一种不间断且安全电压供电的照明电路的制作方法

本实用新型涉及照明电路技术领域，特别涉及一种不间断且安全电压供电的照明电路。

背景技术：

在公检法等司法机关的某些特殊功能房间内，例如询问室里，为保证被讯问人员的人身安全，避免其自残性和自杀性行为的发生，对室内设备有一定的要求，其中照明灯具要求在遭受局部暴力破坏时，其导电部件不能对人身造成伤害。

目前，有一种方法是使用采用24v的灯具来进行照明，并采用24v直流开关电源来对24v的灯具进行供电。如图5所示，24v直流开关电源包括依次连接的滤波器1、第一整流器2、逆变器3和第二整流器4，其工作过程是滤波器1接入市电，经过滤波、整流后转变成较平滑的直流电，再由逆变器3变为高频交流电，最后再进行第二次整流并转换成24v的直流电供给灯具使用。即使人员破坏了灯具导致触电情况发生，由于供电电压仅有24v，属于人体可承受的安全电压范围内，对于人体的影响小。

但是当市电供电故障时，会导致灯具无法提供照明，容易造成室内出现混乱，影响司法工作的正常进行。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种不间断且安全电压供电的照明电路，其通过加入储电装置，在市电供电故障时储电装置能不间断地完成供电转换，以达到保障灯具使用的目的。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种不间断且安全电压供电的照明电路，包括依次连接的滤波器、第一整流器、逆变器和第二整流器，还包括耦接在第一整流器上的充电器以及耦接在充电器远离第一整流器的一端上的储电装置，所述储电装置的另一端耦接于逆变器；

当市电正常时，由市电为灯具供电的同时通过充电器为储电装置充电；当市电故障时，由储电装置作为灯具的电源。

通过上述技术方案，当市电为灯具供电的同时，储电装置同样也与逆变器连接，一旦市电出现故障而不再为逆变器供电后，直接由储电装置替换市电来为逆变器供电，使得灯具能够正常使用，满足询问室等房间对稳定的室内照明的需求。

优选的，所述储电装置包括主用蓄电池和备用蓄电池，所述充电器与储电装置之间设有第一转换开关，所述第一转换开关具有连接充电器和备用蓄电池、连接充电器和主用蓄电池的两个工作状态。

通过上述技术方案，主用蓄电池相对备用蓄电池性能更好，相对的主用蓄电池的价格会更贵，而灯具刚开启时容易产生脉冲电流，脉冲电流对蓄电池有一定的损害，因此在刚启动时先将备用蓄电池接入电路，待电流平稳后再切换成主用蓄电池，以此来降低可能出现的脉冲电流造成的蓄电池损坏而带来的损失。

优选的，还包括脉冲保护装置，所述脉冲保护装置包括电流比较装置、电流基准装置、第一控制装置和第一执行装置，所述电流基准装置用于提供与市电正常时滤波器输出的电流相对应的电流基准信号，所述电流比较装置耦接于滤波器以接收滤波器输出的电流信号并输出相应的电流比较信号，所述第一控制装置耦接于电流比较装置以接收电流比较信号并输出相应的第一控制信号，所述第一执行装置耦接于第一控制装置以接收第一控制信号并响应第一控制信号以控制第一转换开关的工作状态；

当滤波器输出的电流信号大于电流基准信号时，第一执行装置控制第一转换开关将充电器和备用蓄电池连通；反之，第一执行装置控制第一转换开关将充电器和主用蓄电池连通。

通过上述技术方案，根据实时的市电电流情况，脉冲保护装置实现对第一转换开关的控制，以自动完成对主用蓄电池和备用蓄电池之间的切换，减少操作人员的工作量，且使切换速度更快，响应更及时。

优选的，所述储电装置与逆变器之间设有第二转换开关，所述第二转换开关具有连接逆变器和备用蓄电池、连接逆变器和主用蓄电池的两个工作状态；还包括用于自动控制第二转换开关工作状态切换的电池切换装置。

通过上述技术方案，当市电的故障时间较久，导致主用蓄电池中的电能不足以支撑灯具进行正常照明时，将会有备用蓄电池来为灯具供电，使照明时间得到进一步的延长。

优选的，所述电池切换装置包括第一状态检测装置、第二控制装置、第二执行装置，所述第一状态检测装置用于检测主用蓄电池输出的电流信号以及滤波器输出的电流信号并输出相应的第一状态信号，所述第二控制装置耦接于第一状态检测装置以接收第一状态信号并输出相应的第二控制信号，所述第二执行装置耦接于第二控制装置以接收第二控制信号并响应第二控制信号以切换第二转换开关的工作状态。

通过上述技术方案，以市电出现故障为前提，当主用蓄电池内的电能不足时，主用蓄电池输出的电流会变低，从而触发第一状态检测装置输出的第一状态信号发生跳变，使第二控制装置控制第二执行装置工作，第二执行装置驱动第二转换开关进行工作状态的切换。

优选的，还包括连接在滤波器和第二整流器之间的旁路电路、处在滤波器和旁路电路之间的第三转换开关、旁路切换装置，所述第三转换开关具有连接滤波器和旁路电路、连接滤波器和第一整流器的两个工作状态，所述旁路切换装置用于自动控制第三转换开关工作状态的切换。

通过上述技术方案，若储电装置或是与其连接的电路出现故障，则将市电通过旁路电路为灯具供电，一方面是为了在维修储电装置时，使灯具能够正常工作，另一方面是市电无需在通过第一整流器的整流以及逆变器的逆变，减少中间环节，降低对于电能的损耗。

优选的，所述旁路切换装置包括第二状态检测装置、第三控制装置、第三执行装置，所述第二状态检测装置用于检测逆变器输出的电流信号以及滤波器输出的电流信号并输出相应的第二状态信号，所述第三控制装置耦接于第二状态检测装置以接收第二状态信号并输出相应的第三控制信号，所述第三执行装置耦接于第三控制装置以接收第三控制信号并响应第三控制信号以切换第三转换开关的工作状态。

通过上述技术方案，当市电正常，但是第一整流器到逆变器之间的电路出现断路时，即使储电装置能够正常使用，也只能提供一定时间的能源，一旦储电装置内储存的电能耗尽，逆变器的输出电流信号会变为低电平，此时触发旁路切换装置，将市电通过旁路电路、第二整流器直接与灯具连通，保证照明的需求。

优选的，所述旁路切换装置还包括告警装置，所述告警装置耦接于第三控制装置以接收第三控制信号并响应第三控制信号以发出警示。

通过上述技术方案，在将市电切入旁路电路时，告警装置发出警示，以提醒工作人员能够及时检查第一整流器到逆变器之间的电路，尽快排出故障，缩短整个照明电路处在无法使用储电装置的真空期的时间。

综上所述，本实用新型对比于现有技术的有益效果为：

1.通过设置脉冲保护装置，对主用蓄电池进行保护，降低主用蓄电池出现损坏的可能性，降低使用成本；

2.通过设置电池切换装置，将备用蓄电池内储存的电能利用起来，延长市电故障时为灯具的供电时间，提高资源利用率；

3.通过设置旁路切换装置，在以储电装置为核心搭建的线路出现问题时，在检修期间中，灯具仍能够由市电直接供电来进行照明。

附图说明

图1为实施例的原理图；

图2为实施例中脉冲保护装置的电路结构图；

图3为实施例中电池切换装置的电路结构图；

图4为实施例中旁路切换装置的电路结构图；

图5为现有技术中直流开关电源的电路结构图。

附图标记：1、滤波器；2、第一整流器；3、逆变器；4、第二整流器；5、脉冲保护装置；51、电流比较装置；52、电流基准装置；53、第一控制装置；54、第一执行装置；6、电池切换装置；61、第一状态检测装置；62、第二控制装置；63、第二执行装置；7、旁路切换装置；71、第二状态检测装置；72、第三控制装置；73、第三执行装置；74、告警装置；8、储电装置；81、主用蓄电池；82、备用蓄电池；9、旁路电路；a、第一转换开关；b、第二转换开关；c、第三转换开关。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种不间断且安全电压供电的照明电路，如图1所示，包括滤波器1、旁路切换装置7，滤波器1的输出端上设有第三转换开关c，市电通过滤波器1接入后由第三转换开关c的工作状态的不同可分为蓄电池供电电路和旁路供电电路，蓄电池供电电路包括依次设置的第一整流器2、充电器、第一转换开关a、储电装置8、第二转换开关b、逆变器3和第二整流器4，旁路供电电路包括依次设置的旁路电路9和第二整流器4，其中两个供电电路中的第二整流器4均为照明灯具提供24v的直流电且可为同一设备。旁路切换装置7通过滤波器1输出的电流信号iint以及逆变器3输出的电流信号io2给出的反馈来控制第三转换开关c的工作状态，从而决定由蓄电池供电电路和旁路供电电路中的哪一个来为灯具供电。

参见图1，储电装置8包括主用蓄电池81和备用蓄电池82，主用蓄电池81相对备用蓄电池82在性能方面更好，通过第一转换开关a能够选择充电器的充电对象。在初始状态时，第一转换开关a连通充电器和备用蓄电池82。同样的，通过第二转换开关b可以选择备用蓄电池82和主用蓄电池81中的一个来为逆变器3供电。为实现自动控制，电路中还设置了脉冲保护装置5和电池切换装置6。脉冲保护装置5根据滤波器1输出的电流信号iint来控制第一转换开关a的选择，电池切换装置6根据主用蓄电池81输出的电流信号io1和滤波器1输出的电流信号iint来控制第二转换开关b的选择。

参见图1、图2，脉冲保护装置5包括电流比较装置51、电流基准装置52、第一控制装置53和第一执行装置54，电流基准装置52用于提供与市电正常时滤波器1输出的电流相对应的电流基准信号，电流比较装置51耦接于滤波器1以接收滤波器1输出的电流信号iint并输出相应的电流比较信号，第一控制装置53耦接于电流比较装置51以接收电流比较信号并输出相应的第一控制信号，第一执行装置54耦接于第一控制装置53以接收第一控制信号并响应第一控制信号以控制第一转换开关a的工作状态。

参见图2，电流比较装置51为比较器n1。

比较器n1的同向输入端耦接于电流基准装置52以接收电流基准信号，比较器n1的反向输入端耦接于滤波器1的输出端以接收电信号iint，比较器n1的输出端输出电流比较信号。

当电信号iint小于电流基准信号时，比较器n1输出高电平的电流比较信号；反之，比较器n1输出低电平的电流比较信号。

参见图2，电流基准装置52包括电阻r1、电阻r2和电阻r3。

电阻r1的一端耦接于电源vcc，电阻r1的另一端耦接在电阻r3一端上，电阻r3的另一端耦接于比较器n1的同向输入端上，电阻r2的一端耦接于电阻r1和电阻r3之间的连接点上，电阻r2的另一端接地。

通过电阻r1和电阻r2串联分压，使施加在电阻r3上的电压值为特定的值，从而使通过电阻r3产生的电流信号也为特定值，且该特定值与市电正常时从滤波器1输出的电流信号相对应。

参见图2，第一控制装置53为三极管q1，三级管q1为npn型三极管且型号为2sc4019。

三极管q1的基极耦接于比较器n1的输出端上，三极管q1的集电极通过第一执行装置54耦接于电源vcc，三极管q1的发射极接地。

当三极管q1的基极接收到高电平的电流比较信号时，三极管q1导通；反之，三极管q1关断。

参见图2，第一执行装置54为中间继电器km1，中间继电器km1的触点km1-1为转换触点，且中间继电器km1的触点km1-1即为第一转换开关a。

中间继电器km1的一端耦接于三级管q1的集电极上，中间继电器km1的另一端耦接于电源vcc。中间继电器km1的触点km1-1的不动端耦接于充电器的输出端，中间继电器km1的触点km1-1的动端耦接于备用蓄电池82的输入端，主用蓄电池81的输入端空置。

当三极管q1导通时，中间继电器km1工作，中间继电器km1的触点km1-1发生跳变，中间继电器km1的触点km1-1的动端耦接于主用蓄电池81的输入端上；反之，中间继电器km1不工作，中间继电器km1的触点km1-1的动端保持与备用蓄电池82的输入端的连接。

参见图1、图3，电池切换装置6包括第一状态检测装置61、第二控制装置62、第二执行装置63，第一状态检测装置61结合主用蓄电池81输出的电流信号io1以及滤波器1输出的电流信号iint并输出相应的第一状态信号，第二控制装置62耦接于第一状态检测装置61以接收第一状态信号并输出相应的第二控制信号，第二执行装置63耦接于第二控制装置62以接收第二控制信号并响应第二控制信号以切换第二转换开关b的工作状态。

参见图3，第一状态检测装置61为或非门。

或非门的一个输入端耦接于主用蓄电池81的输出端以接收电信号io1,或非门的另一个输入端耦接于滤波器1的输出端以接收电信号iint，或非门的输出端输出第一状态信号。

当电信号io1和电信号iint均为低电平信号时，或非门输出高电平的第一状态信号；反之，或非门输出低电平的第一状态信号。

参见图3，第二控制装置62为三极管q2，三级管q2为npn型三极管且型号为2sc4019。

三极管q2的基极耦接于或非门的输出端上，三极管q2的集电极通过第二执行装置63耦接于电源vcc，三极管q2的发射极接地。

当三极管q2的基极接收到高电平的第一状态信号时，三极管q2导通；反之，三极管q2关断。

参见图3，第二执行装置63为中间继电器km2，中间继电器km2的触点km2-1为转换触点，且中间继电器km2的触点km2-1即为第二转换开关b。

中间继电器km2的一端耦接于三级管q2的集电极上，中间继电器km2的另一端耦接于电源vcc。中间继电器km2的触点km2-1的不动端耦接于逆变器3的输入端，中间继电器km2的触点km2-1的动端耦接于主用蓄电池81的输出端，备用蓄电池82的输出端空置。

当三极管q2导通时，中间继电器km2工作，中间继电器km2的触点km2-1发生跳变，中间继电器km2的触点km2-1的动端耦接于备用蓄电池82的输出端上；反之，中间继电器km2不工作，中间继电器km2的触点km2-1的动端保持与主用蓄电池81的输出端的连接。

参见图1、图4，旁路切换装置7包括第二状态检测装置71、第三控制装置72、第三执行装置73和告警装置74，第二状态检测装置71结合逆变器3输出的电流信号io2以及滤波器1输出的电流信号iint并输出相应的第二状态信号，第三控制装置72耦接于第二状态检测装置71以接收第二状态信号并输出相应的第三控制信号，第三执行装置73耦接于第三控制装置72以接收第三控制信号并响应第三控制信号以切换第三转换开关c的工作状态；告警装置74耦接于第三控制装置72以接收第三控制信号并响应第三控制信号以发出警示。

参见图4，第二状态检测装置71包括非门和与门。

非门的输入端耦接于逆变器3与中间继电器km2的触点km2-1的不动端之间的连接点上以接收逆变器3输出的电流信号io2，非门的输出端耦接于与门的一个输入端上，与门的另一个输入端耦接于滤波器1的输出端以接收电流信号iint，与门的输出端输出第二状态信号。

当电流信号io2为低电平而电流信号iint为高点平时，与门输出高电平的第二状态信号；反之，与门输出低电平的第二状态信号。

参见图4，第三控制装置72为三极管q3，三级管q3为npn型三极管且型号为2sc4019。

三极管q3的基极耦接于与门的输出端上，三极管q3的集电极通过第三执行装置73和告警装置74耦接于电源vcc，三极管q3的发射极接地。

当三极管q3的基极接收到高电平的第二状态信号时，三极管q3导通；反之，三极管q3关断。

参见图4，第三执行装置73为中间继电器km3，中间继电器km3的触点km3-1为转换触点，且中间继电器km3的触点km3-1即为第三转换开关c。

中间继电器km3的一端耦接于三级管q3的集电极上，中间继电器km3的另一端通过告警装置74耦接于电源vcc。中间继电器km3的触点km3-1的不动端耦接于滤波器1的输出端，中间继电器km3的触点km3-1的动端耦接于第一整流器2的输入端，旁路电路9的输入端空置。

当三极管q3导通时，中间继电器km3工作，中间继电器km3的触点km3-1发生跳变，中间继电器km3的触点km3-1的动端耦接于旁路电路9的输入端上；反之，中间继电器km3不工作，中间继电器km3的触点km3-1的动端保持与第一整流器2的输入端的连接。

参见图4，告警装置74为发光二极管led。

发光二极管led的正极耦接于电源vcc，发光二极管led的负极耦接于中间继电器km3远离三极管q3的一端上。

当三极管q3导通时，发光二极管led发光；反之，发光二极管led不发光。

工作原理：

状态1：市电正常时，打开灯具，电池切换装置6、脉冲保护装置5、旁路切换装置7均得电启动，市电依次经过滤波器1的滤波、第一整流器2的整流，第一整流器2整流出的直流电一方面供给逆变器3转换成高频交流电，高频交流电再由第二整流器4整流成24v的直流电，另一方面第一整流器2整流出的直流电供给充电器，由充电器为备用蓄电池82进行充电。由于刚接入市电时，会产生脉冲信号，导致电流信号iint大于电流基准信号，使中间继电器km1不得电，而经过一点时间后电流信号iint稳定后，电流信号iint不再大于电流基准信号，中间继电器km1得电，第一转换开关a跳变，充电器为主用蓄电池81充电。此状态中由市电通过蓄电池供电电路向灯具供电并补充储电装置8中的电能。

状态2：当市电出现故障后，电流信号iint为低电平信号，此时由主用蓄电池81向逆变器3供电，使逆变器3输出的电流信号io2保持高电平信号，保障灯具能够正常使用。一旦市电故障的时间过久，主用蓄电池81内的电能耗尽，导致电流信号io2变为低电平，中间继电器km2导通，第二转换开关b跳变，将备用蓄电池82接入供电电路中。此状态中由储电装置8作为灯具的电源。

状态3：当蓄电池供电电路中出现故障，导致逆变器3输出的电流信号io2出现问题，而由于市电正常，过滤器输出的电流信号iint仍为高电平信号，中间继电器km3工作，第三转换开关c跳变，将市电接入到旁路供电电路中，同时发光二极管led发光以提醒相关的工作人员检查蓄电池供电电路。此状态中市电通过旁路供电电路向灯具供电。

以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。