用于固态照明设备的紧急照明系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[000引 本申请要求题为"血ergencyLi曲tingSystemsAndMethodsForSolidState Li曲tingA卵aratus"的2011年12月12日提交的美国临时专利申请号61 569, 588的权 益和优先权，其公开被通过引用整体地结合到本文中。
技术领域
[0003] 本申请设及紧急照明系统且特别地设及用于固态设备的紧急照明系统和相关方 法。
【背景技术】
[0004] 有时称为出口照明的紧急照明是在功率损失的情况下被激活的照明。紧急照明的 一个目的是允许建筑物的占用者在停电或其他紧急事件的情况下安全地离开建筑物。紧急 照明被许多电气规程强制在商业建筑物中使用。此类规程一般地规定在功率损失的情况下 必须提供的光的量和必须提供此类光的持续时间。例如，美国建筑法规要求紧急照明W在 停电期间沿着出口的路径提供一英尺烛光的光达至少90分钟。
[0005] 紧急照明设备通常具有测试按钮，其临时地超越单元并促使其接通光且从电池功 率进行操作，即使主AC线路功率仍在开启。通常，必须由技术员手动地操作测试按钮，并且 可将其保持按下达测试的持续时间。
[0006] 在建筑物中，一般地由连同在非紧急情况下提供光的光源一起安装在建筑物中的 电池供电紧急灯设备来提供紧急照明。在某些系统中，由中央电池组对紧急灯进行供电。建 筑法规一般地要求将从中央电源到紧急光源的布线从其他电布线隔离。
[0007] 对于巧光照明设备而言，可由包括备用电池的紧急镇流器来控制紧急操作。在图 1中图示出典型巧光紧急照明设备。照明设备10包括包含备用电池24的紧急镇流器12。 双灯瞬时启动镇流器14被连接到两个巧光灯16AU6B。测试开关18允许紧急镇流器12的 手动激活。
[000引如在本领域中已知的，巧光灯镇流器使通过巧光灯的电流稳定，其具有负阻抗特 性。镇流器提供将通过巧光灯的电流局限于适当水平的正电阻或电抗。诸如镇流器14之 类的瞬时启动镇流器在不通过生成高初始电压（约600V)而将灯的阴极加热的情况下启动 灯16A、1她。
[0009] 还可W将巧光紧急照明系统配置成使得紧急镇流器12起到在不需要单独灯镇流 器的情况下提供规则照明和紧急照明的作用。
【发明内容】
[0010] 本发明的实施例包括用于向固态光源提供紧急功率的紧急照明模块。该紧急照明 模块包括被配置成从固态光源接收DC输入电压的第一输入端、被配置成接收指示AC线电 压的状态的状态信号的第二输入端W及被配置成向固态光源供应DC输出电压的第一输出 端。紧急照明模块被配置成响应于AC线电压的减小而向固态光源供应DC输出电压。
[0011] 指示AC线电压的状态的信号可包括AC线路信号和/或已整流AC线路信号。
[0012] 紧急照明模块还可包括被配置成从固态光源接收DC输入电压并响应地生成用于 对被禪合到紧急照明模块的可再充电电池充电的充电信号的充电电路。
[001引可将紧急照明模块配置成监视DC输入电压W检测AC线电压的欠压状况。
[0014] 紧急照明模块可包括被配置成向光源供应已整流AC信号的第二输出端。
[0015] 可将紧急照明模块配置成向光源供应控制信号，其响应于AC线电压而禁用光源 的AC/DC转换器。
[0016] 可将紧急照明模块配置成响应于AC线电压的减小而向光源供应调光控制信号。
[0017] 调光控制信号可包括脉宽调制（PWM)控制信号。
[0018] 紧急照明模块还可包括被配置成监视功率状态信号并响应于AC线电压的减小而 生成PWM控制信号的微控制器。可将微控制器配置成将PWM控制信号生成为具有目标占空 比。
[0019] 可将微控制器配置成最初将PWM控制信号生成为具有可低于目标占空比的第一 占空比W及将PWM控制信号的占空比从第一占空比增加至目标占空比。第一占空比可小于 约 10%。
[0020] 可将微控制器配置成在1至4秒内将PWM控制信号的占空比从第一占空比增加至 目标占空比。
[0021] 可将微控制器配置成将PWM控制信号的占空比从目标占空比减小至低于目标占 空比的最终占空比。
[0022] 可将微控制器配置成在至少60分钟内将PWM控制信号的占空比从目标占空比减 小至最终占空比。该最终占空比可为目标占空比的约60%。
[002引可将微控制器配置成将PWM控制信号的占空比保持在最终占空比直至可恢复AC线电压为止或者直至可超过电池容量为止。
[0024] 紧急照明模块还可包括被配置成检测AC线电压的存在并响应于AC线电压的存在 而向微控制器供应AC检测信号的AC检测器。
[00巧]紧急照明模块还可包括被配置成接收DC输入电压并向微控制器提供指示DC输入 电压的电压电平的数字信号的模数转换器。
[0026] 紧急照明模块还可包括被禪合到微控制器的充电电路。可将该充电电路配置成从 固态光源接收DC输入信号并从微控制器接收充电控制信号，并且响应地生成用于对被禪 合到紧急照明模块的可再充电电池充电的充电信号。该模块还可包括被禪合到微控制器并 被配置成从微控制器接收升压器控制信号并从可再充电电池接收DC电池电压且响应地生 成可供应给固态光源的DC输出电压的升压电路。
[0027] 可将微控制器配置成响应于AC线电压的减小而促使升压电路生成DC输出电压。
[0028] 可将微控制器配置成响应于AC线电压的减小而将DC输出电压生成为具有W第一 斜坡速度从第一电压电平增加至最大电压电平的电压电平的DC输出电压。第一斜坡速度 可在约1至40V/S之间。第一电压电平可为零伏。
[0029] 可将微控制器配置成响应于AC线电压的恢复而促使升压电路将DC输出电压生成 为具有W第二斜坡速度从最大电压电平减小至零伏的电压电平。
[0030] 可将紧急照明模块配置成响应于检测到AC线路信号的减小而使DC输出电压从初 始电压电平斜坡升高至目标电压电平。初始电压电平可W是零伏。
[0031] 可将紧急照明模块配置成使DC输出电压W可在约1与40V/S之间的斜坡速度从 初始电压电平斜坡升高至目标电压电平。
[003引可将紧急照明模块配置成响应于检测到AC线路信号的恢复而使DC输出电压从目 标电压电平斜坡下降至零伏。
[0033] 用于向固态光源提供紧急功率的紧急照明模块包括微控制器、被禪合到微控制器 并被配置成检测AC线路信号的存在的AC检测器、被配置成从固态光源接收DC输入电压的 第一输入端、被禪合到微控制器并被配置成响应于来自微控制器的第一控制信号而使用DC 输入电压将电池充电的电池充电器W及被禪合到微控制器并被配置成响应于电池电压和 来自微控制器的第二控制信号而生成DC输出信号的升压器。可将紧急照明模块配置成响 应于AC线电压的减小而向固态光源供应DC输出。
[0034] 可将紧急照明模块配置成响应于AC线电压的减小而向光源供应调光控制信号。 调光控制信号可包括脉宽调制（PWM)控制信号。
[0035] 紧急照明模块还可包括被配置成监视功率状态信号并响应于AC线电压的减小而 生成PWM控制信号的微控制器。
[0036] 可将微控制器配置成将PWM控制信号生成为具有目标占空比。
[0037] 可将微控制器配置成最初将PWM控制信号生成为具有可低于目标占空比的第一 占空比并将PWM控制信号的占空比从第一占空比增加至目标占空比。第一占空比可小于约 10%。可将微控制器配置成在1至4秒内将PWM控制信号的占空比从第一占空比增加至目 柄占空比。
[003引可将微控制器配置成将PWM控制信号的占空比从目标占空比减小至可低于目标 占空比的最终占空比。
[0039] 可将微控制器配置成在至少60分钟内将PWM控制信号的占空比从目标占空比增 加至最终占空比。该最终占空比可为目标占空比的约60%。
[0040] 可将微控制器配置成将PWM控制信号的占空比保持在最终占空比直至AC线电压 可恢复为止。
[0041] 根据其他实施例的用于向固态光源提供紧急功率的紧急照明模块包括微控制器 和被禪合到微控制器并被配置成AC线路信号的存在的AC检测器。可将紧急照明模块配置 成响应于AC线电压的减小而向光源供应调光控制信号。
[0042] 调光控制信号可包括脉宽调制（PWM)控制信号。
[004引紧急照明模块还可包括被配置成监视功率状态信号并响应于AC线电压的减小而 生成PWM控制信号的微控制器。
[0044] 可将微控制器配置成将PWM控制信号生成为具有目标占空比。
[0045] 可将微控制器配置成最初将PWM控制信号生成为具有可低于目标占空比的第一 占空比并将PWM控制信号的占空比从第一占空比增加至目标占空比。第一占空比可小于约 10%。
[0046] 可将微控制器配置成在1至4秒内将PWM控制信号的占空比从第一占空比增加至 目柄占空比。
[0047] 可将微控制器配置成将PWM控制信号的占空比从目标占空比减小至可低于目标 占空比的最终占空比。
[0048] 可将微控制器配置成在至少60分钟内将PWM控制信号的占空比从目标占空比降 低至最终占空比。该最终占空比可为目标占空比的约60%。
[0049] 可将微控制器配置成将PWM控制信号的占空比保持在最终占空比直至AC线电压 可恢复为止。
[0化0] 可将微控制器配置成从光源接收模块识别信号并响应于模块识别信号而生成调 光控制信号。该模块识别信号可包括数字信号和/或模拟信号。
[0化1] 可将微控制器配置成从电池接收电池识别信号。可将微控制器配置成响应于电池 识别信号而生成调光控制信号。可将微控制器配置成响应于电池识别信号而控制电池的充 电。电池识别信号可包括数字信号和/或模拟信号。
[005引一种操作用于向固态光源提供紧急功率的紧急照明模块的方法包括监视AC电路 电压、响应于AC电路电压的减小而生成DC电压W及响应于AC电路电压的减小而向固态光 源供应DC电压。
[0化3] 该方法还包括生成调光控制信号并响应于AC线电压的减小而将该调光控制信号 供应给固态光源。调光控制信号可包括脉宽调制（PWM)控制信号。该方法还可包括将PWM控制信号生成为具有目标占空比。
[0化4] 该方法还可包括最初将PWM控制信号生成为具有可低于目标占空比的第一占空 比W及将PWM控制信号的占空比从第一占空比增加至目标占空比。第一占空比可小于约 10%。
[0055] 该方法还可包括在1至4秒内将PWM控制信号的占空比从第一占空比增加至目标 占空比。
[0056] 该方法还可包括将PWM控制信号的占空比从目标占空比减小至可低于目标占空 比的最终占空比。
[0057] 该方法还可包括在至少60分钟内将PWM控制信号的占空比从目标占空比降低至 最终占空比。该最终占空比可为目标占空比的约60%。
[005引该方法还可包括将PWM控制信号的占空比保持在最终占空比直至AC线电压可恢 复为止。
[0化9] 测试包括使用包括电池的紧急照明模块的测试开关的固态光源的方法包括针对 激励监视测试开关，响应于测试开关的激励，确定测试开关是否被激励达超过阔值时间，响 应于达