专利名称：一种应急灯及其安装方法
技术领域：
本发明涉及的是一种应急灯，还汲及了该种应急灯的安装方法，属于应急灯的技术领域。
背景技术：
应急灯的照明是在正常照明系统因电源发生故障，不再提供正常照明的情况下， 供人员疏散、保障安全或继续工作的照明。现有市场上应急灯大部分为白炽灯光源应急灯 或者为LED发光二极管光源应急灯，而这两大类应急灯普遍存在以下问题1.体积过大，笨 重，其形状不能与其它常用的电工产品的形状配合于一起，安装时，需要单独地安装，单独 处理，安装使用不方便。而且此一类应急灯大多数安装到位后，整个外露于墙上，在火灾或 其他意外事件中会出现倒下的物品或建筑物首先把外露于墙的应急灯破坏，而应急灯在危 急情况下起不了作用的情况。2.使用寿命太短，一般从安装使用至功能失效大多只有半年 左右的时间。3.内部电路的功能不完善，缺少必要的保护措施，在有效的使用时间内故障 率高，特别是电池的损坏占很大的比例。原因有两种，一种为从众多市售的应急灯解剖得 知，其充电电路基本上采用简单的降压式充电电路，充电电流受市电的波动而变化很大，特 别是应急灯一旦投入使用，就要长期接于市电电源中，则电池便处于长期充电状态。一般来 说，电池从初始充电到满充电只需8-16小时左右，一旦达到满充电状态就要停止充电，否 则电池就会因过充电而损坏。而市场面上的应急灯充电电路并没有终止充电的功能，不管 电池是否充满，一直处于强充电状态，因此，电池因长时间过充电而很快就损坏。另一种为， 当应急灯处于应急状态时，白炽灯或LED灯会从电池吸取电流，电池处于放电状态；当电池 能量耗至下限时，必须终止电路工作，这样电池才不会因过放电而损坏。市售的应急灯由于 没有欠压保护电路，因此在应急状态下工作时，往往出现欠压运行的状态，甚至直至使电池 能量耗尽为止。这样电池亦因过放电而损坏。要使应急灯的电池达到正常的使用寿命，必 须有完善的充、放电的保护电路。也就是说，需要增加电路的成本。专业的充电器，有完善 的过充电保护电路，而且充电电流严格按照电池的盈亏状态(或曲线)来确定，不受市电的 波动影响，但电路结构复杂，成本高，如果直接移嫁到应急灯上，则产品因过高的成本造成 性价比的不合理而失去市场的竟争力。同理，设置欠压保护同样存在上述问题。4.使用场 合较窄，安装使用与环境的协调性较差。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种应急灯，该种应急灯寿命长，可以长期保 证性能，而且制造成本低。本发明还提供了一种应急灯的安装方法。本发明应急灯可以采取如下技术方案应急灯，其特征是包括壳体、控制电路、充电电池、LED灯电路。控制电路、充电电 池、LED灯电路分别位于壳体内，壳体壳具有面板；控制电路的输出端与电池的输入端电连接，LED灯电路包括应急LED灯电路，应急LED灯电路输入端与控制电路的输出端电连接。本发明解决问题还可以进一步采取以下改进措施所述控制电路包括自降压式整流及稳压电路、智能恒流与涓流充电切换电路、自动切换式充电锁定与断电应急照明电路。自降压式整流及稳压电路的输出端和智能恒流与 涓流充电切换电路的输入端电连接，智能恒流与涓流充电切换电路的输出端与充电电池的 输入端电连接，充电电池的输出端和自动切换式充电锁定与断电应急照明电路的输入端电 连接，自动切换式充电锁定与断电应急照明电路的输出端和应急LED灯电路的输入端电连 接。所述智能恒流与涓流充电切换电路由电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、 电阻R9、电阻R10、三极管Ql、三极管Q2、三极管Q3、二极管Dl、二极管D2、二极管D8、二极 管DZ3构成；二极管D8的正极通过串联于一起的电阻R1、电阻R2后与二极管Dl的负极连 接，电阻R1、电阻R2之间的串联连接点与三极管Ql的发射极电连接，电阻R1、电阻R2之间 的串联连接点通过电阻R4与三极管Ql的基极电连接；三极管Ql的集电极与二极管Dl的 负极连接，三极管Ql的基极通过电阻R6与三极管Q2的集电极电连接，三极管Q2的发射极 接地；二极管Dl的负极通过电阻R7与三极管Q2的基极电连接，三极管Q2的基极与三极管 Q3的集电极电连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻RlO后接地；三极 管Q3的基极通过电阻R9与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与二极管DZ3的负极电 连接，二极管DZ3的正极与二极管Dl的正极电连接；二极管Dl的正极与充电电池电连接。所述自动切换式充电锁定与断电应急照明电路由电阻R5、电阻R8、电阻R11、电阻 R12、电阻R13、电阻R14、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6构成。电阻Rl、电阻R2之间的串 联连接点与电阻R5 —端连接，电阻R5的另一端通过电阻R8接地，电阻R5的另一端与三极 管Q4的基极电连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R13与二极管 DZ3的负极连接，三极管Q4的集电极与三极管Q5的基极电连接，三极管Q5的基极通过电 阻Rll接地，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极通过电阻R12三极管Q6的基极 电连接；三极管Q6的基极通过电阻R14与二极管DZ3的正极电连接，三极管Q6的发射极与 二极管DZ3的正极电连接，三极管Q6的集电极与应急LED灯电路的输入端电连接。所述三极管Q6的集电极与应急LED灯电路的输入端通过连接器电连接；自降压式 整流及稳压电路的输出端和智能恒流与涓流充电切换电路的输入端通过开关Kl电连接； 还包括小夜灯电路，小夜灯电路的输入端与自降压式整流及稳压电路的输出端电连接。控制电路、充电电池、LED灯电路分别固定于面板下；壳体还具有底外壳，底外壳 和面板构成壳体，底外壳与面板可装拆连接。面板上设有连接两个安装孔；壳体还具有内壳，内壳位于面板下方，内壳与面板可 装拆连接，控制电路、充电电池、LED灯电路分别位于内壳内；壳体还具有底外壳，底外壳与 面板可装拆连接。上述技术方案具有这样的技术效果1、本发明应急灯具有智能恒流与涓流充电切换电路对充电电池进行充电，当电池 充满电进入饱和状态时，电路开始按电池的饱和特性进行涓流充电，长时间充电不会损坏 电池，有利保证电池在长期使用中性能不变，从而有利保证应急灯的寿命。2、本发明应急灯，在应急照明放电的过程中，当电池放电电压达到欠压下限范围时，电路立即进行保护，停止所有电路工作，有效保护了电池免受损坏，有利保证电池在长 期使用中性能不变，从而有利保证应急灯的寿命，还有利保证应急灯的长期性能。3、本发明应急灯，其电路结构简单，成本低，克服了现有技术中性能、寿命好一点 的应急灯价格居高不下的问题，利于应急灯的大规模应用和普及。4、本发明应急灯，其外形及安装尺寸可以设计成与现有技术的插座或开关的一 样，其外形、大小及结构与周围的电工产品一致，有利于应急灯与周围环境的协调一致，安 装后，美观大方。避免了现有技术应急灯其外形与其它电工产品不协调的问题。本发明的应急灯的安装方法可以采取以下技术方案
上述应急灯的安装方法，包括以下安装步骤，1)在墙体内通用电工开关底座，或使用原有的、嵌入于墙内的电工开关底座；2)把本应急灯嵌装入于电工开关底座，固定，嵌装后，将应急灯面板外露于墙。该种应急灯的安装方法具有这样的技术效果使安装应急灯时，应急灯安装于嵌 入于墙体内外预装或原有的电工开关底座上，可以像安装普通电工开关插座一样安装，可 以嵌入墙上进行嵌入式安装，也可以安装外露于墙上，安装快捷方便。要把墙上插座替换为 应急灯时，可以直接利用插座的底座，把应急灯面板与插座的底座连接即可，连接方便。还 便于施工人员的施工，电工人员只要在墙上固定一种规格的底座，就可以安装插座或应急 灯。与现有技术中安装应急时需要单独安装相比，与现有平板式开关插座安装孔的孔距一 致，更加方便。面板上可以设有两个连接孔，两个连接孔的孔距，可以适当设置，例如设置两 个连接孔之间的中心距为60士2MM，这样的孔距像现有技术中插座的面板连接孔的孔距一 样。或者安装方法可以采取以下技术方案应急灯的安装方法，其应急灯的控制电路、充电电池、LED灯电路分别固定于面板 下；壳体还具有底外壳，底外壳和面板构成壳体，底外壳与面板可装拆连接。其包括以下安 装步骤，1)在墙体内应急灯的底外壳；2)将面板安装于底外壳上，面板外露于墙，并将面板与底外壳进行连接固定。该种应急灯的安装方法具有这样的技术效果应急灯安装于嵌入于墙体内，应急 灯采取嵌入式的安装，在发生意外的事件中，可以避免物体倒下损坏应急灯，即使墙体倒 下，应急灯跟着倒下，其仍然能够发光工作，使应急灯在紧急情况下，仍然能够最大程度的 发挥其应急功能。
图1、图2是本发明应急灯不同视角的示意图。图3是本发明应急灯电路结构示意图。图4是本发明应急灯电原理图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行具体描述。实施例1 如图1、图2、图3、图4所示，应急灯，包括壳体1、控制电路、充电电池、LED灯电路。控制电路、充电电池、LED灯电路分别位于壳体，壳体壳具有面板2。控制电路 的输出端与充电电池的输入端电连接，LED灯电路包括应急LED灯电路，应急LED灯电路输 入端与控制电路的输出端电连接。充电电池为镍氢充电电池。所述控制电路包括自降压式整流及稳压电路、智能恒流与涓流充电切换电路、自 动切换式充电锁定与断电应急照明电路；自降压式整流及稳压电路的输出端和智能恒流与 涓流充电切换电路的输入端电连接，智能恒流与涓流充电切换电路的输出端与充电电池的 输入端电连接，充电电池的输出端和自动切换式充电锁定与断电应急照明电路的输入端电 连接，自动切换式充电锁定与断电应急照明电路的输出端和应急LED灯电路的输入端电连 接。
应急LED 灯电路由发光二极管 LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6 及电阻 R24、R25 构成。所述智能恒流与涓流充电切换电路由电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、 电阻R9、电阻R10、三极管Ql、三极管Q2、三极管Q3、二极管Dl、二极管D2、二极管D8、二极 管DZ3构成；二极管D8的正极通过串联于一起的电阻R1、电阻R2后与二极管Dl的负极连 接，电阻R1、电阻R2之间的串联连接点与三极管Ql的发射极电连接，电阻R1、电阻R2之间 的串联连接点通过电阻R4与三极管Ql的基极电连接；三极管Ql的集电极与二极管Dl的 负极连接，三极管Ql的基极通过电阻R6与三极管Q2的集电极电连接，三极管Q2的发射极 接地；二极管Dl的负极通过电阻R7与三极管Q2的基极电连接，三极管Q2的基极与三极管 Q3的集电极电连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻RlO后接地；三极 管Q3的基极通过电阻R9与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与二极管DZ3的负极 电连接，二极管DZ3的正极与二极管Dl的正极电连接；二极管Dl的正极与充电电池的正极 电连接。恒流与涓流自动切换充电电路的工作原理当电池能量损耗使电池电压下降到一 定程度时，就要给电池充电，市电经自降压整流稳压后，电流经二极管D8、电阻R1、电阻R2、 二极管Dl加到电池的正极上。与此同时，由于电池电压低于二极管DZ3、二极管D2的导通 阀值，二极管DZ3、二极管D2不导通，电阻RlO电压为零，三极管Q3截止，流经电阻R2的一 部份电流经过电阻R7加到三极管Q2的基极使三极管Q2饱和导通，三极管Q2集电极电流 经电阻R6加到三极管Ql基极，使三极管Ql饱和导通，最终稳压电路输出的电流经D8、三 极管Q1、二极管Dl直接加到电池的正极，电池处于正常充电状态，充电电流由电阻Rl限流 电阻设定。待电池达到满充电状态时，电池的电压上升到使二极管DZ3、二极管D2导通，电 流由二极管DZ3、二极管D2、电阻R9加到三极管Q3基极，使三极管Q3饱和导通，使三极管 Q2截止，三极管Ql基极失去电流，由饱和导通变为截止，充电电流只能从电阻Rl流经电阻 R2、二极管Dl向电池充电，由于电阻R2的阻值较大，充电回路在电阻R2上的压降变大，充 电电流减少，电池由正常充电自动切换为涓流充电。适当选择电阻R2的阻值来设定涓流充 电电流值。当电池充满电进入饱和状态时，电路开始按电池的饱和特性进行涓流充电，长时 间充电不会损坏电池，有利保证电池在长期使用中性能不变，从而有利保证应急灯的寿命。所述自动切换式充电锁定与断电应急照明电路由电阻R5、电阻R8、电阻R11、电阻 R12、电阻R13、电阻R14、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6构成；电阻R1、电阻R2之间的串 联连接点与电阻R5 —端连接，电阻R5的另一端通过电阻R8接地，电阻R5的另一端与三极管Q4的基极电连接，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R13与二极管 DZ3的负极连接，三极管Q4的集电极与三极管Q5的基极电连接，三极管Q5的基极通过电 阻Rll接地，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极通过电阻R12三极管Q6的基极 电连接；三极管Q6的基极通过电阻R14与二极管DZ3的正极电连接，三极管Q6的发射极与 二极管DZ3的正极电连接，三极管Q6的集电极与应急LED灯电路的输入端电连接。自动切换式充电锁定与断电应急照明电路中包含有电池欠压自动锁定电路，该电 路具有欠压保护电池功能。电池欠压自动锁定电路由二极管DZ3、电阻R11、电阻R13、电阻 R14、三极管Q5、三极管Q6等电子元件构成。
欠压自动锁定电路工作原理当电池放电电压下降，接近欠压状态时，二极管DZ3 由导通趋于截止，电阻Rll的电压续渐降低，三极管Q5基极电流续渐减少，三极管Q5集电 极电流续渐减少，三极管Q6由饱和导通续渐趋向截止，LED发光二极管组的亮度快速变暗。 当电池达到欠压状态时，二极管DZ3完全截止，电阻Rll的压降为零，三极管Q5截止，从而 三极管Q6截止导通，LED发光二极管组熄灭。该电路有效保护了电池免受损坏，有利保证 电池在长期使用中性能不变，从而有利保证应急灯的寿命，还有利保证应急灯的长期性能。自动切换式充电锁定与断电应急照明电路中还包含有切换式充电锁定电路和断 电应急照明电路，这两部分电路由由电阻R5、电阻R8、电阻Rl 1、电阻Rl2、电阻Rl3、二极管 DZ3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6等电子零件构成。切换式充电锁定电路和断电应急照明电路的工作原理当对电池进行充电时，稳 压电路的电流一方面经三极管Q1、电阻R2、二极管Dl向电池充电，另一方面经电阻R5加在 三极管Q4基极使三极管Q4饱和导通，三极管Q5截止，从而使三极管Q6截止，LED发光二 极管组无电流而不发光。当市电无电压，稳压电路无电压输出，电阻R5无电流，三极管Q4 从饱和导通变为截止，电池正极电流经二极管DZ3、电阻R13加在三极管Q5基极上使三极管 Q5饱和导通，从而使三极管Ql从截止变为饱和导通，LED发光二极管组得到电流而发光，电 路进入应急照明状态。所述三极管Q6的集电极与应急LED灯电路的输入端通过连接器电连接。在此处 通过连接器连接，应急灯在出厂时可以接上检测，检测后把连接器打开，在安装于建筑物后 再接上，这样的可以利于检测，避免应急灯的电池耗尽，利于保护电池，可以方便检测也可 以方便安装。自降压式整流及稳压电路的输出端和智能恒流与涓流充电切换电路的输入端通 过开关Kl电连接，开关Kl对照面板上的按键3。还包括小夜灯电路，小夜灯电路的输入端与自降压式整流及稳压电路的输出端电 连接。小夜灯电路由电阻R22、二极管DZ1、二极管LED1A、开关K2构成，开关K2对照面板上 的按键4。实施例2 本发明应急灯的安装方法，包括以下安装步骤，1)在墙体内或墙的平面预装一个通用电工开关底座，或使用原有的电工开关底 座；2)把本应急灯嵌装入于预装的或原有的电工开关底座安装孔上，固定，嵌装后，将 应急灯面板外露于墙。安装孔之间的中心距可以为60士2MM，这样的孔距像现有技术中插座的面板安装孔的孔距一样，使安装应急灯时，可以像安装普通插座一样安装，可以嵌入墙上进行嵌入式 安装，也可以安装外露于墙上，安装快捷方便。该种安装方法不但可以防物体倒下损坏应急 灯，而且在设计应急灯时，应急灯外形、大小及结构可以设计与周围的电工产品一致，还有 利于应急灯与周围环境的协调一致，安装后，美观大方。避免了现有技术应急灯其外形与其 它电工产品不协调的问题。实施例3 本发明应急灯的安装方法，其应急灯的控制电路、充电电池、LED灯电路分别固定于面板下；壳体还具有底外壳，底外壳和面板构成壳体，底外壳与面板可装拆连 接。或者，其应急灯的面板上设有两个安装孔3 ；壳体还具有内壳，内壳位于面板下方，内壳 与面板可装拆连接，控制电路、充电电池、LED灯电路分别位于内壳内；壳体还具有底外壳， 底外壳与面板可装拆连接。其安装方法可以采取以下安装步骤安装，1)在墙体内或墙的平面预装应急灯的底外壳；2)将面板安装于底外壳上，面板外露于墙，并将面板与底外壳进行连接固定。应急灯安装嵌入于墙体内，在发生意外的事件中，可以避免物体倒下损坏应急灯， 即使墙体倒下，应急灯跟着倒下，其仍然能够发光工作，使应急灯在紧急情况下，仍然能够 最大程度的发挥其应急功能。本发明应急灯寿命长，照明时间长，既可以长期保证性能，而且制造成本低，有利 大规模应用和普及。安装方便，可以如安装插座一样简单，可以嵌入墙上进行嵌入式安装， 也可以安装外露于墙上，安装快捷方便。应急灯与周围环境的协调一致，安装后，美观大方。 采用本发明的嵌入式安装方法，在发生意外的事件中，可以避免高温薰蒸物体倒下等恶劣 环境下损坏应急灯，使应急灯能够最大程度的发挥其应急照明功能。
权利要求
一种应急灯，其特征是包括壳体、控制电路、充电电池、LED灯电路，控制电路、充电电池、LED灯电路分别位于壳体内，壳体具有面板；控制电路的输出端与充电电池的输入端电连接，LED灯电路包括应急LED灯电路，应急LED灯电路输入端与控制电路的输出端电连接。
2.根据权利要求1所述的应急灯，其特征是所述控制电路包括自降压式整流及稳压 电路、智能恒流与涓流充电切换电路、自动切换式充电锁定与断电应急照明电路。自降压式 整流及稳压电路的输出端和智能恒流与涓流充电切换电路的输入端电连接，智能恒流与涓 流充电切换电路的输出端与充电电池的输入端电连接，充电电池的输出端和自动切换式充 电锁定与断电应急照明电路的输入端电连接，自动切换式充电锁定与断电应急照明电路的 输出端和应急LED灯电路的输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的应急灯，其特征是所述智能恒流与涓流充电切换电路由电 阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R6、电阻R7、电阻R9、电阻R10、三极管Q1、三极管Q2、三极管 Q3、二极管D1、二极管D2、二极管D8、二极管DZ3构成。二极管D8的正极通过串联于一起的 电阻R1、电阻R2后与二极管Dl的负极连接，电阻R1、电阻R2之间的串联连接点与三极管 Ql的发射极电连接，电阻R1、电阻R2之间的串联连接点通过电阻R4与三极管Ql的基极电 连接；三极管Ql的集电极与二极管Dl的负极连接，三极管Ql的基极通过电阻R6与三极管 Q2的集电极电连接，三极管Q2的发射极接地；二极管Dl的负极通过电阻R7与三极管Q2 的基极电连接，三极管Q2的基极与三极管Q3的集电极电连接，三极管Q3的发射极接地，三 极管Q3的基极通过电阻RlO后接地；三极管Q3的基极通过电阻R9与二极管D2的正极连 接，二极管D2的负极与二极管DZ3的负极电连接，二极管DZ3的正极与二极管Dl的正极电 连接；二极管Dl的正极与充电电池电连接。
4.根据权利要求3所述的应急灯，其特征是所述自动切换式充电锁定与断电应急照 明电路由电阻R5、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R 14、三极管Q4、三极管Q5、 三极管Q6构成。电阻R1、电阻R2之间的串联连接点与电阻R5 —端连接，电阻R5的另一端 通过电阻R8接地，电阻R5的另一端与三极管Q4的基极电连接，三极管Q4的发射极接地， 三极管Q4的集电极通过电阻R13与二极管DZ3的负极连接，三极管Q4的集电极与三极管 Q5的基极电连接，三极管Q5的基极通过电阻Rll接地，三极管Q5的发射极接地，三极管Q5 的集电极通过电阻R12三极管Q6的基极电连接；三极管Q6的基极通过电阻R14与二极管 DZ3的正极电连接，三极管Q6的发射极与二极管DZ3的正极电连接，三极管Q6的集电极与 应急LED灯电路的输入端电连接。
5.根据权利要求4所述的应急灯，其特征是所述三极管Q6的集电极与应急LED灯电 路的输入端通过连接器电连接；自降压式整流及稳压电路的输出端和智能恒流与涓流充电 切换电路的输入端通过开关Kl电连接；还包括小夜灯电路，小夜灯电路的输入端与自降压 式整流及稳压电路的输出端电连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的应急灯，其特征是控制电路、充电电池、LED灯电 路分别固定于面板下；壳体还具有底外壳，底外壳和面板构成壳体，底外壳与面板可装拆连 接。
7.根据权利要求1至5任一项所述的应急灯，其特征是面板上设有连接两个安装孔； 壳体还具有内壳，内壳位于面板下方，内壳与面板可装拆连接，控制电路、充电电池、LED灯电路分别位于内壳内；壳体还具有底外壳，底外壳与面板可装拆连接。
8.—种权利要求1至5任一项所述的应急灯的安装方法，其特征是包括以下安装步骤，1)在墙体内或墙的平面预装一个通用电工开关底座，或使用原有的电工开关底座；2)把本应急灯嵌装入于预装的或原有的电工开关底座安装孔上，固定，嵌装后，将应急 灯面板外露于墙。
9.一种权利要求6所述的应急灯的安装方法，其特征是包括以下安装步骤，1)在墙体内应急灯的底外壳；2)将面板安装于底外壳上，面板外露于墙，并将面板与底外壳进行连接固定。
全文摘要
本发明公开了一种应急灯，其特征是包括壳体、控制电路、充电电池、LED灯电路，控制电路、充电电池、LED灯电路分别位于壳体内，壳体具有面板；控制电路的输出端与电池的输入端电连接，LED灯电路包括应急LED灯电路，应急LED灯电路输入端与控制电路的输出端电连接。本发明还公开了该种应急灯的安装方法。本发明应急灯寿命、照明时间长，可以长期保证性能，而且制造成本低，有利大规模应用和普及。采用本发明的嵌入式安装方法，在发生意外的事件中，可以避免高温薰蒸物体倒下等恶劣环境下损坏应急灯，使应急灯能够最大程度的发挥其应急照明功能。
文档编号F21Y101/02GK101806423SQ200910193360
公开日2010年8月18日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者周宇超 申请人:周宇超