CN2333871Y

CN2333871Y - 智能型应急照明灯

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Publication number: CN2333871Y
Application number: CN 98232743
Authority: CN
Inventors: 刘雨棣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-08-18
Anticipated expiration: 2008-05-26

Abstract

本实用新型涉及一种智能型应急照明灯,它是由电源电路、交流断电检测电路、可控跟随限流充电电路、照明控制及其保护电路以及主要由单片机组成的控制电路和全关机保护电路联接组成。该应急照明灯具有全自动工作方式,可进行故障检测、报警、智能化管理以及对其电路实施自动保护的功能,因此本实用新型具有运行可靠、使用寿命长、性能稳定、使用方便的特点。

Description

智能型应急照明灯

本实用新型涉及一种交流断电应急照明灯，尤其涉及一种智能型应急照明灯。

现有的应急照明灯仅是由电源电路、限流充电电路、交流断电检测电路，以及照明控制电路联接组成。使用时功能单一，只能进行一般性的充电及应急照明，不能对负载进行开路、短路自动检测，无法对蓄电池进行过充、欠压、开路以及其他故障的自动检测和报警指示，同时也不具有短路保护和全关机保护功能。当外部引线发生短路，易造成内部的损坏，蓄电池的过放电、过充也影响其使用寿命，使用过程中发生故障无法及时发现而且不具备自动化工作性能，无法进行智能化管理，因此，这种应急照明灯很难确保照明灯的可靠工作，使用时很不方便。

基于以上原因本实用新型的目的在于提供一种具有全自动工作方式，可自动进行故障检测、报警和智能化管理以及对其电路实施自动保护的智能型应急照明灯。该应急照明装置除具备普通应急照明灯的基本功能之外，还可对其负载进行开路、短路自动检测，对蓄电池进行过充、欠压、开路检测和报警，并对照明控制电路进行短路保护及全关机自动保护。

为实现上述目的本实用新型的技术方案是以如下方式实现的：它是由电源电路、交流断电检测电路、照明控制及其保护电路、可控跟随限流充电电路以及防止蓄电池过放电的全关机保护电路和主要由单片机组成的控制电路联接组成，照明控制电路联接有照明灯泡L₁、L₂，可控跟随限流充电电路中设有限压稳压管ZD₁、跟随二极管D₂、二极管D₆，可控跟随限流充电电路与照明控制及其保护电路之间与蓄电池B正极相联，控制电路分别与交流断电检测电路、可控跟随限流充电电路、照明控制及其保护电路、全关机保护电路以及照明灯泡L₁、L₂连接，全关机保护电路还与蓄电池B的正极连接。

上述控制电路中的单片机口线P₁₅、P₁₆、P₁₇分别经电阻R₁₆、R₁₇、R₁₉与联接电路中增设的三色指示灯LED₁、LED₂、LED₃的负极连接，其正极接电路V_cc；口线P₃₅经电阻R₂与增设的蜂鸣器BZ连接，BZ另一端接电源V_cc,P₃₅输出信号驱动蜂鸣器BZ报警。

上述照明控制及其保护电路主要由三极管T₁～T₆，二极管D₄、D₅，稳压管ZD₄，电阻R₄～R₉联接组成，照明灯泡L₁、L₂的灯丝偏流电阻R₄、R₅并接于照明控制开关的三极管T₂、T₄的集电极、发射极并串接于灯丝回路中，过流检测电阻R₆、R₇并接于过渡保护三极管T₃、T₆的基极、发射极并串接于灯丝回路中，灯丝及引线的开路、短路信号经二极管D₄、D₅与单片机口线P₁₃、P₁₂连接，稳压管ZD₄经电阻R₁₄与单片机口线P₁₄连接，当超过灯丝额电流时断开照明开关，实施短路自动保护。

上述全关机保护电路主要由三极管T₇、继电器J₁联接组成，三极管T₇的集电极与电源V_cc之间串接有继电器J₁，继电器J₁的常开触点连接于蓄电池B的正极，三极管T₇的基极与单片机口线P₃₇连接，当应急照明时间大于规定值时，单片机内部程序控制口线P₃₇为低电平，截止三极管T₇，断开继电器J₁的常开触点，实施全关机。

上述可控跟随限流充电电路主要由三端可调稳压器、限压稳压管ZD₁、跟随二极管D₂、二极管D₁、D₆，电阻R₁、R₂、R₃联接组成，三端可调稳压器输出充电电压，其电压调节端经跟随二极管D₂接蓄电池B正极，限压稳压管ZD₁正极接地，负极经电阻R₁接稳压器调节端，二极管D₆负极接单片机口线P₃₀；蓄电池B的正极与增设的电阻R₁₂、R₁₃连接，电阻R₁₂、R₁₃的分压点与单片机口线P₃₃连接，当蓄电池B过充或开路及接触不良时，其信号经电阻R₁₂、R₁₃分压点输出触发P₃₃口线，用软件启动报警，用口线P₃₀关断所述可控跟随限流充电电路。

在上述单片机中口线P₃₄与增设的三极管T₉的基极相接，其基准电压和蓄电池B分压经单片机口线P₁₁、P₁₀送内部比较器，通过内部比较器的P₃₆位判别欠压或过充，由三极管T₉的截止、导通切换口线P₁₁的欠压、过充基准。

本实用新型与现有技术相比，增加了主要由微机组成的控制电路、全关机保护电路、照明控制电路的短路保护以及使限流充电电路变为可跟随蓄电池电压浮动，限制最高电压和充电电流的可控跟随限流充电电路，使得本实用新型具有以下特点：①可对负载进行开路、短路检测，对蓄电池开路、过充、欠压自动检测；②可对各种故障及自动检测结果报警并由三色指示灯显示；③可对负载电路进行短路自动保护并对应急放电情况及时进行全关机保护；④可对本照明灯进行多方位智能化管理；⑤由电阻R₄、R₅提供灯丝偏流及三极管T₁～T₆组成的电子开关的大电流抑制作用，可减少对灯丝的冲击，保证低温环境下，正常应急照明；⑥在可控跟随限流充电电路中，将充电电流限制在额定范围内，确保蓄电池的正常使用，稳压管ZD₁限制充电输出电压，保证了蓄电池端电压不超出其最大限定值。

由于以上特点，本装置延长了蓄电池以及其它部件的使用寿命，增加了自动化工作性能，使本实用新型具有运行可靠，性能稳定，使用方便的特点。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是现有技术电路工作原理框图；

图2是本实用新型电路工作原理框图；

图3是本实用新型电路接线图；

图4是本实用新型软件工作流程图。

参看图1：现有普通应急灯是由电源电路1、交流断电检测电路3、限流充电电路2和照明控制电路4联接组成，照明控制电路4与照明灯泡L₁、L₂连接，限流充电电路2与照明控制电路4之间与蓄电池B正极相连。该应急照明灯只能进行一般的充电和应急照明。

参看图2：本实用新型在原有普通应急灯的基础上增设了控制电路7、全关机保护电路8，对照明控制电路4增设了短路自动保护功能使其成为照明控制及其保护电路6，在限流充电电路2中增设了限压稳压管ZD₁、跟随二极管D₂以及二极管D₆联接组成可控跟随限流充电电路5。增设的控制电路7主要由单片机89C2051组成，分别与交流断电检测电路3、可控跟随限流充电电路5、全关机保护电路8以及照明控制及其保护电路6相接，全关机保护电路8还与蓄电池B正极相连。

参看图3：控制电路7主要由单片机89C2051、石英晶体XT、电容C₅、C₆、C₇，电阻R₁₁、R₂₅联接组成。单片机89C2051的口线P₁₀、P₁₁作为比较输入端分别与基准电压和蓄电池B端电压的分压连接，P₁₂、P₁₃经二极管D₅、D₄与照明灯泡L₁、L₂连接。P₁₄与照明控制及其保护电路6连接。P₁₅、P₁₆、P₁₇分别经电阻R₁₆、R₁₇、R₁₉与电路中增设的黄、红、绿三色指示灯LED₃、LED₂、LED₁的负极连接，其正极接电源V_cc，三色灯相应输出故障、等待、充电三种状态信号。口线P₃₀与可控跟随限流充电电路5连接。P₃₁口线保留，用于组网时与上位控制设备通讯。P₃₂与交流断电检测电路3连接。P₃₃经过电阻R₁₂、R₁₃分压点与蓄电池B的正极相连。P₃₄与设置的三极管T₉的基极连接。P₃₅经电阻R₂₁与增设的蜂鸣器BZ连接，BZ别一端接电源V_cc。P₃₇与全关机保护电路8连接。

在电源电路1中主要由降压变压器TR₁、全波整流桥BZ₁组成，变压器TR₁次级设有交流断电模拟键K₁，用于交流断电模拟。

交流断电检测电路3主要由二极管D₃、稳压管ZD₂、电阻R₂₂、R₂₃联接组成，电阻R₂₂、R₂₃分压点和稳压管ZD₂的正极与单片机89C2051口线P₃₂连接后用于提供交流断电信号，当电阻R₂₂、R₂₃分压点在交流断电时输出低电位、拉低P₃₂引脚电平，进入中断应急处理程序，用软件完成断电响应。

照明控制及其保护电路6主要由三极管T₁～T₆，二极管D₄、D₅，稳压管ZD₄，电阻R₄～R₉联接组成，照明灯泡L₁、L₂串接于电路中。灯炮L₁、L₂的灯丝偏流电阻R₄、R₅并接于照明控制开关三极管T₂、T₄的集电极和发射极之间并串接于灯丝回路中，过流检测电阻R₆、R₇并接于过流保护三极管T₃、T₆的基极、发射极间并串接于灯丝回路，灯丝及引线的开路、短路信号经二极管D₄、D₅与单片机89C2051口线P₁₃、P₁₂连接，稳压管ZD₄经电阻R₁₄与单片机口线P₁₄连接，电阻R₄、R₅限流通过低阻值的电阻R₆、R₇，由口线P₁₃、P₁₂查询，以高电平判定灯丝或引线开路，单片机89C2051口线P₁₄经电阻R₁₄和稳压管ZD₄与照明控制及其保护电路6连接，由口线P₁₄短时开通三极管T₁、T₂、T₄、T₅组成的照明开关，查询P₁₃、P₁₂口线，以低电平判定灯丝或引线短路，灯丝或引线的开路、短路信号经单片机89C2051内部程序，由口线P₁₇触发黄色指示灯LED₁亮。利用灯丝回路中电阻R₆、R₇上的压降控制三极管T₃、T₆的导通，当超过灯丝额定电流时关断照明开关，实施短路自动保护。

可控跟随限流充电电路5，主要由三端可调稳压器LM317、限压稳压管ZD₁、跟随二极管D₂、二极管D₁、D₆、电阻R₁、R₂、R₃联接组成，稳压器LM317输出充电电压，其电压调节端经跟随二极管D₂接蓄电池B正极，限压稳压管ZD₁正极接地，负极经电阻R₁接稳压器LM317调节端，二极管D₆负极接单片机89C2051口线P₃₀；蓄电池B的正极与增设的电阻R₁₂、R₁₃连接，电阻R₁₂、R₁₃的分压点与口线P₃₃，连接稳压器LM317调压端跟随蓄电池B端电压浮动调节充电电压，限制充电电流及最高充电电压，当蓄电池B过充或开路，接触不良时，其信号经电阻R₁₂、R₁₃分压点为低电位，拉低引脚P₃₃电平进入蓄电池中断处理程序，用软件启动报警，黄色指示灯LED₁亮，同时蜂鸣器BZ蜂鸣，用口线P₃₀关断可控跟随限流充电电路5。

全关机保护电路8主要由三极管T₇、继电管J₁联接组成，三极管T₇的集电极与电源V_cc之间串接继电器J₁，继电器J₁的常开触点连接于蓄电池B的正极，三极管T₇的基极与单片机89C2051口线P₃₇连接，当应急时间大于规定时，单片机89C2051内部程序控制口线P₃₇为低电平，截止三极管T₇，断开继电器J₁的常开触点，蜂鸣器BZ报警，实施全关机。

如图3所示，单片机89C2051口线P₃₄与增设的三极管T₉的基极相接，其基准电压和蓄电池B分压经口线P₁₁、P₁₀送单片机89C2051内部比较器，通过内部比较器P₃₆位判别欠压或过充，由三极管T₉的截止、导通切换口线P₁₁的欠压、过充基准。

由于本实用新型采用单片微机控制，进行智能化自动管理，其相对应的软件工作流程如图4所示：运行程序由初始化自检、充电、等待、应急4个主要程序模块组成。

初始化自检程序检测负载开路、短路，蓄电池B开路，并通过对蓄电池B的欠压检测判断进入充电程序或等待程序，初始化自检合格蜂鸣器BZ蜂鸣三次发出装置运行正常指示。

充电程序，进入充电程序后的1小时内，检查蓄电池B是否欠压，初步判定蓄电池B是否故障。通过欠压检查后，又在23小时内检查蓄电池B是否过充，过充进入等待状态，无过充则判定为蓄电池B故障。进入等待状态，红色指示灯LED₂亮，绿色指示灯LED₃亮表示充电状态。

等待程序，进入等待后允许交流断电应急，并进行负载开路、短路、电池开路等项检测，每隔4小时后转回初始化自检，以蜂鸣三次确认运行正常。

应急程序，进入应急后接通照明灯L₁、L₂，并在规定应急照明时间内检测负载开路、短路。如应急照明小于规定时间，则确定是否电池B虚电位，当蓄电池B欠压即低于额定值85％，则判定为寿命到期，声光报警100次后全关机，否则，转入充电状态。当应急时间大于规定时间，蜂鸣报警并进入全关机。

上述蓄电池B过充、欠压检测包括：判断蓄电池B电压是否高于额定值的107％，是否低于额定值的85％。

蓄电池B故障险测内容包括：①充电1小时后蓄电池B电压是否大于额定值的85％；②充电24小时后蓄电池B电压是否大于额定值的107％；③由额定电压值100％放电至额定电压值85％的持续时间是否大于30分钟。

自动报警内容包括：①负载开路、短路，黄色指示灯LED₁亮；②蓄电池B开路或接触不良，黄色指示灯LED₁亮，蜂鸣器BZ蜂鸣；③充电1小时蓄电池B电压低于额定值85％，充电24小时蓄电池B电压低于额定值107％，黄灯LED₁亮，蜂鸣；④额定电压100％放电至额定电压85％持续时间小于30分钟，黄灯LED₁亮，蜂鸣100次。

Claims

1．一种智能型应急照明灯，是由电源电路(1)、限流充电电路(2)、交流断电检测电路(3)、照明控制电路(4)联接组成，照明控制电路(4)联接有照明灯泡L₁、L₂，限流充电电路(2)和照明控制电路(4)之间与蓄电池B正极相连，其特征在于所述联接电路中又增设有主要由单片机组成的控制电路(7)以及防止蓄电池B过放电的全关机保护电路(8)和使照明控制电路(4)同时具有短路自动保护功能的照明控制及其保护电路(6)，所述限流充电电路(2)中增设限压稳压管ZD₁、跟随二极管D₂、以及二极管D₆联接组成可控跟随限流充电电路(5)，所述控制电路(7)分别与所述交流断电检测电路(3)、可控跟随限流充电电路(5)、照明控制及其保护电路(6)、全关机保护电路(8)以及照明灯泡L₁、L₂连接，所述全关机保护电路(8)还与所述蓄电池B的正极连接。

2．根据权利要求1所述的一种智能型应急照明灯，其特征在于所述控制电路(7)主要由单片机(89C2051)，石英晶体XT，电容C₅、C₆、C₇，电阻R₁₁、R₂₅联接组成。

3．根据权利要求1或2所述的一种智能型应急照明灯，其特征在于所述单片机(89C2051)的口线P₁₅、P₁₅、P₁₇分别经电阻R₁₆、R₁₇、R₁₉与电路中增设的三色指示灯LED₁、LED₂、LED₃负极连接，其正极接电源V_cc；所述单片机(89C2051)的口线P₃₅经电阻R₂₁与增设的蜂鸣器BZ连接，BZ别一端接电源V_cc，口线P₃₅输出信号驱动蜂鸣器BZ报警。

4．根据权利要求1所述的一种智能型应急照明灯，其特征在于所述照明控制及其保护电路(6)主要由三极管T₁～T₆，二极管D₄、D₅，稳压管ZD₄，电阻R₄～R₉联接组成，所述照明灯泡L₁、L₂的灯丝偏流电阻R₄、R₅并接于照明控制开关的三极管T₂、T₄的集电极、发射极之间并串接于灯丝回路中，过流检测电阻R₆、R₇并接于过渡保护三极管T₃、T₆的基极、发射极并串接于灯丝回路中，灯丝及引线的开路、短路信号经工极管D₄、D₅与单片机(89C2051)口线P₁₃、P₁₂连接，稳压管ZD₄经电阻R₁₄与单片机(89C2051)口线P₁₄连接，当超过灯丝额定电流时关断照明开关，实施短路自动保护。

5．根据权利要求1所述的一种智能型应急照明灯，其特征在于所述全关机保护电路(8)主要由三极管T₇、继电器J₁联接组成，三极管T₇的集电极与电源V_cc之间串接继电器J₁，继电器J₁的常开触点连接于蓄电池B的正极，三极管T₇的基极与单片机(89C2051)口线P₃₇连接，当应急照明时间大于规定时，单片机(89C2051)内部程序控制口线P₃₇为低电平，截止三极管T₇，断开继电器J₁的常开触点，实施全关机。

6．根据权利要求1所述的一种智能型应急照明灯，其特征在于所述可控跟随限流充电电路(5)主要由三端可调稳压器(LM317)，限压稳压管ZD₁，跟随二极管D₂，二极管D₁、D₆，电阻R₁、R₂、R₃联接组成，三端可调稳压器(LM317)输出充电电压，其电压调节端经跟随二极管D₂接蓄电池B正极，限压稳压管ZD₁正极接地，负极经电阻R₁接稳压器(LM317)调节端，二极管D₆负极接单片机(89C2051)的口线P₃₀；所述蓄电池B的正极与增设的电阻R₁₂、R₁₃连接，电阻R₁₂、R₁₃的分压点与单片机(89C2051)口线P₃₃连接，当蓄电池B过充或开路、接触不良时，其信号经电阻R₁₂、R₁₃分压点输出触发P₃₃口线，用软件启动报警，用口线P₃₀关断所述可控跟随限流充电电路(5)。

7．根据权利要求1所述的一种智能型应急照明灯，其特征在于所述电源电路(1)主要由降压变压器TR₁，全波整流桥BR₁联接组成，变压器TR₁次级设有交流断电模拟键K₁，用于交流断电模拟。

8．根据权利要求1所述的一种智能型应照明灯，其特征在于所述交流断电检测电路(3)主要由二极管D₃、稳压管ZD₂、电阻R₂₂、R₂₃联接组成，所述电阻R₂₂、R₂₃分压点和稳压器ZD₂的正极与单片机(89C2051)口线P₃₂连接，用于提供交流断电信号，结合内部程序，用软件完成断电响应。

9．根据权利要求1或2所述的一种智能型应急照明灯，其特征在于所述单片机(89C2051)的口线P₃₄与增设的三极管T₉的基极相接，其基准电压和蓄电池B分压经所述单片机(89C2051)口线P₁₁、P₁₀送内部比较器，通过内部比较器的P₃₆位判别欠压或过充，由三极管T₉的截止、导通切换口线P₁₁的欠压、过充基准。

10．根据权利要求1或2所述的一种智能型应急照明灯，其特征在于所述单片机(89C2051)的口线P₃₁保留，用于组网时与上位控制设备通讯。