮度。如此，可进一步通过整体的阻值调节来进一步进行不同亮度的调节，可以增加亮度调节的等级，亮度调节效果更好。

例如，可变电阻装置可以是包括总电控开关、电阻和分电控开关，电阻和分电控开关的数量为多个且相等；一个电阻对应串联一个分电控开关，且串联后均与总电控开关进行并联，并联后串接于发光单元130所在的回路中。在不需要通过调节阻值来调节亮度时，控制装置140可以控制总电控开关闭合、分电控开关均断开；在需要通过调节阻值来调节亮度时，一控制装置140可以控制总电控开关断开、且调节分电控开关闭合的数量，从而调节可变电阻装置的阻值，进而调节发光单元130的亮度显示。

在一个实施例中，提供了一种灯具管理系统，包括上位机和前述的应急标志灯，上位机与控制装置140通信连接。其中，上位机可以执行的操作已在前说明，在此不做赘述。

上述灯具管理系统，由于采用了前述应急标志灯，同理，标志指示效果优。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种应急标志灯，其特征在于，包括开关电路、充放电电路、发光单元和控制装置，所述开关电路的输入端接入供电电压，所述开关电路的控制端连接所述控制装置，所述开关电路的输出端连接所述充放电电路，所述充放电电路连接所述发光单元一端，所述发光单元另一端接地；所述控制装置调节输出至所述开关电路的控制端的PWM信号的占空比。

2.根据权利要求1所述的应急标志灯，其特征在于，所述充放电电路包括电感、电容和二极管，所述电感一端连接所述开关电路的输出端，另一端连接所述发光单元，所述电容和所述二极管串联后的一端连接所述开关电路的输出端、串联后的另一端连接所述发光单元，且所述电容和所述二极管的公共端接地。

3.根据权利要求1所述的应急标志灯，其特征在于，所述发光单元包括多个并联的发光组件，所述发光组件包括多个串联的发光器，所述发光器串联后一端连接所述充放电电路，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的应急标志灯，其特征在于，还包括电流检测电路和分压电阻，所述电流检测电路连接所述发光单元和所述控制装置，所述发光单元通过所述分压电阻接地；

所述电流检测电路检测所述发光单元的电流，并在所述发光单元的电流大于预设电流时，输出第一调节信号至所述控制装置，在所述发光单元的电流小于所述预设电流时，输出第二调节信号至所述控制装置；所述控制装置根据所述第一调节信号减小所述PWM信号的占空比，根据所述第二调节信号增大所述PWM信号的占空比。

5.根据权利要求1所述的应急标志灯，其特征在于，还包括连接所述控制装置的环境光传感器；

所述环境光传感器感应环境亮度得到亮度值并发送至所述控制装置，所述控制装置在所述亮度值小于预设值时，输出第一占空比的PWM信号至所述开关电路，在所述亮度值大于或等于所述预设值时，输出第二占空比的PWM信号至所述开关电路；所述第一占空比小于所述第二占空比。

6.根据权利要求1所述的应急标志灯，其特征在于，还包括用于与上位机通信的通信装置，所述控制装置连接所述通信装置。

7.根据权利要求6所述的应急标志灯，其特征在于，还包括连接所述控制装置的声音报警器，所述控制装置在通过所述通信装置接收到所述上位机发送的应急疏散指令时，增大所述PWM信号的占空比，且发送报警信号至所述声音报警器。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的应急标志灯，其特征在于，还包括连接所述控制装置的可变电阻装置，所述可变电阻装置串接于所述发光单元所在的回路中。

9.一种灯具管理系统，其特征在于，包括上位机和权利要求1-8中任意一项所述的应急标志灯，所述上位机与所述控制装置通信连接。

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