CN113316291A

CN113316291A - 具有自诊断测试的固态照明

Info

Publication number: CN113316291A
Application number: CN202110473875.3A
Authority: CN
Inventors: 夏中和
Original assignee: Aleddra Inc
Current assignee: Aleddra Inc
Priority date: 2020-09-21
Filing date: 2021-04-29
Publication date: 2021-08-27

Abstract

本申请公开了具有自诊断测试的固态照明，其中包括应急运行部分的LED灯具用于替代仅使用AC市电在正常模式工作的灯具。应急运行部分包括具有端电压的可再充电电池、自诊断电路和收发器电路。LED灯具可根据AC市电的可用性及可再充电电池测试是否开始而从正常模式自动切换到应急模式或者从应急模式切换到正常模式。自诊断电路包括定时器并配置成提供序列及根据检测到的端电压和存储的测试结果序列自动评估电池性能。LED灯具还包括遥控器。当遥控信号由遥控器用所传输的相移键控信号发起时，收发器电路可解调相移键控信号及随后相应地向自诊断电路发送命令以请求响应。

Description

具有自诊断测试的固态照明

技术领域

本发明涉及发光二极管(LED)灯具，尤其涉及包括自诊断电路的LED灯具，以根据多个定时器设置的定时方案进行可再充电电池自检查，确保LED灯具在停电时可一直工作。

背景技术

源于半导体LED的固态照明迄今在一般照明应用领域已受到大量关注。由于其相较传统的白炽灯泡和荧光灯具管更节能、更保护环境(不使用危险物料)、效率更高、尺寸更小及寿命更长的潜力，基于LED的固态照明将在不久成为一般照明的主流。同时，随着LED技术的发展，在全球范围内能量效率和清洁技术的驱动下，越来越多的家庭和组织将采用LED照明用于其照明应用。在该趋势下，对潜在安全的担心如电击和起火风险变得尤为重要，因此值得加以探讨并解决。

在现今用LED灯具代替现有荧光灯具的更新应用中，消费者可选择采用兼容镇流器的LED灯具(使用用于与荧光灯具搭配工作的现有镇流器)或通过去除/绕过镇流器而采用可与AC市电搭配工作的LED灯具。任一应用均具有其优点和缺点。在前一情形下，尽管镇流器消耗额外的功率，但更换荧光灯具简单，不需重新接线，这使得消费者具有其为最佳替代品的第一印象。但事实是该方法的总成本高，尽管其初始成本非常低。例如，兼容镇流器的LED灯具仅与特定类型的镇流器一起工作。如果现有镇流器与兼容镇流器的LED灯具不兼容，消费者将不得不更换镇流器。较早以前建立的一些设施包括不同类型的灯具，这需要大量的劳动力来识别镇流器和更换不兼容的镇流器。此外，兼容镇流器的LED灯具的寿命比镇流器长。当旧镇流器坏掉时，将需要更换新的镇流器以保持兼容镇流器的LED灯具工作。维护将较复杂，有时对灯进行，有时对镇流器进行。因针对遍及设施的数百个灯具调换兼容镇流器的LED灯具产生的成本将超过初始节省的成本。此外，更换故障镇流器需要经过认证的电工。劳动成本和长期维护成本对于终端用户将不可接受。从节能角度，镇流器始终消耗功率，即使兼容镇流器的LED灯具坏掉或未安装时也是如此。这样，在使用兼容镇流器的LED灯具时节约的任何能量因镇流器恒定使用能量而变得没有意义。从长远来看，兼容镇流器的LED灯具相较自立的可使用AC市电操作的LED灯具更贵但效率反而更低。

相反地，可使用AC市电操作的LED灯具不需要镇流器即可工作。在使用可使用AC市电操作的LED灯具之前，必须去除或绕过灯具中的镇流器。去除或绕过镇流器不需要电工，可由终端用户进行更换。每一可使用AC市电操作的LED灯具独立工作。一旦安装好，可使用AC市电操作的LED灯具将仅需要在50000小时之后进行更换。鉴于兼容镇流器的LED灯具和可使用AC市电操作的LED灯具的上述优点和缺点，似乎市场需要一种最有成本效益的解决方案，其使用可与AC市电一起使用并与镇流器兼容的通用LED灯具，使得LED灯具用户可通过采用前述LED灯具而节约初始成本，之后在镇流器坏掉时翻新灯具以与AC市电一起使用。

此外，可使用AC市电操作的LED灯具可容易地与应急照明一起使用，这在保护消费者利益主义时代尤其重要。许多城市的法规均要求在有100人以上聚集的零售及集合区域，必须安装应急照明系统。职业安全与健康管理局(OSHA)要求，在建筑物的电源无法获得之后，建筑物的出口通道应以最少10.8lux的照明强度适当且自动地照明至少90分钟，使得具有正常视力的雇员或顾客能够看见出口路线，顺利离开该区。这意味着，应急出口照明在低能见度撤离期间内，必须要可靠且有效地工作。为确保应急照明系统的可靠性和有效性，建筑物业主应遵守国家消防协会(NFPA)的应急照明系统的要求，其强调性能、运行、电源和测试。OSHA要求大多数商业建筑物遵循NFPA标准，否则将遭受大量罚款。满足OSHA要求需要时间和投资，但不满足它们又会导致罚款甚至面临起诉。如果一建筑物具有构成违反法规的应急照明的问题，解决该问题的最快方式是使用应急灯模组与正常照明集成在一起的多功能LED灯具，以替换现有的灯具。法规还要求检查和测试应急灯以确保它们始终处于适当的工作的状态。因此，制造商有责任设计集成有自诊断机构的LED灯具或LED照明系统，使得在LED灯具被安装在天花板上或在房间中的高处之后，自诊断机构能够与应急电池备用系统一起工作以定期自测试充电和放电电流是否满足规定的要求而没有安全问题。此外，鉴于法规还要求保留记载测试的书面记录并可由本地消防部门查看，市场需要将所有自诊断测试结果传到中心站以记录并管理具有应急运行部分的许多LED灯具何时在覆盖许多建筑物的现场广泛采用。

发明内容

本发明将解决在LED灯具中怎样处理自诊断测试结果的问题。

包括正常运行部分和应急运行部分的LED灯具用于替代仅在正常模式用交流(AC)市电操作的灯具。正常运行部分包括一个或多个LED阵列及在来自AC市电的线电压可用时对一个或多个LED阵列供电的电源单元。应急运行部分包括可再充电电池、控制和测试电路、第一收发器电路、及配置成在AC市电线电压不可用时从可再充电电池接收功率并产生使一个或多个LED阵列运行的电压的LED驱动电路。控制和测试电路包括自诊断电路及充电检测和控制电路。控制和测试电路配置成根据AC市电的可用性及可再充电电池测试是否开始而启用或停用LED驱动电路和电源单元。充电检测和控制电路包括配置成检测充电电压的第一晶体管电路。

电源单元包括配置成接收输入AC电压的至少两个电导体、主全波整流器、及输入滤波器。至少两个电导体配置成连接到应急运行部分。主全波整流器连接到至少两个电导体并配置成将输入AC电压转换为原始直流(DC)电压。输入滤波器配置成抑制电磁干扰(EMI)噪声。电源单元还包括功率切换转换器，其包括主变压器及功率因子校正(PFC)和功率切换电路。PFC和功率切换电路经输入滤波器连接到主全波整流器并配置成提高功率因子及将原始DC电压转换为具有第一LED驱动电流的主DC电压。具有第一LED驱动电流的主DC电压配置成连接到一个或多个LED阵列以使其运行。

应急运行部分还包括至少一全波整流器和充电电路。该至少一全波整流器连接到AC市电并配置成将AC市电的线电压转换为第一DC电压。充电电路包括充电控制装置、第一变压器、第一接地参考、和与第一接地参考电绝缘的第二接地参考。充电电路连接到至少一全波整流器并配置成将第一DC电压转换为第二DC电压，第二DC电压对可再充电电池进行充电以达到标称的第三DC电压。充电电路配置成监测第二DC电压并响应于多个不同的充电要求而调节充电控制装置。LED驱动电路配置成将来自可再充电电池的端电压转换为第四DC电压以在AC市电的线电压不可用时用第二LED驱动电流驱动一个或多个LED阵列。

自诊断电路包括一个或多个定时器、控制部分和测试部分。一个或多个定时器中的每一个分别包括多个时间延迟。多个时间延迟包括至少一起始时间延迟和紧随至少一起始时间延迟之后的下一时间延迟。在一个或多个定时器中的每一个启动时，至少一起始时间延迟随着施加输入电压而开始。在至少一起始时间延迟结束时，自诊断电路的输出被启动以达到逻辑高水平并保持活动从而启用LED驱动电路、控制部分和测试部分持续下一时间延迟。在下一时间延迟中，自诊断电路发送逻辑低水平以禁用电源单元，从而防止第一LED驱动电流与第二LED驱动电流叠加来使一个或多个LED阵列工作--可能令用户困惑的奇异情形。在下一时间延迟结束时，自诊断电路的输出不活动以下降到逻辑低水平从而停用LED驱动电路、控制部分和测试部分。同时，自诊断电路发送逻辑高水平以启用电源单元从而使一个或多个LED阵列工作。至少一起始时间延迟和下一时间延迟形成重复的基本序列。下一时间延迟的持续时间配置成使自诊断电路能进行可再充电电池测试。相应的至少一起始时间延迟包括标称的30天持续时间。相应的下一时间延迟包括标称的或90分钟或30秒的持续时间。

充电检测和控制电路还包括外围电路。外围电路配置成采样一小部分可再充电电池上的端电压并传到测试部分以在可再充电电池测试通过一个或多个定时器开始时跨下一时间延迟的持续时间进行检查。测试部分配置成进行通过/未通过测试。当端电压跨下一时间延迟的持续时间下降到低于第一预定水平时，测试部分将可再充电电池测试评价为“未通过”、“不过”、“否”或“1”。充电检测和控制电路还包括至少一状态指示器，配置成显示自诊断测试结果。

控制部分配置成从第一晶体管电路接收信号并向充电控制装置发送第一控制信号以在可再充电电池测试开始时禁用充电电路。充电检测和控制电路连接在充电电路与可再充电电池之间并受自诊断电路控制。当第一晶体管电路检测到充电电压时，下拉信号被发送到自诊断电路以启用正常充电过程。充电检测和控制电路还包括充电控制电路，配置成根据AC市电的可用性允许或阻止充电电流流入可再充电电池。当可再充电电池测试开始时，充电控制电路阻止充电电流流入可再充电电池。充电控制电路包括第二晶体管电路和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。第二晶体管电路配置成接收大约等于自诊断电路的工作电压的高水平信号，以从其下拉MOSFET的偏压，从而在可再充电电池测试开始时断开充电电流的连接。

充电检测和控制电路还包括至少一对电触头，配置成将可再充电电池电连接到充电电路、LED驱动电路和自诊断电路，以在可再充电电池测试开始时或者在AC市电的线电压不可用时使它们工作。当断开连接时，至少一对电触头可防止可再充电电池耗尽。至少一对电触头包括开关、继电器和跳线器中的电触头或者适于跳线器导线的电端子。充电检测和控制电路还包括连接到自诊断电路的测试开关并配置成手动开始可再充电电池测试。当可再充电电池测试手动开始时及当端电压被检查到低于第二预定水平时，自诊断电路选择不进行可再充电电池测试，向至少一状态指示器发送状态信号以表明可再充电电池未完全充电。

自诊断电路可包括微控制器、微芯片或可编程逻辑控制器。在本发明中，应急运行部分与自诊断电路一起集成到LED灯具中以自测试可再充电电池的充电和放电电流，自诊断测试结果显示在状态指示器中，支持LED灯具的双模式运行，即不仅可工作在正常模式而且可工作在应急模式。然而，自诊断测试结果可存储在自诊断电路中，排队传给第一晶体管电路。此外，自诊断测试结果可传到中心站以记录并管理何时被请求。当许多具有应急运行部分的LED灯具广泛部署在覆盖许多建筑物的场地中时，这尤其必要。尽管描述为集成在LED灯具中，但应急运行部分也可连接到电源单元以在AC市电的线电压不可用时对一个或多个LED阵列供电。

附图说明

本发明的非限制和非穷尽的实施例结合附图进行描述，其中在所有附图中，除非另行指出，类似的组件使用同一标记。此外，在具体实施方式部分中，“主要”、“次要”、“第一”、“第二”、“第三”等均不必然表示以序数方式提及的部分，而是表示某一/特定部分。

图1为根据本发明的LED灯具的框图；

图2为根据本发明的LED驱动电路的框图；

图3为根据本发明的自诊断电路的定时图；

图4为根据本发明的第一收发器电路的框图；

图5为根据本发明的遥控器的框图；

图6为根据本发明的第二收发器的框图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的LED灯具的框图。LED灯具110用于替代荧光灯或者在正常模式用AC市电即可正常运行的LED灯具。在图1中，LED灯具110包括应急运行部分810、跨其具有正向电压的一个或多个LED阵列214、及在AC市电的线电压可用时对一个或多个LED阵列214供电的电源单元311。应急运行部分810包括LED驱动电路650，其配置成在AC市电的线电压不可用时提供驱动一个或多个LED阵列214的应急功率(电压和电流)。初始设计成从用于一般照明应用的AC市电接收线电压的电源单元311配置成在正常模式工作。电源单元311包括至少两个电导体“L”和“N”、主全波整流器301、和输入滤波器302。至少两个电导体“L”和“N”配置成经电源开关360连接到“L”和“N”。主全波整流器301配置成将AC市电的线电压转换为原始DC电压。换言之，至少两个电导体“L”和“N”连接到开关电源，其中电源单元311在LED灯具110在夜间期间未使用时可被关闭。输入滤波器302配置成抑制电磁干扰(EMI)噪声。电源单元311还包括功率切换转换器303，其包括主变压器304及功率因子校正(PFC)和功率切换电路305。PFC和功率切换电路305经输入滤波器302连接到主全波整流器301并配置成提高功率因子及使功率切换转换器303能将原始DC电压转换为主DC电压。主DC电压配置成连接到一个或多个LED阵列214以使其运行。主变压器304包括第三接地参考256，其与主全波整流器301的负(-)端口电隔离。一个或多个LED阵列214包括第一端子LED+和第二端子LED-，配置成从第一端子LED+接收LED驱动电流并从第二端子LED-返回到LED驱动电路650或者电源单元311，取决于其中的哪一个是LED驱动电流源。功率切换转换器303是配置成向一个或多个LED阵列214提供第一LED驱动电流以使其工作的电流源。PFC和功率切换电路305包括主控装置306，配置成经端口“D”接收下拉信号以停用PFC和功率切换电路305，使得在可再充电电池测试开始时，功率切换转换器303停止提供驱动一个或多个LED阵列214的第一LED驱动电流。

在图1中，应急运行部分810还包括配置成连接到AC市电的至少两个电导体“L”和“N”、可再充电电池800、至少一全波整流器401、连接到至少一全波整流器401的至少一输入滤波器402、充电电路403、及控制和测试电路701。至少一全波整流器401连接到至少两个电导体“L”和“N”并配置成将AC市电的线电压转换为第一DC电压。至少一输入滤波器402配置成抑制EMI噪声。可再充电电池800包括高电位电极801和低电位电极802，跨二者具有端电压。充电电路403为隔离的降压转换器并包括第一接地参考254、与第一接地参考254电隔离的第二接地参考255、第一变压器404、反馈控制电路405、充电控制装置406、第一电子开关407、和二极管408。充电电路403经输入滤波器402连接到至少一全波整流器401并配置成将第一DC电压转换为第二DC电压，第二DC电压对可再充电电池800的端电压充电以达到标称的第三DC电压。应注意，由于可再充电电池800老化或者环境温度低于最佳工作温度，可再充电电池800的端电压可能稍小于标称的第三DC电压。当可再充电电池800极度老化或者故障时，端电压可能远低于标称的第三DC电压。这是为什么需要可再充电电池测试来确保可再充电电池800一直能工作的原因。反馈控制电路405配置成监测第二DC电压并根据充电电压和电流要求而调节充电控制装置406。第一变压器404包括连接到第一接地参考254的初级绕组和连接到第二接地参考255的次级绕组。第一变压器404配置成在AC市电与第二DC电压之间提供相对于第二接地参考255的电隔离。在图1中，第二接地参考255电连接到低电位电极802以使充电电流容易流入可再充电电池800及返回到充电电路403，完成功率传输。在图1中，控制和测试电路701还包括自诊断电路720及充电检测和控制电路740。控制和测试电路701配置成根据AC市电的可用性及可再充电电池测试是否开始而经记为“E”的端口启用或停用LED驱动电路650。充电检测和控制电路740包括第一晶体管电路741，配置成检测从充电电路403产生的充电电压(即第二DC电压)。在图1中，应急运行部分801还包括第一收发器电路500，配置成接收并解调多个不同的相移键控(PSK)带通信号并与自诊断电路720通信。

在图1中，充电检测和控制电路740还包括外围电路744。外围电路744配置成采样可再充电电池800上的一小部分端电压并传到测试部分722以在可再充电电池测试开始时跨下一时间延迟735(图3)的持续时间进行检查。测试部分722配置成检查可再充电电池800上的端电压及进行通过/未通过测试。测试部分722包括时间寄存器724和数据寄存器725。当端电压跨下一时间延迟735的持续时间下降到低于第一预定水平时，测试部分722将可再充电电池测试评价为“未通过”、“不过”、“否”或“1”。数据寄存器725配置成存储这样的属性数据，其包括通过/未通过测试的自诊断测试结果；而时间寄存器724配置成将自诊断测试时间的信息如年、月和日存储在日历中。自诊断测试结果和自诊断测试时间信息配置成存储在自诊断电路720中，在被请求时排队顺序传给第一收发器电路500。充电检测和控制电路740还包括至少一状态指示器747，其受控于自诊断电路720并配置成显示自诊断测试结果。充电检测和控制电路740还包括电压调节器746，配置成将标称的第三DC电压或者可再充电电池800的端电压调节为自诊断电路720的工作电压以使其工作。

在图1中，控制部分723配置成从第一晶体管电路741接收上拉信号及经端口“D”向充电控制装置406发送第一控制信号以在可再充电电池测试开始时使充电电路403不活动。应注意，第一控制信号还经端口“D”发送给主控装置306以在可再充电电池测试开始时使功率切换转换器303不活动。充电检测和控制电路740连接在充电电路403与可再充电电池800之间并受自诊断电路720控制。当第一晶体管电路741检测到充电电压时，下拉信号被发送到自诊断电路720以启用正常充电过程。充电检测和控制电路740还包括充电控制电路750，其包括第二晶体管电路742和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)743。充电控制电路750配置成根据AC市电的可用性允许或阻止充电电流流入可再充电电池800。当可再充电电池测试开始时，充电控制电路750阻止充电电流流入可再充电电池800。第二晶体管电路742配置成接收大约等于自诊断电路720的工作电压的高水平信号，以从其下拉MOSFET 743的偏压，从而在可再充电电池测试开始时断开充电电流的连接。

充电检测和控制电路740还包括至少一对电触头748，配置成在至少一对电触头748被连接时将可再充电电池800电连接到充电电路403、LED驱动电路650和自诊断电路720。当可再充电电池测试开始时或者在AC市电的线电压不可用时，来自可再充电电池800的功率可使LED驱动电路650和自诊断电路720工作。另一方面，当断开连接时，至少一对电触头748可安全地防止可再充电电池800耗尽。至少一对电触头748包括开关、继电器和跳线器中的电触头或者适于跳线器导线的电端子。

充电检测和控制电路740还包括连接到自诊断电路720的测试开关749并配置成手动使自诊断电路720开始可再充电电池测试。测试开关749还可配置成手动使自诊断电路720终止进行中的可再充电电池测试。至少一状态指示器747配置成连接到自诊断电路720。当可再充电电池测试手动开始时及当端电压被检查到低于第二预定水平时，自诊断电路720可选择不进行可再充电电池测试，向至少一状态指示器747发送状态信号以表明可再充电电池未完全充电。

充电检测和控制电路740还包括至少一二极管754和与至少一二极管754串联连接的至少一电阻755。至少一二极管754和至少一电阻755电连接在充电电路403与可再充电电池800之间并配置成控制电流流向和产生电压降，使得第一晶体管电路741能够容易地检测是否存在充电电压及确定AC市电的线电压是否可用。在图1中，电源单元311还包括连接在功率切换转换器303与一个或多个LED阵列214之间的第一阻流二极管308。第一阻流二极管308配置成连接到一个或多个LED阵列214以防止LED驱动电路650提供的第二LED驱动电流流入，从而避免串扰。类似地，LED驱动电路650还可包括第二阻流二极管607(参见图2)，配置成连接到一个或多个LED阵列214以防止电源单元311提供的第一LED驱动电流流入，从而避免串扰。

在图1中，自诊断电路720可包括微控制器、微芯片或可编程逻辑控制器。在本发明中，应急运行部分810被描述为与自诊断电路720一起集成到LED灯具110中以自测试可再充电电池800的充电和放电电流，自诊断测试结果显示在状态指示器中，支持LED灯具的双模式运行，即不仅可工作在正常模式而且可工作在应急模式。如上面提及的，自诊断测试结果可存储在自诊断电路720中，排队传给第一晶体管电路500。此外，自诊断测试结果可传到中心站以记录并管理何时被请求。当许多具有应急运行部分810的LED灯具110广泛部署在覆盖许多建筑物的场地中时，这尤其重要。尽管在图1中示为集成在LED灯具110中，但应急运行部分810也可连接到电源单元311以在AC市电的线电压不可用时对一个或多个LED阵列214供电。

图2示出了根据本发明的LED驱动电路650的框图。LED驱动电路650包括升压转换器651，其包括输入电感器652、电子开关653、逻辑控制装置654、至少一二极管整流器655、和感测电阻656。LED驱动电路650还包括输入电容器657、连接在至少一二极管整流器655与端口“C”处的第二接地参考255之间的输出电容器658、和齐纳二极管662，其中输入电容器657和输出电容器658配置成滤掉从升压转换器651产生的不想要的电压噪声。LED驱动电路650配置成将端电压升高到端口“B”处相对于第二接地参考255的第四DC电压并提供第二LED驱动电流。逻辑控制装置654配置成控制电子开关653“开”和“关”。LED驱动电路650配置成经来自可再充电电池800的记为“A”的端口连接到端电压。LED驱动电路650还包括端口“E”以从自诊断电路720(参见图1)接收“启用”信号从而在AC市电的线电压不可用时或者在可再充电电池测试开始时启动LED驱动电路650。第四DC电压大于一个或多个LED阵列214的固有的正向电压以在AC市电的线电压不可用时确保一个或多个LED阵列214无故障地工作。换言之，LED驱动电路650配置成接收来自可再充电电池800的端电压并将该端电压转换为第四DC电压，从而在AC市电的线电压不可用时具有对一个或多个LED阵列214供电的第二LED驱动电流。另一方面，电源单元311配置成产生主DC电压，从而具有在AC市电的线电压可用时以全功率对一个或多个LED阵列214供电且满足LED灯具能效要求的第一LED驱动电流。

图3示出了根据本发明的自诊断电路720的定时图。自诊断电路720包括一个或多个定时器721、测试部分722、和控制部分723(参见图1)。一个或多个定时器721中的每一个分别包括多个时间延迟。一个或多个定时器721中的每一个包括具有持续时间T₁的至少一起始时间延迟734和紧随至少一起始时间延迟的具有持续时间T₂的下一时间延迟735。在一个或多个定时器721中的每一个开始后，随着施加输入电压738，至少一起始时间延迟734开始。在至少一起始时间延迟734结束时，自诊断电路720的输出739被启动以达到逻辑高水平(即“1”状态)并保持启动以启用LED驱动电路650、测试部分722和控制部分723且持续下一时间延迟735。在下一时间延迟735结束时，自诊断电路720的输出739被使得不活动以下降到逻辑低水平(即“0”状态)。至少一起始时间延迟734和下一时间延迟735形成具有持续时间T₁+T₂的基本序列。具有持续时间T₁+T₂的基本序列重复(例如736和737)，直到标称的第三DC电压或者端电压(参见图1)被从自诊断电路720去除为止。在图3中，所示的输入738包括两个状态即“0”和“1”，其中“0”意味着没有电压在自诊断电路720的输入738处出现，而“1”意味着施加标称的第三DC电压或端电压。类似地，所示的输出739包括两个状态即“0”和“1”，其中“0”意味着没有电压在自诊断电路720的输出739处出现或者处于不活动状态，而“1”意味着自诊断电路720的输出739提供高水平输出电压或者被启动。下一时间延迟735的持续时间T₂配置成使自诊断电路720能进行可再充电电池测试。换言之，自诊断电路720发送高水平输出电压以在下一时间延迟735期间经端口“E”启用LED驱动电路650。至少一起始时间延迟734的相应持续时间包括标称的30天持续时间。下一时间延迟735的相应持续时间包括标称的90分钟或30秒的持续时间。

图4示出了根据本发明的第一收发器电路的框图。第一收发器电路500包括第一收发器501及解码器和控制器502。第一收发器电路500经串联的数据输入和输出接口“T”连接到自诊断电路720并配置成响应于第一收发器501接收的多个不同的相移键控(PSK)带通信号经解码器和控制器502解调多个不同的PSK带通信号。经请求，自诊断电路720可将自诊断测试结果和自诊断测试时间信息传给第一收发器电路500。第一收发器电路500还包括嵌入在印刷电路板(PCB)上的天线505和射频(RF)前端发射器/接收器504，其配置成在RF前端发射器/接收器504的输入与第一收发器501的输出之间提供单端匹配的阻抗从而使发射/接收效率最大化。换言之，该重要的处理设计成确保信号以所需要的发射功率没有信号反射地进行传输。解码器和控制器502包括微控制器、微芯片或可编程逻辑控制器。

图5示出了根据本发明的遥控器的框图。遥控器600包括远程用户接口610和第二收发器电路620。遥控器600配置成响应于从远程用户接口610产生的多个信号而将PSK带通信号发送给第一收发器电路500。第二收发器电路620包括第二收发器622及编码器和控制器621。编码器和控制器621连接在远程用户接口610与第二收发器622之间并配置成将多个信号转换为多组二元数据字符。多组二元数据字符中的每一组包括命令数据。

远程用户接口610包括基于计算机的照明管理系统中的键盘611。键盘611配置成产生多个信号。多个信号中的至少两个分别配置成打开和关闭电源单元，随后打开和关闭一个或多个LED阵列214。多个信号中的至少两个分别配置成开始和终止可再充电电池测试。多个信号中的至少一个配置成请求自诊断测试结果和自诊断测试时间信息。遥控器600还包括具有启动输入的电压调节器626。电压调节器626配置成响应于来自编码器和控制器621的启动信号提供使第二收发器622工作的电压。

图6示出了根据本发明的第二收发器的框图。第二收发器622包括混合器623、前端发射器/接收器624、嵌入在PCB上的天线627、和互相串联连接的两个以上导体625。混合器623配置成将多组二元数据字符调制到载波上，只要传输二元数据字符“0”，载波相位移相180度。应意识到，PSK信令胜过幅移键控(ASK)和频移键控(FSK)可在数字通信理论中找到依据。由于简单并降低了错误概率，PSK信令广泛用在使用两个频带的无线局域网(LAN)标准：IEEE 802.11和802.15中，两个频带为具有二元PSK(binary PSK,BPSK)的868～915MHz及具有交错正交四相PSK(offset quadrature PSK,OQPSK)的2.4GHz。

在本发明的优选实施例已进行图示和描述的同时，应意识到，可对本发明进行改变、修改和改进，而不背离本发明的范围。从本发明可容易地通过使用多种不同组合完成一样或不同的目标而得到使LED灯具工作的、具有应急运行部分及多个定时器和多个时间延迟的另一种方案。因而，前面的描述和附图仅作为例子，而不用于限制。

Claims

1.一种发光二极管灯具，包括：

一个或多个LED阵列；

电源单元，配置成在交流市电的线电压可用时产生主直流电压从而以第一LED驱动电流全功率地对一个或多个LED阵列加电；及

应急运行部分，包括

跨其具有端电压的可再充电电池；

至少一全波整流器，配置成将交流市电的线电压转换为第一直流电压；

充电电路，其包括充电控制装置和第一变压器，所述充电电路连接到至少一全波整流器并配置成将第一直流电压转换为第二直流电压，第二直流电压使可再充电电池的端电压充电达到标称第三直流电压；

LED驱动电路，其包括输入电感器、电子开关、至少一二极管整流器和连接到至少一二极管整流器的输出电容器，所述LED驱动电路配置成在交流市电线电压不可用时将来自可再充电电池的端电压转换为第四直流电压从而以第二LED驱动电流点亮一个或多个LED阵列；

控制和测试电路，其包括自诊断电路及充电检测和控制电路，所述控制和测试电路配置成根据交流市电的可用性及可再充电电池测试是否开始而启用或停用LED驱动电路和电源单元，自诊断电路包括控制部分和测试部分；及

第一收发器电路，其包括第一收发器及解码器和控制器，第一收发器电路配置成接收并解调多个不同的相移键控带通信号及与自诊断电路通信；

其中，

充电电路、LED驱动电路、电源单元及控制和测试电路配置成自动选择主直流电压或者第四直流电压使一个或多个LED阵列工作；

自诊断电路还包括一个或多个定时器，其中一个或多个定时器中的每一个分别包括多个时间延迟，一个或多个定时器中的每一个的多个时间延迟分别包括至少一起始时间延迟和紧随至少一起始时间延迟之后的下一时间延迟；其中，在一个或多个定时器中的每一个启动时，至少一起始时间延迟随着施加输入电压而开始；其中，在至少一起始时间延迟结束时，自诊断电路的输出被启动以达到逻辑高水平并保持活动从而启用LED驱动电路、控制部分和测试部分持续下一时间延迟；其中，在下一时间延迟结束时，自诊断电路的输出不活动以下降到逻辑低水平；其中，至少一起始时间延迟和下一时间延迟形成重复的基本序列，及其中，下一时间延迟的持续时间配置成使自诊断电路能控制可再充电电池的放电及进行可再充电电池测试；及

测试部分包括时间寄存器和数据寄存器。

2.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其中，至少一起始时间延迟包括标称30天持续时间，下一时间延迟包括标称90分钟或30秒持续时间。

3.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其中，充电检测和控制电路还包括配置成检测充电电压的第一晶体管电路，其中充电检测和控制电路连接在充电电路与可再充电电池之间并受自诊断电路控制；其中，当检测到充电电压时，第一晶体管电路向自诊断电路发送下拉信号以启动正常充电过程。

4.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其中，充电检测和控制电路还包括充电控制电路，充电控制电路包括第二晶体管电路和金属氧化物半导体场效应晶体管，其中充电控制电路配置成根据交流市电的可用性允许或阻止充电电流流入可再充电电池；及其中充电控制电路还配置成在可再充电电池测试开始时阻止充电电流流入可再充电电池。

5.根据权利要求4所述的发光二极管灯具，其中，第二晶体管电路配置成接收电压水平大约等于自诊断电路的工作电压的信号，以下拉金属氧化物半导体场效应晶体管的偏压，从而在可再充电电池测试开始时断开充电电流的连接。

6.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其中，充电检测和控制电路还包括至少一对电触头，配置成将可再充电电池电连接到充电电路、LED驱动电路和自诊断电路；其中，在连接时，当可再充电电池测试开始时或者在交流市电的线电压不可用时，至少一对电触头使可再充电电池能对LED驱动电路和自诊断电路加电；及其中，当断开连接时，至少一对电触头防止可再充电电池耗尽。

7.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其中，充电检测和控制电路还包括外围电路，配置成采样可再充电电池上的一小部分端电压并传到测试部分以在可再充电电池测试通过一个或多个定时器开始时跨下一时间延迟的持续时间进行检查。

8.根据权利要求7所述的发光二极管灯具，其中，测试部分配置成进行通过/未通过测试，其中，当端电压跨下一时间延迟的持续时间下降到低于第一预定水平时，测试部分将可再充电电池测试评价为“未通过”。

9.根据权利要求8所述的发光二极管灯具，其中，数据寄存器配置成存储通过/未通过测试中的自诊断测试结果的属性数据，及其中，时间寄存器配置成存储自诊断测试时间信息。

10.根据权利要求9所述的发光二极管灯具，其中，自诊断测试结果的属性数据及自诊断测试时间信息均经请求顺序传给第一收发器电路。

11.根据权利要求7所述的发光二极管灯具，其中，充电检测和控制电路还包括连接到自诊断电路的测试开关并配置成手动开始和终止可再充电电池测试。

12.根据权利要求11所述的发光二极管灯具，其中，充电检测和控制电路还包括配置成连接到自诊断电路的至少一状态指示器，其中，当可再充电电池测试手动开始时及当端电压被检查到低于第二预定水平时，自诊断电路选择不进行可再充电电池测试，向至少一状态指示器发送状态信号以表明可再充电电池未完全充电。

13.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，其中，自诊断电路包括微控制器、微芯片或可编程逻辑控制器。

14.根据权利要求1所述的发光二极管灯具，还包括：

包括远程用户接口和第二收发器电路的遥控器，所述遥控器配置成响应于来自远程用户接口的多个信号而将相移键控带通信号发送给第一收发器电路，其中所述第二收发器电路包括第二收发器及编码器和控制器，所述编码器和控制器连接在远程用户接口与第二收发器之间并配置成将多个信号转换为多组二元数据字符，及其中多组二元数据字符中的每一组包括命令数据。

15.根据权利要求14所述的发光二极管灯具，其中，远程用户接口包括基于计算机的照明管理系统中的键盘，所述键盘配置成产生所述多个信号。

16.根据权利要求14所述的发光二极管灯具，其中，多个信号中的至少两个分别配置成打开和关闭电源单元。

17.根据权利要求14所述的发光二极管灯具，其中，多个信号中的至少两个分别配置成开始和终止可再充电电池测试。

18.根据权利要求14所述的发光二极管灯具，其中，多个信号中的至少一个配置成请求自诊断测试结果和自诊断测试时间信息。