專利名稱：不間斷l(xiāng)ed應(yīng)急照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高亮度、長壽命、低成 本LED應(yīng)急照明燈。
背景技術(shù)：
許多重要場合(比如地下商場、高層建筑的樓道、地鐵等)都要求不間 斷照明。這些場合的照明燈具一般都由交流電網(wǎng)供電。眾所周知，即使供電 質(zhì)量最高的電力網(wǎng)，也不可能在任何情況下都保證不間斷供電。為了確保重 要場合不間斷照明，通常都采用由充電器、蓄電池、逆變器和轉(zhuǎn)換開關(guān)等組 成的應(yīng)急照明系統(tǒng)，正常供電時，電網(wǎng)除了給照明燈具供電外，還通過充電 器給蓄電池充電，供電中斷時，蓄電池通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電， 再經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)給照明燈具供電。由于變換過程需要一定時間，所以最新歐 洲和國際應(yīng)急照明標準中規(guī)定，供電障礙時，照明燈恢復(fù)所需照度的時間不 得超過50秒，即使達到最新的國際標準，在切換期間也會出現(xiàn)瞬間中斷照 明，在這段時間內(nèi)也可能發(fā)出某些事故，甚至造成一定的經(jīng)濟損失。由于應(yīng) 急照明系統(tǒng)中，供電故障時，照明燈具由蓄電池供電，因此必須限制照明燈 具的功率和應(yīng)急照明的時間。最新歐洲和國際應(yīng)急照明標準中規(guī)定在地面 沿通道中線照明燈具的最低照度為lLx，照明均勻度即最高照度/最低照度 >40，應(yīng)急燈持續(xù)照明的時間為lh，能夠達到這個標準的普通照明燈具的功 率較小。但是人們普遍感到，應(yīng)急照明燈的照度太低，持續(xù)時間太短。最新 歐洲和國際應(yīng)急照明標準要求照明燈顯色指數(shù)大于40，在這種條件下，物體 真面目很難判斷清楚。此外，應(yīng)急照明燈都由充電器、蓄電池、逆變器和轉(zhuǎn) 換開關(guān)等多部分組成，因此成本偏高，工作可靠性也較差。目前，國內(nèi)外的應(yīng)急照明燈普遍采用白熾燈。白熾燈的優(yōu)點是價格便宜， 但是耗電量太大，因此為了達到規(guī)定的應(yīng)急照明時間，所需蓄電池的容量較 大。有些應(yīng)急照明燈也采用節(jié)能燈，這種燈具雖能節(jié)省部分能量，但是效果 不明顯，同時這種燈具的顯色指數(shù)較低，壽命也有限。
目前國內(nèi)外應(yīng)急照明燈普遍采用鉛酸蓄電池。這種蓄電池雖然價格較 低，但是體積和重量都很大，而且壽命也很短。為了減輕重量縮小體積，有 些應(yīng)急照明燈采用了鎳鎘電池。這種電池可造成嚴重的環(huán)境污染，目前絕大 部分國家已嚴格禁止生產(chǎn)和使用這種電池。近年來，新型照明光源(LED)取得重大突破，光通量可達每瓦100流 明，與同亮度白熾燈相比，可節(jié)約80%的電能，達到同樣應(yīng)急照明時間所需 蓄電池的容量也可減少80%。此外，LED的理論壽命可達10萬小時，為白 熾燈的幾十倍。LED燈由直流電源供電，可省去目前應(yīng)急燈的逆變器，采用 LED是應(yīng)急照明燈的發(fā)展方向。近年來， 一種安全性特別好的磷酸鐵鋰電池 已開始推廣應(yīng)用。這種電池用于應(yīng)急照明燈，不僅可大幅度降低應(yīng)急照明燈 的體積和重量，還能確保應(yīng)急燈安全照明。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積小，成本低廉 的不間斷LED應(yīng)急照明燈。為此，本實用新型釆用如下的技術(shù)方案—種不間斷LED應(yīng)急照明燈，包括充電器、鋰離子蓄電池、LED及其 驅(qū)動電路，充電器包括市電轉(zhuǎn)換電路、高頻隔離變換電路、功率開關(guān)電路、 充電電壓輸出電路、穩(wěn)壓采樣反饋電路、光電隔離器；市電轉(zhuǎn)換電路對交流 市電整流^m后，輸給高頻隔離變換電路進行電壓轉(zhuǎn)換；高頻隔離變換電路 包括一至少有三個繞組的高頻變壓器及其輔助電路，高頻變壓器的初級輸入 端連接所述的功率開關(guān)電路的電流輸入端，高頻隔離變換電路的輔助電源通 過光電隔離器的輸出端與功率開關(guān)電路的控制端相連，充電電壓輸出電路將 高頻變壓器輸出的次級電壓整流濾波后輸出，穩(wěn)壓反饋電路的輸出與光電隔 離器的輸入端相接。本實用性的不間斷LED應(yīng)急照明燈，所采用的鋰離子蓄電池為磷酸鐵 鋰電池。在充電器電路里，高頻變壓器的輔助電源的輸出端與整流二極管的 正極相接，負極與接地端子之間接有電容，光電耦合器的兩個輸出端分別與 整流二極管的負極和功率開關(guān)電路的控制端相接。本實用新型提供的應(yīng)急照明燈，采用LED作光源，鋰電池作貯能元件， 利于高頻變壓器開關(guān)電壓作為充電電源，可以實現(xiàn)高亮度、長壽命、低成本、
不間斷應(yīng)急照明。本實用新型將安全性特別好的磷酸鐵鋰電池用于應(yīng)急照明 燈，不僅大幅度降低應(yīng)急照明燈的體積和重量，還確保了應(yīng)急燈安全照明。


圖l本實用新型的不間斷LED應(yīng)急照明燈的結(jié)構(gòu)框圖；圖2本實用新型的應(yīng)急照明燈所采用的充電器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3本實用新型的應(yīng)急照明燈所采用的第一種充電器的實施例的電路原理圖；圖4本實用新型的應(yīng)急照明燈所采用的第二種充電器的實施例的電路原理圖。 具體實簾方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的詳述，本實用新型的應(yīng)急照明燈由鋰電池充電器、磷酸鐵鋰電池、LED及其驅(qū)動電路等部分組成， 如圖1所示》交流電網(wǎng)供電正常時，交流電源一方面經(jīng)充電器對鋰離子蓄電 池充電，保證蓄電池處于充足電狀態(tài)，另一方面通過驅(qū)動電路給LED供給 恒定電流，保證LED亮度恒定不變，交流供電中斷后，蓄電池由浮充電狀 態(tài)轉(zhuǎn)換為供電狀態(tài)，通過驅(qū)動電路可保證不間斷照明，不會出現(xiàn)瞬間照明中 斷。圖2為本實用新型的應(yīng)急照明燈所采用的充電器的結(jié)構(gòu)框圖。本實用新 型的充電器包括市電轉(zhuǎn)換電路、高頻隔離變換電路、功率開關(guān)電路、充電電 壓輸出電路、穩(wěn)壓采樣反饋電路、光電隔離器；市電轉(zhuǎn)換電路對交流市電整 流濾波后，輸入給高頻隔離變換電路進行電壓轉(zhuǎn)換；高頻隔離變換電路由高 頻變壓器及其輔助電路構(gòu)成，高頻變壓器的初級輸入端連接功率開關(guān)電路的 電流輸入端，高頻隔離變換電路的輔助電源通過光電隔離器的輸出端與功率 開關(guān)電路的控制端相連，充電電壓輸出電路將高頻變壓器輸出的次級電壓整 流濾波后輸出，穩(wěn)壓反饋電路對充電電壓輸出電路起穩(wěn)壓作用，并用于檢測 輸出電壓的變化，其輸出與光電隔離器的輸入端相接。本實用新型的所采用的充電器的電路原理圖如圖3，充電器采用開關(guān)型 AC-DC變換器。AC220V交流電壓經(jīng)Dl和Cl'整流濾波后加到Tl高頻變
壓器。m是功率開關(guān)管，D2、 C2和R01組成放電電路，起保護功率開關(guān)管 的作用。Tl的初級輸入端與功率開關(guān)管的漏極相連。Tl次級電壓經(jīng)D3和C4整流濾波后輸出。R03、 R04、 R05、 Rl、 Z01 和Q1組成穩(wěn)壓反饋電路，當輸出電壓變動時，控制光電耦合器IC1的通斷， 再控制功率開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷。Tl的輔助電源通過整流二極管DOl、電容C01接地，兩者之間的引出 線通過光電耦合器的輸出端接到功率開關(guān)管的柵極。本實用新型的另一個實施例如圖4所示，兩個實施例電路原理基本相同， 主要區(qū)別點在于，圖3采用的是開關(guān)功率管，圖4采用的是一種功率開關(guān)電 路控制芯片，型號為kx4002。本發(fā)明的兩個實施例中，均采用磷酸鐵鋰電池，此種電池是一種新型鋰 離子電池，它具有體積小、重量輕、壽命長、安全性好等優(yōu)點。在實際應(yīng)用 中，要求采用恒流轉(zhuǎn)恒壓充電模式，充足電后，充電電流自動降到零。LED的正向電壓有一定的分散性，而且隨著環(huán)境溫度改變而改變，為了 實現(xiàn)恒亮度照明，都要求恒定電流驅(qū)動。LED的顯色指數(shù)大于80，遠遠高 于最新國際標準規(guī)定的數(shù)值(40)，在LED應(yīng)急照明燈下，可以很準確的 分辨出各種物體的顏色。LED燈工作電壓較低，耗電量特別小，應(yīng)急照明燈采用光通量高達180 流明的3W LED可達到30W白熾燈的照明效果，此外LED的發(fā)光角度可根 據(jù)要求設(shè)計，而且可通過加裝透鏡的方法，增加光線照射強度，因此，在要 求的照明范圍內(nèi)，燈光照度遠遠高于最新國際標準的要求。由于LED的實 際壽命通?？蛇_5萬小時，因此不需要采用雙燈泡，由于所需電量很小，因 此選用一只容量為4Ah的磷酸鐵鋰電池，應(yīng)急照明時間可達4小時，遠遠高 于最新國際標準的要求。如果只要求達到最新國際標準要求的照明時間，只 需要采用一只lAh的磷酸鐵鋰電池，這樣應(yīng)急照明燈的成本會大大降低。目 前雖然LED燈的成本稍高，但由于應(yīng)急照明燈的組成結(jié)構(gòu)大大簡化，因此 整體成本^低于現(xiàn)在的應(yīng)急照明燈。
權(quán)利要求1.一種不間斷LED應(yīng)急照明燈，包括充電器、鋰離子蓄電池、LED及其驅(qū)動電路，其特征在于，所述充電器包括市電轉(zhuǎn)換電路、高頻隔離變換電路、功率開關(guān)電路、充電電壓輸出電路、穩(wěn)壓采樣反饋電路、光電隔離器；所述市電轉(zhuǎn)換電路對交流市電整流濾波后，輸給高頻隔離變換電路進行電壓轉(zhuǎn)換；所述高頻隔離變換電路包括一至少有三個繞組的高頻變壓器及其輔助電路，所述高頻變壓器的初級輸入端連接所述的功率開關(guān)電路的電流輸入端，所述高頻隔離變換電路的輔助電源通過光電隔離器的輸出端與功率開關(guān)電路的控制端相連，所述充電電壓輸出電路將高頻變壓器輸出的次級電壓整流濾波后輸出，所述穩(wěn)壓反饋電路的輸出與光電隔離器的輸入端相接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷LED應(yīng)急照明燈，其特征在于，所述蓄電 池為磷酸鐵鋰電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不間斷LED應(yīng)急照明燈，其特征在于，所述高頻 變壓器的輔助電源的輸出端與整流二極管的正極相接，負極與接地端子 之間接有電容，光電耦合器的兩個輸出端分別與整流二極管的負極和功 率開關(guān)電路的控制端相接。
專利摘要本實用新型屬于半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種LED應(yīng)急照明燈，包括充電器、鋰離子蓄電池、LED及其驅(qū)動電路，其中的充電器包括市電轉(zhuǎn)換電路、高頻隔離變換電路、功率開關(guān)電路、充電電壓輸出電路、穩(wěn)壓采樣反饋電路、光電隔離器；市電轉(zhuǎn)換電路對交流市電整流濾波后，加在高頻隔離變換電路；高頻變壓器的初級輸入端連接所述的功率開關(guān)電路的電流輸入端，其輔助電源通過光電隔離器的輸出端與功率開關(guān)電路的控制端相連，充電電壓輸出電路將高頻變壓器輸出的次級電壓整流濾波后輸出，穩(wěn)壓反饋電路的輸出與光電隔離器的輸入端相接。本實用新型提供的不間斷LED應(yīng)急照明燈具有體積小，價格低廉，壽命長的優(yōu)點。
文檔編號H02J9/00GK201018693SQ20072000566
公開日2008年2月6日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者柯漢周, 柯漢忠 申請人:廣東科信實業(yè)有限公司