给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置的制作方法

本实用新型涉及一种电源装置，具体涉及一种给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置。

背景技术：

当建筑物发生火灾、事故或其他紧急情况导致市电断电时，给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置可以为消防标志灯、照明灯提供应急供电，保证消防疏散照明灯和应急疏散标志灯正常工作。当电网故障或发生火灾时，给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置为应急照明灯具及疏散标志灯供电，确保人员安全疏散。

然而，现有的给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置，大多为停电时自动点亮灯具，持续一定时间后，当电池组电量消耗完毕时，灯具熄灭。此种电源装置虽然能满足一般的消防应急照明，但无法满足普通灯具使用，需要额外安装普通灯具，才能满足平时日常照明需求，从而增加了灯具的安装成本。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置，包括单片机、RS232电路、电源电池单元和CAN通讯电路；

其中，所述电源电池单元包括：市电供电接口、备用电池和5V变3V电源电路；

市电供电接口通过第1继电器与消防应急灯具的供电接口连接；市电供电接口通过第2继电器和充电电路与备用电池的充电接口连接，备用电池的输出端通过第3继电器与消防应急灯具的供电接口连接；备用电池的输出端还通过5V变3V电源电路与单片机的供电接口连接；市电电流互感器和备用电池电量检测传感器连接到RS232电路的输入端；RS232电路的输出端连接到所述单片机的输入端；单片机的输出端分别与第1继电器、第2继电器和第3继电器连接；

所述单片机还与所述CAN通讯电路连接。

优选的，所述CAN通讯电路包括：DC/DC隔离电源模块、光电隔离电路和CAN通讯单元；所述单片机的输出端依次通过所述DC/DC隔离电源模块和所述光电隔离电路后，与所述CAN通讯单元连接。

优选的，所述DC/DC隔离电源模块的型号为B0505S-1W。

优选的，所述单片机还连接有按键电路和显示电路。

优选的，所述显示电路包括LED显示电路和LCD显示电路。

优选的，所述单片机的型号为STM32F103R8T6。

优选的，所述RS232电路的型号为MAX3232。

本实用新型提供的给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置具有以下优点：

(1)当市电电流正常时，通过市电电流向灯具供电，此时灯具作为普通灯具使用；当市电异常时，自动切换为备用电池向灯具供电，由此实现紧急情况市电断电时，消防应急灯具的正常照明工作；由此扩大了消防应急灯具的使用范围，减少了灯具的安装成本；

(2)通过对备用电池电量检测，当备用电池电量较低时，自动使市电向备用电池供电，由此保证了紧急情况下备用电池的正常使用；另外，无论市电是否正常，均采用备用电池向单片机供电，由于备用电池一直处于上电状态，因此保证了单片机的正常工作；

(3)单片机对市电状态和备用电池电量状态进行监控，并通过CAN通讯电路与远程服务器通信，由此实现了对市电和备用电池的远程监控；

(4)整个设备的功耗低，使用可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型提供的给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置的电路原理总图；

图2为本实用新型提供的按键和显示部分的电路原理图；

图3为本实用新型提供的RS232电路原理图；

图4为本实用新型提供的5V变3V电源电路原理图；

图5为本实用新型提供的CAN通讯电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置，包括单片机、RS232电路、电源电池单元和CAN通讯电路；

其中，所述电源电池单元包括：市电供电接口、备用电池和5V变3V电源电路；

市电供电接口通过第1继电器与消防应急灯具的供电接口连接；市电供电接口通过第2继电器和充电电路与备用电池的充电接口连接，备用电池的输出端通过第3继电器与消防应急灯具的供电接口连接；备用电池的输出端还通过5V变3V电源电路与单片机的供电接口连接；市电电流互感器和备用电池电量检测传感器连接到RS232电路的输入端；RS232电路的输出端连接到所述单片机的输入端；单片机的输出端分别与第1继电器、第2继电器和第3继电器连接；

所述单片机还与所述CAN通讯电路连接。

其中，电源电池单元的工作原理为：当单片机检测到备用电池的电量不足时，导通第2继电器，使市电向备用电池供电；当单片机检测到备用电池的电量充满时，再断开第2继电器，防止出现过充情况，由此保证了备用电池的电量情况；单片机通过市电电流互感器检测市电电流情况，当市电电流正常时，导通第1继电器，断开第3继电器，使市电向灯具供电；而当市电电流过小或完全断开时，则断开第1继电器，导通第3继电器，自动切换为备用电池向灯具供电，由此实现紧急情况下市电断电时，应急灯具的正常工作。

下面对各部分详细介绍：

(1)单片机

本实用新型采用ST公司出品的芯片STM32F103R8T6作为电源装置的控制芯片，该芯片的特点是功耗小，运算速度快。

(2)按键电路和显示电路

参考图2，按键和显示电路包括：按键电路、LED显示电路和LCD显示电路；

按键电路由5路相同的电路组成，以一路为例，由轻触开关S1与电阻R9串联组成，节点S1与单片机IO管脚相连，当按下轻触开关S1输入为高电平，松开轻触开关S1为低电平，由此通过按键实现对单片机的设备功能。

LED显示电路由4路相同电路组成，以一路为例，由电阻R2，三极管T1，发光二极管LED1和电阻R1串联组成，节点LED1与单片机IO管脚相连，当单片机IO管脚输出为低电平时，发光二极管LED1点亮。

LCD显示电路，采用液晶模块OSMJ4X8C，即JP1与单片机相连，实现实时参数数字显示。

(3)RS232电路

参考图3，采用RS232通讯芯片MAX3232，即U2与单片机和电源电池单元相连，其中采用连接器DB9X1与电源电池单元相连，实现将电源电池单元中的电池和市电的实时电流数值传送到单片机。

(4)5V变3V电源电路

参考图4，采用DC/DC电源芯片LM1117M3331610L，即U1电路，将输入电源的5V电压降到3.3V，实现3.3V给单片机提供电源。

(5)CAN通讯电路

参考图5，采用CAN收发模块CTM8251AS，即U6作为与上位机的通讯接口，用一个DC/DC隔离电源模块B0505S-1W，即PW1组成光电隔离电路，保证通讯稳定工作，避免现场不同模块之间的电位差烧毁电路。

本实用新型提供的给予安全电压型消防应急灯具供电的电源装置具有以下优点：

(1)当市电电流正常时，通过市电电流向灯具供电，此时灯具作为普通灯具使用；当市电异常时，自动切换为备用电池向灯具供电，由此实现紧急情况市电断电时，消防应急灯具的正常照明工作；由此扩大了消防应急灯具的使用范围，减少了灯具的安装成本；

(2)通过对备用电池电量检测，当备用电池电量较低时，自动使市电向备用电池供电，由此保证了紧急情况下备用电池的正常使用；另外，无论市电是否正常，均采用备用电池向单片机供电，由于备用电池一直处于上电状态，因此保证了单片机的正常工作；

(3)单片机对市电状态和备用电池电量状态进行监控，并通过CAN通讯电路与远程服务器通信，由此实现了对市电和备用电池的远程监控；

(4)整个设备的功耗低，使用可靠性高；

(5)使用的元器件比较少，降低了产品的成本，以及提高了产品的可靠性；

(6)CAN通讯部分使用DC/DC隔离电源模块，保证通讯稳定工作，避免现场不同模块之间的电位差烧毁电路。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。