专利名称：一种安全灯具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及照明技术领域，尤其涉及一种安全灯具。
背景技术：
在灯具的日常使用中，尤其在灯具安装、维护及使用过程中，常常出现因 各种意外而出现的灯具电路漏电、反接或未接地等安全问题。这些问题不但可 能损害灯具的寿命，还可能危害灯具使用者、安装或维修人员的人身安全，非 常危险。而引起这种以外的因素可能是电路故障、供电线路故障、使用错误及 外部环境等。但是，市场上现有的灯具几乎没有一种安全保护装置，能够有效 保障灯具使用者、安装或维护者的安全。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的灯具不能对防止灯具 因意外而发生的电路漏电和/或反接和/或未接地等状况而导致的人员安全问题 的缺陷，提供了一种能够防止灯具因意外而发生的电路漏电和/或反接和/或未 接电等状况而导致的人员安全问题的安全灯具。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种安全灯具，包括带 导电部件灯壳、灯具供电，还包括用于检测所述灯具供电是否漏电、反接和 灯壳是否接地中至少一项的信号检测模块、接收信号检测模块提供的检测信号 并根据该检测信号生成控制信号的信号处理及控制输出模块，以及接收所述控 制信号并根据该控制信号产生安全保护动作的动作模块。
本实用新型的安全灯具，所述信号检测模块包括用于检测所述灯具供电 是否漏电和/或反接的漏电和/或反接检测模块，和/或用于检测灯壳是否接地的 接地检测模块。本实用新型的安全灯具，所述动作模块包括用于根据从所述信号处理及 控制输出模块接收到的控制信号切断或接通灯具供电和/或对调相、零线连接 的动作执行电路，和/或与信号处理及控制输出模块连接用于提供危险警告的
本实用新型的安全灯具，所述动作执行电路包括其基极通过电阻器R12 与所述信号接收转换单元相连的三极管Q3、其正极与三极管Q3的集电极相
连的二极管D8，以及与所述二极管D8并联用于对调连接所述灯具供电相线、 零线的继电器RELAY2;其基极通过电阻器R13与所述信号接收转换单元相 连的三极管Q2、其正极与三极管Q2的集电极相连的二极管D7、以及与所述 二极管D7并联用于切断或接通所述灯具供电的继电器RELAY1。
本实用新型的安全灯具，所述报警电路包括与分别与信号处理及控制输出 模块连接的多个发光二极管灯或一个多色二极管。
本实用新型的安全灯具，所述漏电和/或反接检测模块包括跨接在灯具 供电电路的零线和地线之间的整流滤波电路、根据整流滤波后的信号生成检测 信号的信号生成电路，以及放大所述检测信号的放大电路。
本实用新型的安全灯具，所述接地检测模块包括用于判断灯壳是否接地 的判断电路，为所述判断电路提供参考电压的参考电路。
本实用新型的安全灯具，所述判断电路包括比较器、用于为所述灯壳提供 大于所述参考电压的安全电压提供装置，比较器的负极同时与参考电路连接， 其输出通过光耦与所述信号处理及控制输出模块相连。
本实用新型的安全灯具，还包括用于将灯具的工作电压转化为各模块所需 电压的供电模块，其中，工作电压是90V到380V。
本实用新型的安全灯具，还包括用于将灯具的工作电压转化为各模块所需 电压的供电模块，其中，工作电压是220V。
实施本实用新型的安全灯具，能够防止灯具因故障、意外和外部环境而发 生的电路反接和/或漏电和/或灯壳未接地等状况而导致的人员安全问题。为灯 具安装、维护及使用提供了安全的保障。
下面将结合附图及实施例，对本实用新型安全灯具进一步说明，附图中 图1是本实用新型具体实施方式
中安全灯具的电路框图； 图2是本实用新型安全灯具的一个实施例的电路框图； 图3是本实用新型安全灯具的一个实施例的电路原理图； 图4是本实用新型安全灯具的又一实施例的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的安全灯具的一个实施例包括用于检测所述 灯具供电是否漏电和/或反接，和/或灯壳是否接地的信号检测模块100、接收 信号检测模块100提供的检测信号并根据该检测信号生成控制信号的信号处
理及控制输出模块102，以及接收所述控制信号并根据该控制信号产生安全保 护动作的动作模块103。
如图2所示，本实用新型的安全灯具包括包括带导电部件灯壳，灯具供
电，用于检测灯具电路信号的漏电和/或反接检测模块101，用于检测灯壳是否 接地的接地检测模块104，用于从漏电和/或反接检测模块101接收电路反接和 /或漏电信号，和/或从接地检测模块104接收接地信号的并根据上述信号生成 并输出控制信号的信号处理及控制输出模块102，以及接收所述控制信号并根 据所述控制信号产生安全保护动作的动作模块103;漏电和/或反接检测模块 101包括与外部灯具电路连接用于获取灯具电路信号的整流滤波电路2011，根 据整流滤波后的灯具电路信号生成电路信号的信号生成电路2012，以及放大 所述电路信号的放大电路2013。接地检测模块104包括用于判断灯壳是否 接地的判断电路2022，为所述判断电路提供参考电压的参考电路2021。动作 模块103还包括用于根据从所述信号处理及控制输出模块102接收到的控制 信号断开或导通电源的动作执行电路2042，以及与所述信号处理及控制输出 模块102连接用于提供危险警告的报警电路2041。
在本实用新型的典型实施例中，还可包括用于将外部电压转换成其它模块 所需电压的供电模块。在图3和图4所示的优选实施例中，信号处理及控制输出模块102可使用 单片机高奇PIC16C712。下面根据对本实用新型安全灯具的电路原理图对其进行进一步的说明。如 图3所示的用于检测灯具供电电路漏电和/或反接和/或灯壳是否接地的安全灯 具中，电压信号分别连接在灯具供电电路的零线Nout、地线Eout端的两个检 测端子。在Eout端为高电位时(即灯具供电电路漏电和/或反接)，经电阻R16 及电桥D2、电容C6、电阻R14整流滤波，通过开关二级管D9、 D6控制输出 低电平电压信号，经R10和三级管Ql放大后输出至单片机的引脚18。单片 机的引脚18接收三极管Ql输出的危险电压低电平信号，通过其引脚13及 R12和三级管Q3 (Q3的发射极与信号检测模块的三级管Ql的发射极相连) 的基极连接输出高电平动作信号给第二继电器RELAY2供电，同时通过引脚3 输出高电平信号。当单片机的引脚18没有通过三极管Ql接收到危险电压低电平信号时，通 过其接脚12及R13和三级管Q2 (Q2的发射极与信号检测模块的三级管Ql 的发射极相连)的基极连接输出高电平动作信号给第一继电器RELAY1供电， 同时通过引脚2输出高电平信号。LED (发光二极管)1在接受到单片机接脚3输出高电平信号时，其发红 光；LED1在接受到单片机接脚2输出高电平信号时，其发绿光。通过发光的 颜色可以判断是否存在灯具供电电路漏电或反接。为了区别LED亮灯代表的 是电路漏电信号还是反接信号，可通过对单片机编程，控制灯闪的频率来实现。与三级管Q2的集电极相连的第一继电器RELAY1以及与之并联的二极管 D7，在所述的三级管Q2集电极输出高电平信号动作信号时，第一继电器 RELAY1吸合，给灯具供电；与三级管Q3的集电极相连的第二继电器RELAY2 以及与之并联的二极管D8，在所述的三级管Q3的基极连接输出高电平动作 信号时，第二继电器RELAY2吸合，使Lout与Nout端子接线调换，在短于 1S的延时后，再次通过Nout、 Eout端的两个检测端子采集外部电路信号，如 果在Eout端依然为高电位，单片机的引脚13驱动第一继电器RELAY1，断开 输入电源。在电源转换模块部分，采用的将外部电压转换成其它模块所需电压的供电模块可用于转换90-380V电压。所述供电模块接收外部的90-380V的电压，由 电桥D1-D4对其整流后通过高频稳压变压器T1变压，外部电压转换为12V， 为继电器RELAY1和RELAY2供电。再通过三端稳压器U4，将获得的12V 电压转换成5V并将其输入到单片机的引脚14，为单片机提供工作电源。在图3所示的用于检测灯壳接地的安全灯具中，经半波整流后，A点和B 点都有12V的电压输入，为比较器U3供电，并通过电阻R34和R37为比较 的负极4提供参考电压6V，比较器U3的正极5接金属灯壳。电源上电后， 单片机的引脚8 (RB2) 口输出高电平，继电器RELAY3吸合，维持100 ms 或更长时间。此时单片机引脚7 (RB1) 口读取，当灯壳带电，比较器U3的 D点有12V电压，D点电压超过F点电压，比较器U3输出高电平，与比较器 U3相连的光耦向单片机的引脚7 (RBO输出低电平，单片机的引脚7 (RB1) 读取到低电平则关闭主回路,单片机的引脚3输出高电平，与引脚3相连的发 光二极管发光，表示灯壳没有接地，否则，单片机的引脚2输出高电平，与引 脚2相连的发光二极管发光，表示灯壳接地。可通过控制灯闪的频率来与灯具 供电电路漏电、反接信号相区别。用灯壳接地主要是防止漏电造成不必要的人员伤害。接地以后，灯壳漏电 时,电就从地线直接导入大地。然而如果不通过检测，很难判断灯壳是否接地， 采用本实用新型所述的灯具则可以有效地避免这个问题。如图4所示的用于检测灯具供电电路漏电和/或反接和/或灯具是否接地的 安全灯具中，电压信号分别连接在灯具供电电路的零线Nout、地线Eout端的 两个检测端子。在Eout端为高电位时(即灯具供电电路漏电和/或反接)，经 电阻R16及电桥D2、电容C6、电阻R14整流滤波，通过开关二级管D9、 D6 控制输出低电平电压信号，经R10和三级管Ql放大后输出至单片机的引脚 18。单片机的引脚18接收三极管Ql输出的危险电压低电平信号，通过其引 脚13及R12和三级管Q3 (Q3的发射极与信号检测模块的三级管Ql的发射 极相连)的基极连接输出高电平动作信号给第二继电器RELAY2供电，同时 通过引脚3输出高电平信号。当单片机的引脚18没有通过三极管Ql接收到危险电压低电平信号时，通过其接脚12及R13和三级管Q2 (Q2的发射极与信号检测模块的三级管Ql 的发射极相连)的基极连接输出高电平动作信号给第一继电器RELAY1供电， 同时通过引脚2输出高电平信号。LED1在接受到单片机接脚3输出高电平信号时，其发红光；LED1在接受 到单片机接脚2输出高电平信号时，其发绿光。通过发光的颜色可以判断是否 存在灯具供电电路漏电或反接。与三级管Q2的集电极相连的第一继电器RELAY1以及与之并联的二极管 D7，在三级管Q2集电极输出高电平信号动作信号时，第一继电器RELAY1 吸合，给灯具供电；与信号处理及控制输出模块102的三级管Q3的集电极相 连的第二继电器RELAY2以及与之并联的二极管D8，在三级管Q3的基极连 接输出高电平动作信号时，第二继电器RELAY2吸合，使Lout与Nout端子 接线调换，在短于1S的延时后，再次通过Nout、 Eout端的两个检测端子采集 外部电路信号，如果在Eout端依然为高电位，单片机的引脚12驱动RELAY1， 断开输入电源。在图4的实施例中采用的将外部电压转换成其它模块所需电压的供电模块 可用于转换220V电压。所述供电模块接收外部的220的电压，由电感变压器 T4将其转换成12V，再由电桥DB107对其整流后为继电器RELAY1和RELAY2 供电。再通过三端稳压器U4，将获得的12V电压转换成5V并将其输入到单 片机的引脚14，为单片机提供工作电源。在图4的用于检测灯壳接地的安全灯具中，经半波整流后，A点和B点都 有12V的电压输入，为比较器U3供电，并通过电阻R34和R37为比较的负 极4提供参考电压6V，比较器U3的正极5接灯壳。电源上电后，单片机的 RB2 口输出高电平，继电器吸合，维持100ms。此时单片机RB1 口读取，当 灯壳带电，比较器U3的D点有12V电压，D点电压超过F点电压，比较器 U3输出高电平，与比较器U3相连的光耦向单片机的引脚7 (RB1)输出低电 平，RB1读取到低电平则关闭主回路，单片机的引脚3输出高电平，与引脚 3相连的发光二极管发光，表示灯壳没有接地，否则，单片机的引脚2输出高电平，与引脚2相连的发光二极管发光，表示灯壳接地。可通过控制灯闪的频 率来与灯具供电电路漏电、反接信号相区别。在本实用新型的另一优选实施例中，信号处理及控制输出模块102使用的单片机是和泰46R47。在本实用新型的其它实施例中，所述信号处理及控制输出模块102可以不 采用单片机连接所述漏电和/或反接检测模块101和接地检测模块104的信号， 而采用硬件、软件，或者软、硬件结合来实现其接收和处理从所述漏电和/或 反接检测模块101和接地检测模块104接收到的信号的功能。本实用新型所述的安全灯具，可以是专门制备的在灯具内部包括上述功能 模块的灯具，也可以是在其电源盒中采用专门的电路板集成上述功能模块，或 者使用其它的形式实现上述安全功能。本实用新型尤其适用于一些室外的大型灯具。其可以在安装、维修、使用 过程中保护安装维修人员的安全。也避免了对路人的可能造成的伤害。本实用新型是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在 不脱离本实用新型范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本实用 新型技术的特定场合或材料，可对本实用新型进行诸多修改而不脱离其保护范 围。因此，本实用新型并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权 利要求保护范围的实施例。
权利要求1、一种安全灯具，包括导电灯壳、灯具供电，其特征在于，所述灯具还包括用于检测所述灯具供电是否漏电、反接和所述灯壳是否接地中至少一项的信号检测模块(100)，接收所述信号检测模块(100)提供的检测信号并根据所述检测信号生成控制信号并输出的信号处理及控制输出模块(102)，以及接收所述控制信号并根据该控制信号产生安全保护动作的动作模块(103)。
2、 根据权利要求1所述的安全灯具，其特征在于，所述信号检测模块(100)包括用于检测所述灯具供电是否漏电和/或反接的漏电和/或反接检测模块(101)，和/或用于检测灯壳是否接地的接地检测模块(104)。
3、 根据权利要求1或2所述的安全灯具，其特征在于，所述动作模块(103) 包括用于根据从所述信号处理及控制输出模块(102)接收到的控制信号切 断或接通灯具供电和/或对调相、零线连接的动作执行电路(2042)和/或与所 述信号处理及控制输出模块(102)连接用于提供危险警告的报警电路(2041 )。
4、 根据权利要求3所述的安全灯具，其特征在于，所述动作执行电路 (2042)包括其基极通过电阻器R12与所述信号接收转换单元相连的三极管Q3、其正极与三极管Q3的集电极相连的二极管D8，以及与所述二极管 D8并联用于对调连接所述灯具供电相线、零线的继电器RELAY2;其基极通 过电阻器R13与所述信号接收转换单元相连的三极管Q2、其正极与三极管 Q2的集电极相连的二极管D7、以及与所述二极管D7并联用于切断或接通所 述灯具供电的继电器RELAY1。
5、 根据权利要求3所述的安全灯具，其特征在于，所述报警电路(2041) 包括分别与所述信号处理及控制输出模块(102)连接的多个发光二极管灯/ 或一个多色二极管。
6、 根据权利要求2所述的安全灯具，其特征在于，所述漏电和/或反接检 测模块(101)包括跨接在灯具供电电路的零线和地线之间的整流滤波电路(2011)、根据整流滤波后的信号生成检测信号的信号生成电路(2012)，以及 放大所述检测信号的放大电路(2013)。
7、根据权利要求2所述的安全灯具，其特征在于，所述接地检测模块(104)包括用于判断灯壳是否接地的判断电路(2022)，为所述判断电路提供参考 电压的参考电路(2021)。
8、根据权利要求7所述的安全灯具，其特征在于，所述判断电路(2022) 包括比较器、用于为所述灯壳提供大于所述参考电压的安全电压提供装置，所 述比较器的负极同时与所述参考电路(2021)连接，其输出通过光耦与所述信 号处理及控制输出模块(102)相连。
9、 根据权利要求1-8中任何一项所述的安全灯具，其特征在于，还包括 用于将90V到380V供电转化为各模块所需电压的供电模块。
10、 根据权利要求1-8中任何一项所述的安全灯具，其特征在于，还包括 用于将220V供电转化为各模块所需电压的供电模块。
专利摘要本实用新型公开了一种安全灯具，包括导电灯壳、灯具供电，其特征在于，还包括用于检测所述灯具供电是否漏电、反接和/或所述灯壳是否接地的信号检测模块(100)，接收所述信号检测模块(100)提供的检测信号并根据所述检测信号生成控制信号并输出的信号处理及控制输出模块(102)，以及接收所述控制信号并根据所述控制信号产生安全保护动作的动作模块(103)。实施本实用新型的安全灯具，能够防止灯具因故障或因意外或因外部环境而发生的电路漏电、反接、灯壳未接地等状况而引起的人员安全问题，为灯具安装、维护及使用提供了安全的保障。
文档编号H05B37/03GK201123159SQ20072017117
公开日2008年9月24日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年12月3日
发明者周明杰, 全 梁, 健 许, 忠 陈 申请人:深圳市海洋王投资发展有限公司