新型智能疏散指示牌的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型智能疏散指示牌，其解决了现有疏散指示牌指示字体、形状单一，不能变换，不够智能化，备用电源充电次数有限，寿命短的技术问题，其包括电源模块、控制模块和显示模块，电源模块与控制模块、显示模块连接，显示模块与控制模块连接，电源模块用于提供电源给控制模块和显示模块，控制模块用于控制显示模块工作，显示模块包括LED点阵驱动电路和LED点阵屏，LED点阵驱动电路与控制模块连接，LED点阵屏与LED点阵驱动电路连接。本发明广泛用于疏散指示牌。
【专利说明】新型智能疏散指示牌
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种指示装置，尤其是涉及一种新型智能疏散指示牌。
【背景技术】
[0002]在楼宇消防安全领域，疏散指示牌是必不可少的，它的作用是在发生火灾或者其他危险的情况下为人提供逃生指示，指引疏散方向，现有的疏散指示牌采用EL(electroluminescence)元件作为光源与固定模板制作好的箭头等形状、安全出口等字样相结合使用。备用电源采用传统的镍铬电池。其电源部分需要区分电源极性，当电源极性接反的时候就会发生损坏故障。
[0003]然而，这种指示牌主要存在以下缺陷:第一，指示字体、形状单一，不能变换，不够智能化;第二，备用电源采用镍铬电池充电次数有限，寿命短，而且存在镍铬电池报废影响环保的问题；第三，电源接入需要区分极性，当电源极性接反时会导致损坏。
【发明内容】
[0004]本发明就是为了解决上述技术问题，提供了一种显示内容丰富多样且可变换，备用电源采用充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保的超级电容器，新型智能疏散指示牌。
[0005]本发明提供的新型智能疏散指示牌，其包括电源模块、控制模块和显示模块，电源模块与控制模块、显示模块连接，显示模块与控制模块连接，电源模块用于提供电源给控制模块和显示模块，控制模块用于控制显示模块工作，显示模块包括LED点阵驱动电路和LED点阵屏，LED点阵驱动电路与控制模块连接，LED点阵屏与LED点阵驱动电路连接。
[0006]优选地，电源模块包括超级电容器充放电电路，超级电容器充放电电路包括依次顺序连接的DC/DC电路、滤波电路、超级电容器和放电电路；DC/DC电路被配置为将直流电压进行降压变换，滤波电路被配置为将DC/DC电路输出的电压进行滤波，超级电容器被配置为充放电储能元件，放电电路被配置为释放超级电容器中的电能。
[0007]优选地，DC/DC电路包括LM2576芯片、第一电容、第一电感、第二电容和肖特基二极管；LM2576芯片设有+VIN端口、OF端口、G端口、O端口、FB端口，LM2576芯片的+VIN端口作为LM2576芯片的输入，通过第一电容接地，OF端口和G端口接地；LM2576芯片的O端口与第一电感的一端连接，第一电感的另一端与第二电容的一端连接，第二电容的另一端接地；肖特基二极管的阳极接地，其阴极与LM2576芯片的O端口连接；LM2576芯片的FB端口作为LM2576芯片的输出，与第一电感和第二电容之间的节点连接。
[0008]优选地，滤波电路包括EMI16V223芯片、第三电容、第四电容和第一二极管；EMI16V223芯片设有输入端口 I和输出端口 0，EMI16V223芯片的输入端口 I通过第三电容接地，输出端口 O通过第四电容接地，第一二极管的阳极与EMI16V223芯片的输出端口 O连接。第一二极管的阴极和超级电容器的正极连接，超级电容器的负极接地。
[0009]优选地，放电电路包括TPS63011芯片、第二电感、第六电容和第七电容，TPS63011芯片设有端口 VIN, VOUT、FB、SYNC、GND, PGND, VINA、ΕΝ、PS、VSEL、L1、L2, TPS63011 芯片的输出端口 VOUT与第七电容的一端连接，第七电容的另一端接地，第六电容与第七电容并联；TPS63011芯片的端口 FB与端口 VOUT连接，端口 SYNC、GND和PGND相连接后接地，端口VINA、EN、PS和VSEL与端口 VIN连接，端口 LI通过第二电感与端口 L2连接；第一二极管的阴极和超级电容器的正极的连接节点与TPS63011芯片的输入端口 VIN连接。
[0010]优选地，电源模块还包括整流电路，整流电路包括互相接成桥式结构的第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管，还包括第八电容，第八电容的一端与第四二极管的阴极连接，另一端与第三二极管的阳极连接。第八电容与第一电容并联。
[0011]本发明的有益效果是，本发明采用LED点阵屏可以显示左转箭头、右转箭头等形状，还可以显示安全出口、紧急通道等字样，显示内容丰富、多样，且根据外界环境不同，显示内容可变换，在不需要提供指示功能时可以显示天气、温度、湿度等信息，将LED点阵屏的所有LED都点亮作为消防应急照明灯使用。本发明还采用超级电容器作为备用电源，电源模块设有超级电容器充放电电路，具有充电时间短、使用寿命长、超级电容器电容储能利用率高、温度特性好、供电稳定可靠节约能源和绿色环保的优点。此外，电源模块还包括整流电路，避免外部电源极性接反时造成损坏。
[0012]本发明进一步的特征，将在以下【具体实施方式】的描述中，得以清楚地记载。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构示意图；
[0014]图2是本发明的外形示意图；
[0015]图3是本发明的分解图；
[0016]图4是本发明的原理框图；
[0017]图5是显示模块的原理框图；
[0018]图6是电源模块的超级电容器充放电电路原理框图；
[0019]图7是电源模块的超级电容器充放电电路的电路原理图；
[0020]图8是整流电路的原理框图；
[0021]图9是整流电路的电路原理图；
[0022]图10是本发明工作时的一种显示状态图。
[0023]附图符号说明:
[0024]1.电源模块；2.控制模块；3.显示模块；4.超级电容器充放电电路；5.DC/DC电路；6.滤波电路；7.放电电路；C1、C2、C3、C4、C6、C7、C8分别为第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第六电容、第七电容、第八电容；C5为超级电容器；D1、D2、D3、D4、D5分别为第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管；ZD1为肖特基二极管；L1、L2分别为第一电感、第二电感；8.LM2576芯片；9.TPS63011芯片；10.EMI16V223芯片；11.整流电路；12.交流电；13.LED点阵驱动电路；14.LED点阵屏；15.通信模块；Vin为直流电压输入12?40V ；Vout为直流电压输出3v。
【具体实施方式】
[0025]以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。[0026]如图1、2、3、4和5所示，本发明包括电源模块1、控制模块2和显示模块3。电源模块I与控制模块2、显示模块3连接并提供电源，显示模块3与控制模块2连接。控制模块2为中央数据计算处理部分，用于控制显示模块3工作，显示模块3用于显示图形、符号等指示性内容。还设有与控制模块2连接通信模块15，电源模块I与通信模块15连接向通信模块15提供电源，通讯模块15将表示显示内容的信号发送到控制模块2。
[0027]显示模块3包括LED点阵驱动电路13和LED点阵屏14，LED点阵驱动电路13与控制模块2连接，LED点阵屏与LED点阵驱动电路连接。LED点阵屏14采用现在市场上可以买到的点阵屏，颜色优先选用双原色，可显示绿色等单色。当然也可以选用其他色彩的点阵屏。
[0028]控制模块2发送控制信号给LED点阵驱动电路13，LED点阵屏14在LED点阵驱动电路13的驱动下可以显示左转箭头、右转箭头等形状，还可以显示安全出口、紧急通道等字样，显示的内容都是国家标准规定的消防图形、文字。显示的颜色为绿色或红色等，显示内容丰富、多样，且根据外界环境不同，显示内容可在控制模块2和LED点阵驱动电路13的作用下变换。LED点阵屏14在不需要提供指示功能时可以显示天气、温度、湿度等信息。在条件允许的情况下可将LED点阵屏14的所有LED都点亮，可以满足消防应急照明灯的要求，还可以当作照明灯来使用。如图10所示，是本发明工作时的一种显示状态，显示的左转箭头、右转箭头和人形。
[0029]如图6所示，电源模块I的部分电路，包括超级电容器充放电电路4，超级电容器充放电电路4包括DC/DC电路5、滤波电路6、超级电容器C5和放电电路7。DC/DC电路5将直流电压输入(12?40V)Vin转换成直流电压5v，随后经过滤波电路6的滤波作用后给超级电容器C5充电，超级电容器C5充满电后可经过放电电路7放电输出3.3V电压Vout。3.3v电压Vout提供给LED使其发光工作。
[0030]超级电容器C5后端的电路可以实现电压输入范围在0.8-5.5V，输出电压稳定在
3.3V，优点是解决超级电容器C5在放电时电压降低的问题，提高超级电容器C5储能的利用率。
[0031]如图7所示的超级电容器充放电电路4，超级电容器C5作为备用电源，在疏散指示牌的外部供电断电时，超级电容器进行放电来向指示牌提供电源。DC/DC电路5包括LM2576芯片8，LM2576芯片8设有+VIN端口、OF端口、G端口、O端口、FB端口。LM2576芯片8的+VIN端口作为LM2576芯片8的输入，通过第一电容Cl接地，OF端口和G端口接地，O端口与第一电感LI的一端连接，第一电感LI的另一端与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端接地，肖特基二极管ZDl的阳极接地，阴极与LM2576芯片的O端口连接。FB端口作为LM2576芯片8的输出，与第一电感LI和第二电容C2的之间的节点连接。
[0032]LM2576芯片8的FB端口与EMI16V223芯片10的输入端口 I连接，滤波电路6包括EMI16V223芯片10、第三电容C3、第四电容C4和第一二极管Dl。EMI16V223芯片10设有输入端口 1、输出端口 0，EMI16V223芯片10的输入端口 I通过第三电容C3接地，输出端口 O通过第四电容C4接地，第一二极管Dl阳极与EMI16V223芯片10的输出端口 O连接，第一二极管的阴极和超级电容器C5的正极连接，超级电容器C5的负极接地。
[0033]放电电路7包括TPS63011芯片9、第二电感L2、第六电容C6和第七电容C7，TPS63011 芯片 9 设有端口 VIN, VOUT、FB、SYNC、GND、PGND, VINA、ΕΝ、PS、VSEL、L1、L2。第一二极管Dl的阴极和超级电容器C5的正极作为结合点，连接节点与TPS63011芯片9的输入端口 VIN连接。TPS63011芯片9的输出端口 VOUT与第七电容C7的一端连接，第七电容C7的另一端接地，第六电容C6与第七电容C7并联；TPS63011芯片9的端口 FB与端口 VOUT连接。TPS63011芯片9的端口 SYNC、GND和PGND连接后接地，端口 VINA、EN、PS和VSEL与端口 VIN连接，端口 LI通过第二电感L2与端口 L2连接。
[0034]如图8所示，电源模块I还包括整流电路11，整流电路11与直流电压输入(12?40V) Vin连接，即整流电路11的输入为交流电12，整流电路11的输出为12?40V。整流电路11用于将交流电变换成直流电，其使用现有技术的整流电路结构。需要说明的是整流电路11的输入也可以是直流电24V或36V。
[0035]如图9所示，整流电路11包括互相接成桥式结构的第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第五二极管D5，第八电容CS —端与第四二极管D4的阴极连接，另一端与第三二极管D3的阳极连接。整流电路11的输出与LM2576芯片8的+VIN端口连接。第八电容C8与第一电容Cl并联。
[0036]以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种新型智能疏散指示牌，包括电源模块、控制模块和显示模块，所述电源模块与所述控制模块、所述显示模块连接，所述显示模块与所述控制模块连接，所述电源模块用于提供电源给所述控制模块和所述显示模块，所述控制模块用于控制所述显示模块工作，其特征在于，所述显示模块包括LED点阵驱动电路和LED点阵屏，所述LED点阵驱动电路与所述控制模块连接，所述LED点阵屏与所述LED点阵驱动电路连接。
2.根据权利要求1所述的新型智能疏散指示牌，其特征在于，所述电源模块包括超级电容器充放电电路，所述超级电容器充放电电路包括依次顺序连接的DC/DC电路、滤波电路、超级电容器和放电电路；所述DC/DC电路被配置为将直流电压进行降压变换，所述滤波电路被配置为将所述DC/DC电路输出的电压进行滤波，所述超级电容器被配置为充放电储能元件，所述放电电路被配置为释放所述超级电容器中的电能。
3.根据权利要求2所述的新型智能疏散指示牌，其特征在于，所述DC/DC电路包括LM2576芯片、第一电容、第一电感、第二电容和肖特基二极管；所述LM2576芯片设有+VIN端口、OF端口、G端口、O端口、FB端口，所述LM2576芯片的+VIN端口作为所述LM2576芯片的输入，通过所述第一电容接地，OF端口和G端口接地；所述LM2576芯片的O端口与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地；所述肖特基二极管的阳极接地，其阴极与所述LM2576芯片的O端口连接；所述LM2576芯片的FB端口作为所述LM2576芯片的输出，与所述第一电感和所述第二电容之间的节点连接。
4.根据权利要求3所述的新型智能疏散指示牌，其特征在于: 所述滤波电路包括EMI16V223芯片、第三电容、第四电容和第一二极管；所述EMI16V223芯片设有输入端口 I和输出端口 0，所述EMI16V223芯片的输入端口 I通过所述第三电容接地，输出端口 O通过所述第四电容接地，所述第一二极管的阳极与所述EMI16V223芯片的输出端口 O连接； 所述第一二极管的阴极和所述超级电容器的正极连接，所述超级电容器的负极接地。
5.根据权利要求4所述的新型智能疏散指示牌，其特征在于: 所述放电电路包括TPS63011芯片、第二电感、第六电容和第七电容，所述TPS63011芯片设有端口 VIN、V0UT、FB、SYNC、GND、PGND、VINA、EN、PS、VSEL、L1、L2 ;所述 TPS63011 芯片的输出端口 VOUT与所述第七电容的一端连接，所述第七电容的另一端接地，所述第六电容与所述第七电容并联；所述TPS63011芯片的端口 FB与端口 VOUT连接，端口 SYNC、GND和PGND相连接后接地，端口 VINA、EN、PS和VSEL与端口 VIN连接，端口 LI通过所述第二电感与端口 L2连接； 所述第一二极管的阴极和所述超级电容器的正极的连接节点与所述TPS63011芯片的输入端口 VIN连接。
6.根据权利要求5所述的新型智能疏散指示牌，其特征在于，所述电源模块还包括整流电路，所述整流电路包括互相接成桥式结构的第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管，还包括第八电容，所述第八电容的一端与所述第四二极管的阴极连接，另一端与所述第三二极管的阳极连接；所述第八电容与所述第一电容并联。
【文档编号】G09F9/33GK104036699SQ201310125430
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年4月11日 优先权日:2013年4月11日
【发明者】张 杰, 孔向上 申请人:威海凯瑞电气技术有限公司