两线式应急照明逆变电源装置的制作方法

本发明涉及应急照明领域，具体涉及一种两线式应急照明逆变电源装置。

背景技术：

直接搭接市电1根火线1根零线（220v交流），中间串接1个开关，就可以控制照明灯点亮和熄灭，这就是两线式连接。

若增加应急照明，则需要再增加1根（同相）火线，其作用是既要给应急灯里电池充电，也要保障在常规照明开关K关断时不会启动应急照明(只有停电时才启动)，也即所谓三线式连接。现有的应急照明基本上都是3线连接方式，其设置安装联接被国标17945—2010《消防应急照明和疏散指示系统》所规范。

在实际应用中应急照明功用并不仅限于消防照明。例如，在城市的广大家庭里，停电可能使你小孩没法做作业，家庭无法用餐或处理家务，今后越来越多工作事务将在家里完成，家庭应急照明更突显重要。在乡村店铺旅店里，停电也会使人手忙脚乱一措莫展。这些都需要安全简单实用的应急照明提供帮助。这种应急照明准确地说是指备用照明而非消防应急照明。再者使用三线式连接应急照明，存在着增加敷设1根火线，实施中非常困难，设计审查施工验收均有严格要求，尤其是装饰过的环境场所接入，更加困难。现有的消防应急照明要求停电即亮，而且要求一直亮下去，期间不得开关管控（便于疏散和救火），如果在家庭里使用不方便（白天停电也会亮且关不断）也不经济。

既然广大非公众场合，如家庭和独立的住处，店铺，哨所，诊所等单元内部的应急照明，主要是备用照明功用而非消防照明功用。如果应急照明也能像普通照明灯那样两线式直接接入，那安装使用可就方便多了。

国内两线式应急照明领域近年出现了两线式螺旋应急球泡灯。其应急照明实际功率值只能停留在1 W（瓦）、2W（瓦）左右的电子蜡烛水平，且管控稳定性差，放电保护功也能难以实现（亮度暗至电池电能耗尽为止）；低电压大电流，高电压高功率两线式应急照明灯更一直无法推出。尽管一些厂家产品标称达到5W 10w甚至更高应急功率，经调研测试均不超过1-2W。其原因是交直流两种信号状态下存在着电路参数相互牵涉和放大电路和高功率开关电路匹配困难等技术难点。

技术实现要素：

本发明目的是在安全稳定规范的前提下提供一种两线式应急照明逆变电源装置，将其联结在市电和照明灯具之间安装使用，满足类似家庭内部和独立非公众场所应急照明的需求，既方便安装，不改变装饰环境，光源的功率和型号，又节约了电能，墙壁开关可控制。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种两线式应急照明逆变电源装置：包括市网电源、2线式逆变电源电路和应急灯，市网电源和应急灯光源之间通过2线式逆变电源电路连接；

所述的2线式逆变电源电路包括应急电池、应急逆变照明电路和开关电源充电电路；

正常照明时，市网电源依次通过2线式联线、开关K、继电器的触点J1与应急灯光源连接，开关电源充电电路给应急电池充电，通过值守电路保障有电时不发生应急转换；

停电时，值守点路翻转，应急逆变照明电路的输入端与应急电池连接、输出端通过继电器的触点J2，点亮应急灯光源。

本发明的技术效果在于：将市网电源、开关、专用逆变器以及应急灯形成一种智能连接体。从应用角度讲：1、有非常简单的两线式接入，有电时开关可控制常规照明亮灭，停电时该开关仍然可控制应急照明亮灭。2、为小体积独立的应急照明电源电器产品，可以方便地装入灯具内或固定于灯具旁。使得各种功率和款式的灯具都可以被迅速转换为两线式连接使用。甚至完全不需要改变原房间光源灯具的光源和装饰效果。3、适应负载较宽功率范围的选择变化，设置电池放电保护环节以及负载空载保护环节。从技术角度讲：1、解决了传统三线式停电信号一次触发控制应急灯亮灭，变为两线式停电后由墙壁开关多次控制应急灯亮灭的功能。2、采用双回路截止方法解决了两线式停电信号放大电路到开关放大电路衔接匹配困难，应急灯应急功率难以放大的技术障碍。3、采用了双信号触发的方法解决了二线式应急照明期间墙壁开关导通一直给电路以点亮触发信号导致电池截止保护电路无法加入，空载保护电路也无法加入，亮灭控制不稳定等等技术难题。

附图说明

图1为本发明的控制示意图；

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

参照附图，一种两线式应急照明逆变电源装置，包括市网电源10、2线式逆变电源电路20和应急灯30，市网电源10和应急灯30之间通过2线式逆变电源电路20智能连接；

所述的2线式逆变电源电路20包括应急电池21、应急逆变照明电路22和开关电源充电电路23；

正常照明时，市网电源10依次通过2线式联线11、12、开关K、继电器24的触点J1与应急灯光源30连接，开关电源充电电路23给应急电池21充电，通过值守电路保障有电时不发生应急转换；

停电时，值守点路翻转，应急逆变照明电路22的输入端与应急电池21连接、输出端通过继电器24的触点J2，点亮应急灯光源30。

此外，当灯负载损坏或没有接入电路，或者应急电池21放电将尽时，应急逆变电源电路22内部设置的过压，空载，放电保护等电路动作，有效保护了电池，电路元件和光源不被损坏。

进一步的，所述的开关电源充电电路23为可调整充电电流的带过流过压保护的充电电路。

进一步的，应急电池21的两端间与所述的应急灯光源30之间还设有应急控制电路40；

应急控制电路40包括110v至220v零火线介入回路41，应急转换与控制回路42，电池放电保护电路43，负载空载保护电路43以及过压保护电路44；

零火线介入回路41由市网电源10的内阻13、电阻R25、应急电池21、稳压二极管W3、电容C12以及电阻R29依次连接构成；

应急转换与控制回路42包括三极管Q2和Q3、二极管D13、电阻R25、R28、R29、R30和R34、市网电阻Sr、电容C13、C12和C18、光耦IC3以及稳压二极管W3组成；三极管Q2、Q3与电容C13与电阻R28并联后与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极与三极管Q3的基极相连，电阻R25、二极管D13以及市网电阻Sr分别通过电阻R29与电容C12相连，光耦IC3与R30、R34并联，稳压二极管W3的一端与三极管Q2的基极相连、另一端与零火线介入回路41相连；

电池放电保护电路43由三极管Q6和Q7、电阻R20、R21、R14、R29和R19组成；

负载空载保护电路43由二极管D15和D16、电阻R23和R14、光耦IC2以及三极管Q7组成；

过压保护电路44由电阻R24和R33以及二极管D5组成。

再进一步的，所述的应急控制电路40还包括单端反激式开关电路45；

单端反激式开关电路45由振荡电路、电阻R30和R33、三极管Q8、变压器T1、电容C8、C9和C16以及二极管D13和D14组成。

进一步的，所述的应急灯光源30的输入电压为10v-30v或30v-70V或70V-220v、应急输出功率的范围为 3W-10W或10W-30W或30W-60W。

进一步的，所述的应急灯30包括LED灯、荧光灯以及节能应急灯。这里需要说明的是，由于光源不同，振荡和输出电路略有不同，但是触发控制原理相同。

下面本发明结合线路结构示意图图1，电路原理图2，重要部分作较为详细说明。

市网有电时市电220v电源由火线12经过开关K和2线式逆变电源电路20里的继电器J的闭合电触点J1, 应急灯30,返回市电零线11完成回路，开关K控制灯的亮灭。与此同时，市电有一路经过应急控制电路40向应急电池21充电。应急控制电路40是由ACDB四点包围的一个常用的典型的开关电源电路,充电电流大小由R13阻值调节确定。（锂电池附有保护板充满自停，镍镉电池充电满时电压提高，转入浮冲）充电电流稳定性由W2、Q4、Q5、R12等元件组成的负反馈电路确定。充电工作状态由发光管B(绿 有电指示），R(红 充电指示）Y(黄 故障指示）分别显示。

与此同时，市电还有一路正半周时通过电阻R25,稳压管W3,电容C12,电阻R29完成回路，由于W3稳压点高于应急电池21正端C点电压，C12也被充电至W3稳压值，三极管Q2反偏置，Q2，Q3都不会导通,应急电路不能启动，整个电路处于值守状态。负半周时电流从零线11经B点、R29、W3、R25 、A点返回火线12，完成交流回路。

由 R25、R29及外部电网综合内阻Sr和CEFD所包围电路共同组成的电路决定了2线式应急照明的启动和关断。现逐一说明:市网停电时，开关K处于接通时，电容C12上电压经R25和源内阻Sr放电低于应急电池21端电压时，Q2基极反偏置转为正偏置，Q2回路接通工作。（Q2基极电流沿D27、R25、A点、开关K、火线12端、电网综合内阻Sr、零线11端、R29完成偏置回路）,Q2导通其集电极电流注入Q3形成Q3正偏置，Q3导通后其发射极输出电流经R34分为两路，一路经R30和光耦IC2初级到应急电池21共地负端，使光耦初边导通（副边也随即导通）。另一路经C14 ，光耦副边（已导通）,去触发 Q7基极 ，Q7导通。Q7导通后接通Q6基极回路，使Q6导通。Q6导通后启动了IC1集成块构成的脉冲振荡电路和单端反激式开关电源电路，也启动了继电器J,使其触点J2闭合J1脱开，反激式开关电源输出点亮光源。（由IC1等元件组成脉冲发生器振荡电路60，其R31、R32、D22、C12确定脉冲频率和脉冲宽度，3脚输出。由MOS场效应管Q8和变压器T1、C11、D13、D14、C9等元件组成单端反激式开关电源电路，其输出电压由变压器T1，C9，C16等元件参数决定。R33和C8是为消除MOS管由导通转为截止时T1自感与漏感在MOS管漏极产生的高压叠加，保护其不被击穿。这里采用单端反激式开关电源电路，用其成本低外围元件少，转换效率高，较宽电压范围输出的优点。在灯点亮Q6也完全导通后Q7基极电流由R14提供自锁，维持Q7Q6持续导通，保障应急电路持续工作。在应急照明期间，若关断墙壁开关K,Q2基极电路中断，光耦IC3初边失电，副边随即截止，致Q7截止，Q6截止，振荡电路失电，逆变停止，灯灭。开关再闭合光耦得电Q7再度导通，灯亮。当电池电压降至0.8倍电池额定电压时，（由R14R19确定）Q7截止。此时即使开关K闭合着 ，灯仍然不能被点亮，达到保护电池目的。D15 D16 R25 和光耦IC2初边共同组成空载保护电路，当负载未接入时光耦IC2初边无电流，其副边开路,通过R14给Q7提供基极电流中断，Q7自锁电路终止，Q6也随即截止，振荡停止灯灭。

国内出现2线式螺旋LED灯泡后，其它产品出不来原因在于实际应急功率上不去。功率上不去原因在于其电路各种保护电路和灯开关K闭合时的电路状态互相抵触调整困难，形成应急灯不能关断或点不亮。深层次原因在于Q2微安级直流放大电路的参数受到与220伏电压匹配的参数牵涉影响，以及电源网源内阻Sr变化的影响，工作点不稳定等原因所致。经反复试验本发明电路采用双重点亮触发和双重关断措施使得相关问题一举解决。下面给予说明：停电时K接通，Q2、Q3导通，点亮时IC3光耦初边工作，副边随即接通后，电流经R34、C14触发Q7导通。由于Q2处于放大状态（R25数值较大）经电解C14、R34的调整，尚不能使Q7达到完全导通，则停电后C6通过R18放电加强触发Q7，则Q7必定能可靠导通。（此举也抵消了C6上电压停电时不能立即消失，通过D10抵制会使Q6延迟导通的弊因），此为双重触发。导通后电解C14电被充满，此路电流基本退出，C6也放电殆尽。Q7基极电流由Q6随即导通后的R14提供自锁Q7，维持灯亮。K开关关断时，Q2、Q3 失电，IC3初边失电，IC3副边随即失电，Q7基极接近断流，但同样因为Q2处于放大状态，电流很小也能工作，因而不能保证Q7 Q6的可靠关断，则此时电解C14可以通过调整R30、IC3初边形成放电回路，使Q7基极进入一个反偏置状态，能起到完全截止Q7，切断Q6,达到可靠灭灯目的，此为双重截止措施。再开通开关K,C14被初充电，光耦被导通，因为Q6基级上D10的抵制作用早已消失，Q6导通不会被延时，Q7导通也就不再有问题。通过本发明实现有电时开关可控制常规照明亮灭，停电时该开关仍然可控制应急照明亮灭,也能适应负载较宽功率范围的选择变化,由于其电路工作状态很稳定，从而一举成功设置了电池放电保护环节以及负载空载保护环节，不会发生灯应急时点不着或关灭时关不灭的现象了。应急输出电路接有D15 D16 R25 和光耦IC2初边共同组成空载保护电路，当负载未接入时光耦IC2初边无电流，其副边开路,通过R14给Q7提供基极电路自锁电流中断，Q7截止，Q6也随即截止，振荡电路停止，应急灯灭。