专利名称：不间断led应急照明灯的制作方法
技术领域：
本实用新型属于半导体照明技术领域，涉及一种高亮度、长寿命、低成 本LED应急照明灯。
背景技术：
许多重要场合(比如地下商场、高层建筑的楼道、地铁等)都要求不间 断照明。这些场合的照明灯具一般都由交流电网供电。众所周知，即使供电 质量最高的电力网，也不可能在任何情况下都保证不间断供电。为了确保重 要场合不间断照明，通常都采用由充电器、蓄电池、逆变器和转换开关等组 成的应急照明系统，正常供电时，电网除了给照明灯具供电外，还通过充电 器给蓄电池充电，供电中断时，蓄电池通过逆变器将直流电转换为交流电， 再经过转换开关给照明灯具供电。由于变换过程需要一定时间，所以最新欧 洲和国际应急照明标准中规定，供电障碍时，照明灯恢复所需照度的时间不 得超过50秒，即使达到最新的国际标准，在切换期间也会出现瞬间中断照 明，在这段时间内也可能发出某些事故，甚至造成一定的经济损失。由于应 急照明系统中，供电故障时，照明灯具由蓄电池供电，因此必须限制照明灯 具的功率和应急照明的时间。最新欧洲和国际应急照明标准中规定在地面 沿通道中线照明灯具的最低照度为lLx，照明均匀度即最高照度/最低照度 >40，应急灯持续照明的时间为lh，能够达到这个标准的普通照明灯具的功 率较小。但是人们普遍感到，应急照明灯的照度太低，持续时间太短。最新 欧洲和国际应急照明标准要求照明灯显色指数大于40，在这种条件下，物体 真面目很难判断清楚。此外，应急照明灯都由充电器、蓄电池、逆变器和转 换开关等多部分组成，因此成本偏高，工作可靠性也较差。目前，国内外的应急照明灯普遍采用白炽灯。白炽灯的优点是价格便宜， 但是耗电量太大，因此为了达到规定的应急照明时间，所需蓄电池的容量较 大。有些应急照明灯也采用节能灯，这种灯具虽能节省部分能量，但是效果 不明显，同时这种灯具的显色指数较低，寿命也有限。
目前国内外应急照明灯普遍采用铅酸蓄电池。这种蓄电池虽然价格较 低，但是体积和重量都很大，而且寿命也很短。为了减轻重量縮小体积，有 些应急照明灯采用了镍镉电池。这种电池可造成严重的环境污染，目前绝大 部分国家已严格禁止生产和使用这种电池。近年来，新型照明光源(LED)取得重大突破，光通量可达每瓦100流 明，与同亮度白炽灯相比，可节约80%的电能，达到同样应急照明时间所需 蓄电池的容量也可减少80%。此外，LED的理论寿命可达10万小时，为白 炽灯的几十倍。LED灯由直流电源供电，可省去目前应急灯的逆变器，采用 LED是应急照明灯的发展方向。近年来， 一种安全性特别好的磷酸铁锂电池 已开始推广应用。这种电池用于应急照明灯，不仅可大幅度降低应急照明灯 的体积和重量，还能确保应急灯安全照明。实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种体积小，成本低廉 的不间断LED应急照明灯。为此，本实用新型釆用如下的技术方案—种不间断LED应急照明灯，包括充电器、锂离子蓄电池、LED及其 驱动电路，充电器包括市电转换电路、高频隔离变换电路、功率开关电路、 充电电压输出电路、稳压采样反馈电路、光电隔离器；市电转换电路对交流 市电整流^m后，输给高频隔离变换电路进行电压转换；高频隔离变换电路 包括一至少有三个绕组的高频变压器及其辅助电路，高频变压器的初级输入 端连接所述的功率开关电路的电流输入端，高频隔离变换电路的辅助电源通 过光电隔离器的输出端与功率开关电路的控制端相连，充电电压输出电路将 高频变压器输出的次级电压整流滤波后输出，稳压反馈电路的输出与光电隔 离器的输入端相接。本实用性的不间断LED应急照明灯，所采用的锂离子蓄电池为磷酸铁 锂电池。在充电器电路里，高频变压器的辅助电源的输出端与整流二极管的 正极相接，负极与接地端子之间接有电容，光电耦合器的两个输出端分别与 整流二极管的负极和功率开关电路的控制端相接。本实用新型提供的应急照明灯，采用LED作光源，锂电池作贮能元件， 利于高频变压器开关电压作为充电电源，可以实现高亮度、长寿命、低成本、
不间断应急照明。本实用新型将安全性特别好的磷酸铁锂电池用于应急照明 灯，不仅大幅度降低应急照明灯的体积和重量，还确保了应急灯安全照明。
图l本实用新型的不间断LED应急照明灯的结构框图；图2本实用新型的应急照明灯所采用的充电器的结构框图；图3本实用新型的应急照明灯所采用的第一种充电器的实施例的电路原理图；图4本实用新型的应急照明灯所采用的第二种充电器的实施例的电路原理图。 具体实簾方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详述，本实用新型的应急照明灯由锂电池充电器、磷酸铁锂电池、LED及其驱动电路等部分组成， 如图1所示》交流电网供电正常时，交流电源一方面经充电器对锂离子蓄电 池充电，保证蓄电池处于充足电状态，另一方面通过驱动电路给LED供给 恒定电流，保证LED亮度恒定不变，交流供电中断后，蓄电池由浮充电状 态转换为供电状态，通过驱动电路可保证不间断照明，不会出现瞬间照明中 断。图2为本实用新型的应急照明灯所采用的充电器的结构框图。本实用新 型的充电器包括市电转换电路、高频隔离变换电路、功率开关电路、充电电 压输出电路、稳压采样反馈电路、光电隔离器；市电转换电路对交流市电整 流滤波后，输入给高频隔离变换电路进行电压转换；高频隔离变换电路由高 频变压器及其辅助电路构成，高频变压器的初级输入端连接功率开关电路的 电流输入端，高频隔离变换电路的辅助电源通过光电隔离器的输出端与功率 开关电路的控制端相连，充电电压输出电路将高频变压器输出的次级电压整 流滤波后输出，稳压反馈电路对充电电压输出电路起稳压作用，并用于检测 输出电压的变化，其输出与光电隔离器的输入端相接。本实用新型的所采用的充电器的电路原理图如图3，充电器采用开关型 AC-DC变换器。AC220V交流电压经Dl和Cl'整流滤波后加到Tl高频变
压器。m是功率开关管，D2、 C2和R01组成放电电路，起保护功率开关管 的作用。Tl的初级输入端与功率开关管的漏极相连。Tl次级电压经D3和C4整流滤波后输出。R03、 R04、 R05、 Rl、 Z01 和Q1组成稳压反馈电路，当输出电压变动时，控制光电耦合器IC1的通断， 再控制功率开关管导通与关断。Tl的辅助电源通过整流二极管DOl、电容C01接地，两者之间的引出 线通过光电耦合器的输出端接到功率开关管的栅极。本实用新型的另一个实施例如图4所示，两个实施例电路原理基本相同， 主要区别点在于，图3采用的是开关功率管，图4采用的是一种功率开关电 路控制芯片，型号为kx4002。本发明的两个实施例中，均采用磷酸铁锂电池，此种电池是一种新型锂 离子电池，它具有体积小、重量轻、寿命长、安全性好等优点。在实际应用 中，要求采用恒流转恒压充电模式，充足电后，充电电流自动降到零。LED的正向电压有一定的分散性，而且随着环境温度改变而改变，为了 实现恒亮度照明，都要求恒定电流驱动。LED的显色指数大于80，远远高 于最新国际标准规定的数值(40)，在LED应急照明灯下，可以很准确的 分辨出各种物体的颜色。LED灯工作电压较低，耗电量特别小，应急照明灯采用光通量高达180 流明的3W LED可达到30W白炽灯的照明效果，此外LED的发光角度可根 据要求设计，而且可通过加装透镜的方法，增加光线照射强度，因此，在要 求的照明范围内，灯光照度远远高于最新国际标准的要求。由于LED的实 际寿命通常可达5万小时，因此不需要采用双灯泡，由于所需电量很小，因 此选用一只容量为4Ah的磷酸铁锂电池，应急照明时间可达4小时，远远高 于最新国际标准的要求。如果只要求达到最新国际标准要求的照明时间，只 需要采用一只lAh的磷酸铁锂电池，这样应急照明灯的成本会大大降低。目 前虽然LED灯的成本稍高，但由于应急照明灯的组成结构大大简化，因此 整体成本^低于现在的应急照明灯。
权利要求1.一种不间断LED应急照明灯，包括充电器、锂离子蓄电池、LED及其驱动电路，其特征在于，所述充电器包括市电转换电路、高频隔离变换电路、功率开关电路、充电电压输出电路、稳压采样反馈电路、光电隔离器；所述市电转换电路对交流市电整流滤波后，输给高频隔离变换电路进行电压转换；所述高频隔离变换电路包括一至少有三个绕组的高频变压器及其辅助电路，所述高频变压器的初级输入端连接所述的功率开关电路的电流输入端，所述高频隔离变换电路的辅助电源通过光电隔离器的输出端与功率开关电路的控制端相连，所述充电电压输出电路将高频变压器输出的次级电压整流滤波后输出，所述稳压反馈电路的输出与光电隔离器的输入端相接。
2. 根据权利要求1所述的不间断LED应急照明灯，其特征在于，所述蓄电 池为磷酸铁锂电池。
3. 根据权利要求1所述的不间断LED应急照明灯，其特征在于，所述高频 变压器的辅助电源的输出端与整流二极管的正极相接，负极与接地端子 之间接有电容，光电耦合器的两个输出端分别与整流二极管的负极和功 率开关电路的控制端相接。
专利摘要本实用新型属于半导体照明技术领域，涉及一种LED应急照明灯，包括充电器、锂离子蓄电池、LED及其驱动电路，其中的充电器包括市电转换电路、高频隔离变换电路、功率开关电路、充电电压输出电路、稳压采样反馈电路、光电隔离器；市电转换电路对交流市电整流滤波后，加在高频隔离变换电路；高频变压器的初级输入端连接所述的功率开关电路的电流输入端，其辅助电源通过光电隔离器的输出端与功率开关电路的控制端相连，充电电压输出电路将高频变压器输出的次级电压整流滤波后输出，稳压反馈电路的输出与光电隔离器的输入端相接。本实用新型提供的不间断LED应急照明灯具有体积小，价格低廉，寿命长的优点。
文档编号H02J9/00GK201018693SQ20072000566
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月13日 优先权日2007年3月13日
发明者柯汉周, 柯汉忠 申请人:广东科信实业有限公司