專利名稱：無間斷安全照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，特別是一種使LED大功率隧道燈無間斷的安全照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，最常見的隧道照明設(shè)計(jì)是，在電力輸電系統(tǒng)中加裝一套UPS輔助供電裝置來保障供電及安全需要，如圖1所示。但是目前這樣的設(shè)計(jì)本質(zhì)上有兩個(gè)無法回 避的問題①其安全性沒有被真正解決。目前使用的備用UPS輔助供電裝置供電并沒有做到 真正意義上的無間斷，在交流中斷后UPS的切換任需幾mS時(shí)間。這在高速公路隧道系統(tǒng)是 無法忍受的。因?yàn)槟壳案咚俟反蠖嗍褂脷怏w放電燈，間斷幾mS有可能引起燈具的熄滅， 而再起動(dòng)可能要花費(fèi)時(shí)間，由于隧道內(nèi)通道狹長，能見度低，人員難以及時(shí)疏散，易引起人 員驚慌，疏散困難。倘若供電中斷，而備用UPS輔助供電裝置供電還是能量統(tǒng)一分配模式， UPS輔助供電裝置的輸出供電回路一但被破壞就無法再提供電能，著火后，可能損毀供電系 統(tǒng)，造成供電停止，會(huì)給撲救工作帶來極大的因難，從而造成更大的慘禍。這樣的保障仍然 脆弱，安全性其實(shí)是滿足不了高速鐵路和高速公路的高要求的。②運(yùn)行成本沒有得到足夠的重視。運(yùn)行成本表現(xiàn)在兩方面，能耗和管理成本。能 耗是燈具滿足照明要求的電能消耗。目前的照明系統(tǒng)有非常大的節(jié)能空間。與現(xiàn)有設(shè)計(jì)相 比，本系統(tǒng)能量可節(jié)約30 70%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種徹底解決由于交流電中斷后因UPS供電切換帶來的 熄燈風(fēng)險(xiǎn)，做到真正意義上照明毫無間斷的無間斷安全照明系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括LED燈，還包括一個(gè)將交流電變換成穩(wěn) 定的直流電的高功率因數(shù)電路；一個(gè)將來自高功率因數(shù)電路的高壓直流電變換為滿足聚合 物鋰電池均衡充放電的鋰電池管理電路；一個(gè)接收高功率因數(shù)電路或聚合物鋰離子電池的 電源對(duì)LED燈驅(qū)動(dòng)的脈沖恒流電路。所說的脈沖恒流電路包括一個(gè)接收直流電源并將其升壓后形成脈沖電流后供給 LED光源的BOOST電路，包括一個(gè)設(shè)定脈沖的寬度和電流大小的MCU脈沖發(fā)生電路，包括一 個(gè)通過電阻R檢測反饋的電流大小和脈沖設(shè)定電流比較，然后進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到恒流的PID 軟件，包括一個(gè)接收來自MCU脈沖發(fā)生電路的脈沖并將其放大后驅(qū)動(dòng)BOOST電路的MOS驅(qū) 動(dòng)電路。本發(fā)明直流電源為鋰電池引出的低壓直流電源和鋰電池管理電路輸出的低壓直 流電源。本發(fā)明的理念是分散儲(chǔ)能。在電力供電體系被破壞后，讓每一個(gè)燈具本身就成為 一個(gè)獨(dú)立的照明體系，即使線路遭遇再嚴(yán)重的損壞，亦不影響照明的效果，即實(shí)現(xiàn)了更安全 的要求。另外本系統(tǒng)徹底解決交流中斷后由于UPS供電切換帶來的熄燈風(fēng)險(xiǎn)，做到真正意義上照明毫無間斷。本發(fā)明采用有源功率因數(shù)矯正(APFC)技術(shù)，功率因數(shù)(PF)O. 98。按照國際標(biāo)準(zhǔn)， 在EMC指標(biāo)要求上，比國外同類產(chǎn)品更具競爭力；本發(fā)明在交流中斷后照明持續(xù)能力2個(gè) 小時(shí)以上；滿足四防功能防爆、防震、防腐、防潮；與現(xiàn)有技術(shù)相比，節(jié)電30 70%。本發(fā) 明有效提高電源和LED燈具的可靠性。本發(fā)明的電網(wǎng)調(diào)整率；鋰電池單節(jié)電池的 電壓不均衡度< 20mV。輸出脈沖電流350mA⑴4000mA可調(diào)，絕緣電阻彡IMΩ ；耐壓試驗(yàn) 1500V/lmin無擊穿無飛弧。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明低投資、低消耗、更合理、更安全。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于高 速鐵路隧道照明，高速公路隧道照明以及適用于對(duì)照明安全要求特別高的其他地方。如地 震區(qū)的照明，地鐵站臺(tái)照明，地下礦井照明，旅游風(fēng)景區(qū)的照明以及商場，體育場等大規(guī)模 人群聚集地方的照明。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步詳述。圖1為本發(fā)明的模塊功能框圖。圖2為本發(fā)明DC/DC脈沖恒流電路框圖。圖3為本發(fā)明DC/DC脈沖恒流電路驅(qū)動(dòng)波形圖。
具體實(shí)施例方式圖1中，包括一個(gè)將交流電變換成穩(wěn)定的直流電的高功率因數(shù)電路1 ；一個(gè)將來自 高功率因數(shù)電路的高壓直流電變換為滿足聚合物鋰電池均衡充放電的鋰電池管理電路2 ； 一個(gè)接收來自鋰電池管理電路2或聚合物鋰離子電池5電源對(duì)LED燈驅(qū)動(dòng)的脈沖恒流電路 3，4為LED燈。交流電經(jīng)過高功率因數(shù)電路1整流后變成400V直流電，然后供給鋰電池管 理電路2，高功率因數(shù)電路1和鋰電池管理電路2可采用公知的電路。本發(fā)明中每一個(gè)燈具 本身就為一個(gè)獨(dú)立的照明體系，在電力供電體系被破壞后，本發(fā)明自動(dòng)啟動(dòng)利用聚合鋰離 子電池5的儲(chǔ)能作為LED光源的能源，通過對(duì)LED光源驅(qū)動(dòng)的脈沖恒流電路對(duì)LED燈具供 電。本發(fā)明將高頻PFC電路、鋰電池管理電路、對(duì)LED光源驅(qū)動(dòng)的脈沖恒流電路放在三個(gè)隔 離的分割空間，并作了防震、防腐、防潮、防暴處理。圖2中，DC/DC脈沖恒流電路3包括一個(gè)接收鋰電池管理電路2或聚合物鋰離子 電池5直流電源并將其升壓后形成脈沖電流后供給LED燈4的BOOST電路6，包括一個(gè)設(shè) 定脈沖的寬度和電流大小的MCU脈沖發(fā)生電路7，包括一個(gè)通過電阻R檢測反饋的電流大 小和脈沖設(shè)定電流比較，然后進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到恒流的PID軟件8，包括一個(gè)接收來自MCU脈 沖發(fā)生電路7的脈沖并將其放大后驅(qū)動(dòng)BOOST電路的MOS驅(qū)動(dòng)電路9。由來自鋰電池管理 電路2或聚合物鋰離子電池5的低壓直流，經(jīng)過BOOST電路6升壓后形成脈沖電流后供給 LED光源，脈沖的寬度和電流大小皆可通過MCU設(shè)定。MCU通過電阻R檢測反饋的電流大小 和脈沖設(shè)定電流比較，通過PID軟件進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到恒流的目的。脈沖經(jīng)過MOS驅(qū)動(dòng)電路 放大后驅(qū)動(dòng)BOOST電路，本電路脈沖頻率為100KHZ。BOOST電路、MCU脈沖發(fā)生電路、PID軟 件、MOS驅(qū)動(dòng)電路可為公知的電路。脈沖電流檢測采用簡單的電阻檢測。圖3所示為圖2中A處脈沖內(nèi)PWM調(diào)節(jié)波形。
權(quán)利要求
一種無間斷安全照明系統(tǒng)，其特征在于包括一個(gè)將交流電變換成穩(wěn)定的直流電的高功率因數(shù)電路(1)；一個(gè)將來自高功率因數(shù)電路的高壓直流電變換為滿足聚合物鋰電池均衡充放電的鋰電池管理電路(2)；一個(gè)接收高功率因數(shù)電路(1)或聚合物鋰離子電池(5)的電源對(duì)LED光源驅(qū)動(dòng)的脈沖恒流電路(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無間斷安全照明系統(tǒng)，其特征在于所說的脈沖恒流電路(3) 包括一個(gè)接收直流電源并將其升壓后形成脈沖電流后供給LED光源的BOOST電路(6)，包括 一個(gè)設(shè)定脈沖的寬度和電流大小的MCU脈沖發(fā)生電路(7)，包括一個(gè)通過電阻R檢測反饋的 電流大小和脈沖設(shè)定電流比較，然后進(jìn)行調(diào)節(jié)以達(dá)到恒流的PID軟件(8)，包括一個(gè)接收來 自MCU脈沖發(fā)生電路的脈沖并將其放大后驅(qū)動(dòng)BOOST電路的MOS驅(qū)動(dòng)電路(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述無間斷安全照明系統(tǒng)，其特征在于直流電源為低壓鋰電池直 流電源和鋰電池管理電路引出的直流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述無間斷安全照明系統(tǒng)，其特征在于將高功率因數(shù)電路(1)、鋰 電池管理電路(2)、LED光源驅(qū)動(dòng)的脈沖恒流電路(3)置于三個(gè)隔離的分割空間。
全文摘要
一種無間斷安全照明系統(tǒng)，包括一個(gè)將交流電變換成穩(wěn)定的直流電的高功率因數(shù)電路；一個(gè)將來自高功率因數(shù)電路的高壓直流電變換為滿足聚合物鋰電池均衡充放電的鋰電池管理電路；一個(gè)接收高功率因數(shù)電路或聚合物鋰離子電池的電源對(duì)LED光源驅(qū)動(dòng)的脈沖恒流電路。本發(fā)明用于高速鐵路、公路隧道照明以及對(duì)照明安全要求特別高地方，在電力供電體系被破壞后，讓每一個(gè)燈具本身就成為一個(gè)獨(dú)立的照明體系，即使線路遭遇再嚴(yán)重的損壞，亦不影響照明的效果，即實(shí)現(xiàn)了更安全的要求。本發(fā)明徹底解決交流中斷后由于UPS供電切換帶來的熄燈風(fēng)險(xiǎn)，做到真正意義上照明毫無間斷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明低投資、低消耗、更合理、更安全。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101968193SQ20091006333
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者常鵬程, 張銳, 熊建軍 申請(qǐng)人:上海衍易電氣設(shè)備科技有限公司