地鐵led不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，包括：一連接交流電網(wǎng)的開關(guān)整流器，所述開關(guān)整流器將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對蓄電池充電和給LED燈供電，一與開關(guān)整流器連接的蓄電池，所述蓄電池用于貯存電能，以及一LED燈，所述LED燈分別連接開關(guān)整流器和蓄電池；所述開關(guān)整流器包括交流配電模塊，若干并聯(lián)設(shè)置的開關(guān)整流模塊，以及監(jiān)控模塊；其中交流配電模塊直接連接電網(wǎng)，開關(guān)整流模塊的輸入端連接交流配電模塊的輸出端，所述監(jiān)控模塊通過通訊接口連接本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控，以及通過串行接口連接交流配電模塊和開關(guān)整流模塊。具有成本低、使用壽命長、節(jié)電效果好、可靠性高的特點。
【專利說明】地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及照明系統(tǒng)，具體涉及地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國汽車數(shù)量急劇增加，道路擁堵日益嚴(yán)重，各大城市都正在建設(shè)地下軌道交通——地鐵，以緩解交通擁堵現(xiàn)象。地鐵常年在地下運行對照明燈具有很高的要求，不僅要求節(jié)電、高亮度、長壽命，還必須保證不間斷照明。
[0003]目前常用的白熾燈、日光燈、高壓鈉燈等都是由交流電網(wǎng)供電。最佳設(shè)計的交流電網(wǎng)也不可避免出現(xiàn)停電事故。為了確保地下不間斷照明，通常都必須安裝應(yīng)急照明電源，該應(yīng)急照明電源由整流器、蓄電池和逆變器等部分組成。電網(wǎng)正常供電時，交流電經(jīng)整流器后變?yōu)橹绷麟娊o蓄電池充電，當(dāng)電網(wǎng)中斷供電時，蓄電池通過逆變器把直流電變?yōu)榻涣麟姡o照明燈具供電。這種不間斷照明系統(tǒng)成本很高，同時，由于經(jīng)過多次變換，功耗也較大。
[0004]近年來由直流電源供電的半導(dǎo)體照明燈(LED)得到迅速發(fā)展，這種照明燈比白熾燈節(jié)電90 %，在同等功率下LED比普通日光燈和高壓鈉燈的發(fā)光強度高40 %以上，而且LED燈的壽命可達10萬小時，顯色指數(shù)可達80以上，遠遠高于高壓鈉燈。
[0005]由于采用直流恒定電流供電，LED燈不可能出頻閃，因此目前已成為世界各國公認的最佳綠色照明燈具。地鐵各車站采用LED燈不僅可節(jié)省大量電費，而且還可節(jié)省大量的維修費用，同時也可確保照明質(zhì)量。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，包括開關(guān)整流器、閥控鉛酸蓄電池、帶恒流控制器的LED燈，具有成本低、使用壽命長、節(jié)電效果好、可靠性高的特點。
[0007]為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，包括:
[0009]一連接交流電網(wǎng)的開關(guān)整流器，所述開關(guān)整流器將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對蓄電池充電和給LED燈供電，
[0010]一與開關(guān)整流器連接的蓄電池，所述蓄電池用于貯存電能，
[0011]以及一 LED燈，所述LED燈分別連接開關(guān)整流器和蓄電池；
[0012]所述開關(guān)整流器包括交流配電模塊，若干并聯(lián)設(shè)置的開關(guān)整流模塊，以及監(jiān)控模塊；其中交流配電模塊直接連接電網(wǎng)，開關(guān)整流模塊的輸入端連接交流配電模塊的輸出端，
[0013]所述監(jiān)控模塊通過通訊接口連接本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控，以及通過串行接口連接交流配電模塊和開關(guān)整流模塊。
[0014]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述LED燈連接有恒流驅(qū)動電路，所述恒流驅(qū)動電路包括一集成電路IRS2540，所述集成電路IRS2540的電流反饋腳Ifb連接LED燈與電流采樣電阻Res的節(jié)點；所述集成電路IRS2540的ENN引腳連接開路保護電路，所述開路保護電路包括一二極管Dw，以及與二極管Dw的輸出端連接的并聯(lián)電阻Rwi和Rw2 ;所述集成電路IRS2540的HO引腳連接開關(guān)調(diào)整管M1，且開關(guān)調(diào)整管M1由高端自舉電路驅(qū)動進行高頻工作；
[0015]還包括由二極管Dra、電容Cvrc和二極管DaAMP組成的電源電路，其為集成電路IRS2540提供電源電壓。
[0016]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述LED燈采用金屬鋁制成的燈罩。
[0017]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述蓄電池選用閥控鉛酸蓄電池。
[0018]在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述蓄電池采用兩組，一組作主用，另一組作備用，兩組蓄電池構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)。
[0019]通過上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:
[0020]本實用新型采用LED燈，可節(jié)電40 %，因此整流器和蓄電池的容量都可降低40 %，這樣系統(tǒng)的成本還能降低20%，同時減少了一次變換，系統(tǒng)效率和可靠性大大提高；
[0021]此外，LED燈可省去AC/DC變換部分直接由直流電供電，LED燈控制電路的成本大大降低；
[0022]同時AC/DC變換對LED燈的可靠性影響最大，省去這部分電路，每只LED燈的可靠性將大大提高，壽命也將大大延長。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0025]圖2為本實用新型的開關(guān)整流器的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0026]圖3為本實用新型的恒流驅(qū)動電路的電路圖。

【具體實施方式】
[0027]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0028]參照圖1，地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，包括:
[0029]一連接交流電網(wǎng)的開關(guān)整流器，所述開關(guān)整流器將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對蓄電池充電和給LED燈供電，
[0030]一與開關(guān)整流器連接的蓄電池，所述蓄電池用于貯存電能，
[0031]以及一 LED燈，所述LED燈分別連接開關(guān)整流器和蓄電池；
[0032]開關(guān)整流器的主要作用是將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對蓄電池充電和給LED燈供電。每個地鐵站配置一臺高效率的開關(guān)型整流器。
[0033]蓄電池開始充電時，該開關(guān)整流器輸出恒定電流，當(dāng)電池組電壓達到規(guī)定值時，開關(guān)整流器自動輸出恒定電壓，一方面供給LED燈恒定電壓，另一方面供給蓄電池浮充充電電流，確保工作過程中，蓄電池始終保持充足電狀態(tài)。
[0034]蓄電池的主要作用是貯存電能，電網(wǎng)供電正常時，開關(guān)整流器給蓄電池充電，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)供電中斷，蓄電池即可立即給LED燈供電，根據(jù)地鐵車站內(nèi)安裝LED的功率和要求保證停電后的照明時間，來選擇所需蓄電池的容量。蓄電池的種類很多，但是每個地鐵車站所需蓄電池的容量都比較大，因此應(yīng)選擇價格較低的閥控鉛酸蓄電池。
[0035]而且為了確保照明不間斷，蓄電池最好選用兩組，一組作主用，另一組作備用，兩組蓄電池構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)。
[0036]上述蓄電池采用法空鉛酸蓄電池。
[0037]參照圖2，開關(guān)整流器包括交流配電模塊，若干并聯(lián)設(shè)置的開關(guān)整流模塊，以及監(jiān)控模塊；其中交流配電模塊直接連接于電網(wǎng)，開關(guān)整流模塊的輸入端連接交流配電模塊的輸出端，
[0038]所述監(jiān)控模塊通過通訊接口連接本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控，以及通過串行接口連接交流配電模塊和開關(guān)整流模塊。
[0039]為了確保開關(guān)整流器可靠工作，多個開關(guān)整流模塊并聯(lián)工作，并且采用N+1冗余供電系統(tǒng)。工作過程中，即使某一個開關(guān)整流模塊發(fā)生故障，其他模塊仍能保證供電。
[0040]監(jiān)控模塊可以監(jiān)控開關(guān)整流器、蓄電池和LED的各種參數(shù)。通過通信接口，地鐵控制中心可對各個地鐵車站內(nèi)的開關(guān)整流器、蓄電池、LED燈實施遠程監(jiān)控。
[0041]參照圖3，LED燈連接有恒流驅(qū)動電路，帶恒流驅(qū)動電路的LED燈的作用是把直流輸入電壓變換為LED燈所需的恒定電流，保證LED燈安全可靠工作。
[0042]地鐵車站面積很大，采用低壓直流輸電技術(shù)，輸電線上將產(chǎn)生一定的壓降，因此加到每只LED燈上的電壓將有一定波動，尤其是電網(wǎng)供電中斷后，蓄電池的供電電壓波動更大，因此必須通過恒流驅(qū)動電路來保證所有LED燈的電流均保持恒定，LED燈還需要安裝具有一定面積的散熱器，才能降低LED燈的工作溫度，保證LED的壽命達5萬小時以上；一般LED燈采用金屬鋁制成的燈罩，這樣燈罩還可實現(xiàn)LED燈的散熱功能。
[0043]所述恒流驅(qū)動電路包括一集成電路IRS2540，所述集成電路IRS2540的電流反饋腳Ifb連接LED燈與電流采樣電阻Rcs的節(jié)點；所述集成電路IRS2540的ENN引腳連接開路保護電路，所述開路保護電路包括一二極管Dw，以及與二極管Dw的輸出端連接的并聯(lián)電阻Rovi和Rw2 ;所述集成電路IRS2540的HO引腳連接開關(guān)調(diào)整管M1，且開關(guān)調(diào)整管M1由高端自舉電路驅(qū)動進行聞頻工作；
[0044]還包括由二極管Dra、電容Cvrc和二極管DaAMP組成的電源電路，其為集成電路IRS2540提供電源電壓。
[0045]上述恒流驅(qū)動電路具有輸入電壓范圍寬、控制效率高等優(yōu)點。
[0046]圖中M1為開關(guān)調(diào)整管、D1為續(xù)流二極管、L1為續(xù)流電感、Rk為電流采樣電阻。
[0047]當(dāng)流過LED燈的電流變化時，電流采樣電阻Rcs兩端降壓變化，該電壓送入集成電路IRS2540的電流反饋腳Ifb，與內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓比較后，控制信號改變開關(guān)調(diào)整管M1的輸出脈沖占空比，并通過續(xù)流二極管D1、續(xù)流電感L1確保LED燈的電流恒定。
[0048]圖中自舉二極管Dmot和自舉電容Cmot組成高端自舉電路，驅(qū)動開關(guān)調(diào)整管M1高頻工作。
[0049]二極管Dv。。、電容Cvee和二極管Dclamp組成電源電路，給集成電路IRS2540提供電源電壓。
[0050]二極管Dw、電阻RW1、Rov2組成開路保護電路，通過二極管Deni加入脈沖信號，可以關(guān)斷LED燈，也可以調(diào)整LED燈亮度。
[0051]該系統(tǒng)的最大特點是大大降低不間斷照明系統(tǒng)的初期投資，因為該新型應(yīng)急照明系統(tǒng)中省去了價格最貴的大功率逆變器，系統(tǒng)造價大約降低40%，采用LED燈，可節(jié)電40%，因此整流器和蓄電池的容量都可降低40%，這樣系統(tǒng)的成本還能降低20%，同時減少了一次變換，系統(tǒng)效率和可靠性大大提高，此外，LED燈可省去AC/DC變換部分直接由直流電供電，LED燈控制電路的成本大大降低，同時AC/DC變換對LED燈的可靠性影響最大，省去這部分電路，每只LED燈的可靠性將大大提高,壽命也將大大延長。
[0052]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一連接交流電網(wǎng)的開關(guān)整流器，所述開關(guān)整流器將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對蓄電池充電和給LED燈供電， 一與開關(guān)整流器連接的蓄電池，所述蓄電池用于貯存電能， 以及一 LED燈，所述LED燈分別連接開關(guān)整流器和蓄電池； 所述開關(guān)整流器包括交流配電模塊，若干并聯(lián)設(shè)置的開關(guān)整流模塊，以及監(jiān)控模塊；其中交流配電模塊直接連接電網(wǎng)，開關(guān)整流模塊的輸入端連接交流配電模塊的輸出端， 所述監(jiān)控模塊通過通訊接口連接本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控，以及通過串行接口連接交流配電模塊和開關(guān)整流模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，其特征在于，所述LED燈連接有恒流驅(qū)動電路，所述恒流驅(qū)動電路包括一集成電路IRS2540，所述集成電路IRS2540的電流反饋腳Ifb連接LED燈與電流采樣電阻Rcs的節(jié)點；所述集成電路IRS2540的ENN引腳連接開路保護電路，所述開路保護電路包括一二極管Dw，以及與二極管Dw的輸出端連接的并聯(lián)電阻Rwi和Rw2 ;所述集成電路IRS2540的HO引腳連接開關(guān)調(diào)整管M1，且開關(guān)調(diào)整管M1由高端自舉電路驅(qū)動進行高頻工作； 還包括由二極管Dvcc、電容Cra和二極管Dcump組成的電源電路，其為集成電路IRS2540提供電源電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，其特征在于，所述LED燈采用金屬鋁制成的燈罩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池選用閥控鉛酸蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄電池采用兩組，一組作主用，另一組作備用，兩組蓄電池構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H05B37/02GK204157104SQ201420459521
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】劉煥榮, 郭繼偉 申請人:陜西流金數(shù)碼光電科技有限公司