CN203181305U - 一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置 - Google Patents

Abstract

一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，其特征是包括微小信号检测模块（C1-1）、AC-DC转换模块（C1-2）、开关切换电路（C1-4）、电池（E）和发光照明装置（L1）。整个系统无需更换传统应急照明装置的任何线路布局，只需对传统照明光源或灯具以及断路器或开关进行直接更换，即可实现应急照明和普通照明一体化功能，省去了传统应急照明线路单独布线的繁琐工序和高额成本，提高了照明设备自身的利用率，给施工带来了便捷，给生产生活节省了资源，节约了成本。

Description

一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置

所属技术领域

本实用新型专利涉及一种在电网断电时，应急照明装置可自动点亮的技术领域，具体涉及一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，更进一步说是一款可检测线路中是否存在微小电信号，从而判断是否应该启动应急照明功能的装置。

背景技术

传统应急照明装置通常分为两大类，一类是只能在停电应急时发挥照明功能，在有市电的情况下，应急照明装置中的照明装置不能当普通照明灯用。这种应急照明装置通常有很大的局限性：首先，这种系统只能在停电应急时点亮，在有电时照明装置不能当普通照明用，对资源照成了很大的浪费。其次，这种应急照明装置通常只能安装于一些公共场所，在家庭等一些小型场所使用效果不明显，局限性大。此外，这种应急照明装置中的照明装置应急点亮时，亮度非常小。

另一类应急照明装置，在有市电情况下，照明装置可充当常规照明使用，停电时可自动亮，但是这种系统自身成本很高，需要给驱动装置单独布置一条带电导线到驱动装置上，用于时时检测是否停电，这种做法给施工带来了难度，同时也造成了资源的巨大浪费。

还有一类应急照明驱动装置，其应急检测方式是通过感应电网电信号的有无来判断市电是否存在，它自身就构成了一个完整的应急照明装置。当应急照明驱动装置监测到在断路器或开关关断时，电网仍有电信号时，则断定电网有市电，此时若断路器或开关闭合时，则系统中的照明装置启动点亮；当断路器或开关断开时，则照明装置不亮。当应急照明驱动装置监测不到电网电信号时，不管此时断路器或开关是开还是关，应急照明装置都可自动点亮。此方案的应急照明装置有市电时可充当普通照明使用，停电时也可当应急照明使用，提高了灯具的利用率，降低了繁琐的布线成本。但是这种感应式的应急照明装置，也有一定的局限性，只能适合用于小区、家庭，对于一些布线混乱，电信号较杂的环境往往会因为信号的相互干扰或因信号的不稳定而造成系统误判断或控制失效。

发明内容

本实用新型所要解决的是针对感应式应急照明驱动装置对于电网电信号的不稳定或其他电信号的干扰所引起的应急照明装置误判断的问题，提出一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，给应急照明装置一个稳定可靠的信号方案。所采用的方案就是在控制线路通断的断路器或开关的两端并联一个耐高压被动元器件，让感应式应急照明驱动装置有一个稳定的信号源。

本实用新型所涉及的应急照明装置在实际应用时，不改变传统灯具的任何线路布局，可直接对传统光源或灯具进行更换。

本实用新型是一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，当应急照明驱动装置检测到线路中存在微小电信号时，则说明电网中有市电存在，此时发光照明装置可通过开关进行亮灭的控制，实现普通照明的功能。当应急照明驱动装置检测不到线路中的微小电信号时，则说明电网中市电不存在，处于停电状态，此时应急照明驱动装置则启动应急功能，给发光照明装置发出控制信号，使之点亮，当市电重新恢复时，应急照明装置又恢复到原来状态，充当普通照明功能使用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，包括微小信号检测模块C1-1、AC-DC转换模块C1-2、开关切换电路C1-4、电池E和发光照明装置L1，所述微小信号检测模块C1-1的信号输入端和AC-DC转换模块C1-2的信号输入端均与交流输入电源连接，微小信号检测模块C1-1的信号输出端连接开关切换电路C1-4的信号输入端，开关切换电路C1-4的信号输出端和AC-DC转换模块C1-2的信号输出端均与发光照明装置L1连接，开关切换电路C1-4的电源端接电池E的正极；所述微小信号检测模块C1-1的信号输入端和AC-DC转换模块C1-2的信号输入端与交流输入电源之间连接有微小信号激励装置S1，该微小信号激励装置S1由耐高压被动元器件S1-1和开关器件S1-2并联构成。

所述AC-DC转换模块C1-2的信号输出端连接电池E的正负极两端，以向电池E充电。

所述AC-DC转换模块C1-2的信号输出端和电池E之间串联连接有充电管理电路C1-3。

所述开关器件S1-2为断路器或开关。其内部结构上并联组合成一个整体；或者是两个独立装置组成，即在一个独立的开关器件S1-2的两端并联一个耐高压被动元器件S1-1。

本实用新型可根据应急时间的长短，自行增加或者减少电池的容量和数量。

应急照明驱动装置内通过微小信号检测模块C1-1来感应线路上的微小电信号，从而判断是否有电，通过对信号的处理来控制AC-DC转换模块C1-2和充电管理电路C1-3是否给发光照明装置L1一个控制信号。

所述的微小信号激励装置S1在有市电时，当断路器或开关S1-2断开时，此时电网电压在耐高压被动元器件S1-1上产生电信号，用于提供稳定可靠的信号源。

本实用新型通过检测线路上的微小电信号来判断是否启动应急照明功能。当检测到有电信号时，此时若开关器件S1-2闭合，则发光照明装置L1正常启动，当开关器件S1-2断开时，则发光照明装置L1不启动。当检测到线路上没有电信号时，如判断出电网停电，此时不管开关器件S1-2闭合或者断开，则启动应急功能，给发光照明装置L1一个控制信号使之点亮。当重新检测到线路上的电信号时，表示电网恢复供电，此时若开关器件S1-2断开时，则发光照明装置L1不亮；若开关器件S1-2闭合时，则发光照明装置L1继续点亮。

本实用新型所述的装置中，微小信号激励装置S1在线路回路中提供一个可靠的电信号，然后通过检测电信号的有无来判断是否启动应急照明装置，从而来给发光照明装置L1控制信号。

本实用新型是一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，当应急照明装置的微小信号检测模块检测到线路中存在微小电信号时，则说明电网中有市电存在，此时应急照明装置可通过开关进行亮灭的控制，实现普通照明的功能。当应急照明装置的微小信号检测模块检测不到线路中的微小电信号时，则说明电网中市电不存在，处于停电状态，此时发光照明装置L1则自动点亮；当市电重新恢复时，应急照明装置又恢复到原来状态，充当普通照明装置使用。

本实用新型中，对于环境条件较差，外界干扰信号较大的情况，接入微小信号激励装置S1可以有效保证提供稳定可靠的信号源。

本实用新型的有益效果是：

将本实用新型的微小信号激励装置S1串联于线路的火线上，在有市电下，开关器件S1-2断开时，被动元器件S1-1将在整个线路回路中产生微小电信号，此信号不受周边信号的干扰，稳定可靠。通过检测线路上电信号的有无，来判断是否启动应急功能，从而给发光照明装置L1一个控制信号。整个装置无需更换传统应急照明装置的任何线路布局，只需对传统照明光源或灯具以及断路器或开关进行直接更换，即可实现应急照明和普通照明一体化功能，省去了传统应急照明线路单独布线的繁琐工序和高额成本，提高了照明设备自身的利用率，给施工带来了便捷，给生产生活节省了资源，节约了成本。

附图说明：

图1是基于检测线路中微小电信号的应急照明装置电原理框图。

图2是微小信号检测模块和开关切换电路的电路原理图。

图3是充电管理电路的连接线路图。

图中：S1为微小信号激励装置、S1-1为耐高压被动元器件、S1-2为开关器件、C1-1为微小信号检测模块、C1-2为AC-DC转换模块、C1-3为电池充电管理电路、C1-4为开关切换电路、L1为发光照明装置。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1至图3，本实用新型的基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，包括微小信号检测模块C1-1、AC-DC转换模块C1-2、开关切换电路C1-4、电池E和发光照明装置L1，所述微小信号检测模块C1-1的信号输入端和AC-DC转换模块C1-2的信号输入端均与交流输入电源连接，微小信号检测模块C1-1的信号输出端连接开关切换电路C1-4的信号输入端，开关切换电路C1-4的信号输出端和AC-DC转换模块C1-2的信号输出端均与发光照明装置L1连接，开关切换电路C1-4的电源端接电池E的正极。

所述微小信号检测模块C1-1的信号输入端和AC-DC转换模块C1-2的信号输入端与交流输入电源之间连接有微小信号激励装置S1，该微小信号激励装置S1由耐高压被动元器件S1-1和开关器件S1-2并联构成。其中耐高压被动元器件S1-1可采用5-15M的高压玻璃釉电阻（例如深圳市宏欧科技生产的，型号是MG2W的高压玻璃釉电阻）。

上述耐高压被动元器件S1-1在开关器件S1-2断开且此时有市电时，在线路上产生微小电信号，本实用新型的装置通过检测电信号的有无，来判断是否给发光照明装置L1一个控制信号。

微小信号激励装置S1上有一个耐高压被动元器件S1-1和开关器件S1-2，在有市电的情况下，当开关器件S1-2闭合时，此时电信号从开关器件S1-2上直接流过，给本实用新型的装置供电直接使用，当开关器件S1-2断开时，此时市电通过耐高压被动元器件S1-1，在线路回路中产生微小电信号供本实用新型的装置检测。

微小信号激励装置S1是在传统装置的开关位置上并联了一个耐高压被动元器件S1-1。在该装置作用下，当市电有电时，若此时开关闭合，则市电导通，给正常的用电设备供电，当开关断开时，此时用电设备停止工作，但是此时市电经过耐高压被动元器件S1-1，在线路上仍然构成回路导通，在耐高压被动元器件S1-1作用下，电路上仍有微小电流流过用电设备，为用电设备提供电流信号。当用电设备在开关断电的情况下，仍检测到电流信号时，则可以判断电网有市电，当检测不到电流信号时，则证明电网无市电。

本实用新型包括微小信号检测模块C1-1、AC-DC转换模块C1-2和充电管理电路C1-3。当微小信号检测模块C1-1检测到线路上有电信号时，此时微小信号检测模块C1-1不启动应急功能，市电通过开关器件S1-2和AC-DC模块C1-2来控制发光照明装置L1的亮或者灭；当微小信号检测模块C1-1检测不到线路上的电信号时，模块启动应急功能，发出控制信号给发光照明装置L1，使之点亮。当微小信号检测模块C1-1再次检测到线路上电信号时，则判断电网已恢复供电，此时若开关器件S1-2闭合时，则发光照明装置L1依然点亮，若开关器件S1-2断开时，则发光照明装置L1不亮。详细工作原理如下：

如图2，AC-DC转换模块C1-2可采用由型号为OB2532降压驱动芯片组成的恒压输入电路构成，充电管理电路C1-3可采用由型号为YB5056组成的单节锂电池充电电路构成，发光照明装置L1尤其适用于LED发光二极管构成的发光照明装置。

开关切换电路C1-4主要是由开关管为主要控制部件，如场效应管、三级管或者继电器等。

电池E用于在有市电时，增加充电管理电路C1-3，它可对电池E进行充电管理，可采用如型号为YB5056的充电IC芯片，可对单节锂电池进行充电管理。

电池E可以是锂电池，或者镍氢电池等。

开关器件S1-2可以是断路器或开关装置，在一些信号比较杂乱的场所，信号检测模块对信号的检测会有差异，为了解决这个问题，可以在装置接到市电之前可在断路器或开关装置的内部或者外部并联有一个耐高压被动元器件装置，用于提供信号的稳定性。断路器或者开关装置，可采用如常规的家用空气开关，开关面板等；耐高压被动元器件的阻值不能低于4兆欧，如玻璃釉电阻。

AC-DC转换模块C1-2，该模块主要是提供给电池充电，并向LED发光装置供电。它为常规的LED恒流驱动电路，如BP3102恒流驱动IC或者恒压驱动电路如OB2532驱动IC。

本实用新型包括微小信号检测模块（C1-1）、AC-DC转换模块（C1-2）和充电管理电路（C1-3），市电中的火线，通过开关给电源装置供电，同时通过一个高压小容量的电容C14接到微小信号检测模块C1-1。某些不规范用电场所，通过开关的是零线而不是火线。因此在本实用新型中，将零线也通过一个高压小容量的电容C18接到微小信号检测模块C1-1。微小信号检测模块C1-1由高输入阻抗的运算放大器U3，以及外围的电阻R40,R42,R39,R41,电容C20,C21构成。U3和外围的电阻电容构成同相比例放大器，将微弱的市电信号放大。其中，R40，R42,R39构成反馈网络，R40和R42,R39的比值就是放大器的倍数。同时在R40两端并接C20，构成低通滤波环节。将高频的，非50HZ的信号滤除。由于U3的放大倍数很高，输出受到电源电压的限制，在有50HZ市电信号的情况下，U3输出50HZ的方波。R41和C21构成一个滤波电路，将50HZ的方波，滤成直流，来控制场效应管Q2。Q2是开关切换电路，可是Ｐ沟道的MOS管，用来切换电池E。在有市电的情况下，开关断开，切断市电，但环境中还是有50HZ的电场信号存在，这个信号通过电容，耦合到微小信号检测模块C1-1。微小信号检测模块C1-1通过滤波，放大分离出50HZ的市电信号。经过放大、滤波后，在U3输出50HZ的方波，再经过R41,C21滤波，变成直流电压。该电压控制P沟道的MOS管Q2的控制极，将电池E到发光照明装置L1的回路关断。电池E不给发光照明装置L1供电。AC-DC转换模块C1-2的输出直流给发光照明装置L1供电。这时，断开开关器件S1-2，AC-DC转换模块C1-2无输出，发光照明装置L1不亮。接通开关器件S1-2，AC-DC转换模块C1-2有输出，向发光照明装置L1供电，同时给电池E充电。也就是本实用新型的装置工作在正常模式下，即通过开关器件S1-2来控制灯的亮和灭。如果没有市电信号，即停电，这时，在线路中，就没有50HZ的电场信号存在，U3输出低电平，P沟道的MOS管的开关切换电路导通，将电池E接通，LED灯发光照明装置L1点亮。系统进入应急照明状态。

使用本实用新型的装置，直接替换普通灯具，不用更换、修改线路。而且由于采用MOS管做开关元件，系统的待机损耗极低，体积很小。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非是对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims (4)

1.一种基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，其特征是包括微小信号检测模块（C1-1）、AC-DC转换模块（C1-2）、开关切换电路（C1-4）、电池（E）和发光照明装置（L1），所述微小信号检测模块（C1-1）的信号输入端和AC-DC转换模块（C1-2）的信号输入端均与交流输入电源连接，微小信号检测模块（C1-1）的信号输出端连接开关切换电路（C1-4）的信号输入端，开关切换电路（C1-4）的信号输出端和AC-DC转换模块（C1-2）的信号输出端均与发光照明装置（L1）连接，开关切换电路（C1-4）的电源端接电池（E）的正极；所述微小信号检测模块（C1-1）的信号输入端和AC-DC转换模块（C1-2）的信号输入端与交流输入电源之间连接有微小信号激励装置（S1），该微小信号激励装置（S1）由耐高压被动元器件（S1-1）和开关器件（S1-2）并联构成。

2.根据权利要求1所述的基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，其特征是所述AC-DC转换模块（C1-2）的信号输出端连接电池（E）的正负极两端，以向电池（E）充电。

3.根据权利要求2所述的基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，其特征是所述AC-DC转换模块（C1-2）的信号输出端和电池（E）之间串联连接有充电管理电路（C1-3）。

4.根据权利要求1所述的基于检测线路中微小电信号的应急照明装置，其特征是所述开关器件（S1-2）为断路器或开关。

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