应急照明电路及应急照明装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了应急照明电路，包括：输入端与交流电网连接，存储交流电网中的电能、输出电压属于交流电网中交流电经整流后的电压范围的电能的辅助供电电源；在交流电网正常运行和发生故障的情况下输出不同控制信号的控制电路；切换开关，切换开关的控制端与控制电路的输出端连接，切换开关的第一输入端与交流电网连接，切换开关的第二输入端与辅助供电电源的输出端连接，切换开关的输出端在控制信号的作用下切换连接至第一输入端或第二输入端，切换开关的输出端与LED灯具中的AC/DC转换器的输入端连接。本实用新型公开的应急照明电路，可以为各种规格的LED灯具供电，从而降低研发成本。本实用新型还公开了应急照明装置。
【专利说明】应急照明电路及应急照明装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于照明领域，尤其涉及应急照明电路及应急照明装置。
【背景技术】
[0002] 在电网发生故障时，一些场所可能会因为失去照明而存在安全隐患，在这些场所 中要安装应急照明装置。例如在楼梯走道和安全出口都要安装应急照明装置。
[0003] 目前的应急照明多采用以下方式：在交流电网正常输出时，由AC/DC转换器将交 流电网中的交流电转换为符合LED光源电能需求的直流电，为LED光源供电，交流电网同时 为辅助供电电源充电。在交流电网发生故障时，由辅助供电电源提供符合LED光源电能需 求的直流电，为LED光源供电。
[0004] 但是，不同规格LED光源对电能的需求（具体指电压、电流和功率）也不同，这导 致需要为不同规格的LED光源配置不同的应急照明电路，由此导致研发成本的提高。 实用新型内容
[0005] 有鉴于此，本实用新型的目的在于提供能够兼容不同规格LED光源的应急照明电 路。同时，本实用新型还提供相应的应急照明装置。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0007] 本实用新型公开了一种应急照明电路，包括：
[0008] 输入端与交流电网连接，存储所述交流电网中的电能、输出电压属于所述交流电 网中交流电经整流后的电压范围的电能的辅助供电电源；
[0009] 在所述交流电网正常运行和发生故障的情况下输出不同控制信号的控制电路；
[0010] 切换开关，所述切换开关的控制端与所述控制电路的输出端连接，所述切换开关 的第一输入端与所述交流电网连接，所述切换开关的第二输入端与所述辅助供电电源的输 出端连接，所述切换开关的输出端在所述控制信号的作用下切换连接至所述第一输入端或 第二输入端，所述切换开关的输出端作为所述应急照明电路的输出端、与LED灯具中的AC/ DC转换器的输入端连接。
[0011] 优选的，在上述应急照明电路中，所述辅助供电电源包括充电模块、储能模块和 DC/DC模块；
[0012] 所述充电模块的输入端与所述交流电网连接，所述充电模块的输出端与所述储能 模块的输入端连接，所述储能模块的输出端与所述DC/DC模块的输入端连接，所述DC/DC模 块将所述储能模块输出的电能转换为电压属于所述交流电网中交流电经整流后的电压范 围的直流电，所述DC/DC模块的输出端为所述辅助供电电源的输出端。
[0013] 优选的，在上述应急照明电路中，所述控制电路包括第一电阻、第二电阻、第三电 阻、第一开关管和第二开关管；
[0014] 所述第一电阻的第一端连接至所述充电模块的输出端，所述第一电阻的第二端端 通过所述第二电阻接地；
[0015] 所述第一开关管的控制端连接至所述第一电阻和所述第二电阻的公共端，所述第 一开关管的输入端通过所述第三电阻连接至所述储能模块的输出端，所述第一开关管的输 出端接地；
[0016] 所述第二开关管的控制端连接至所述第一开关管的输入端，所述第二开关管的输 入端连接至所述储能模块的输出端，所述第二开关管的输出端作为所述控制电路的输出 端。
[0017] 优选的，在上述应急照明电路中，所述切换开关为双刀双掷型继电器；
[0018] 所述继电器的线圈作为所述切换开关的控制端串联在所述第二开关管的输出端 和接地端之间；
[0019] 所述继电器的第一组转换触点中，第一动触点连接至所述AC/DC转换器的第一输 入端，第一常闭触点连接至所述交流电网的火线，第一常开触点连接至所述辅助供电电源 的正输出端；
[0020] 所述继电器的第二组转换触点中，第二动触点连接至所述AC/DC转换器的第二输 入端，第二常闭触点连接至所述交流电网的零线，第二常开触点连接至所述辅助供电电源 的负输出端。
[0021 ] 优选的，上述应急照明电路还包括：与所述控制电路连接，根据测试指令输出低电 平信号至所述第一开关管的控制端的测试电路。
[0022] 优选的，在上述应急照明电路中，所述DC/DC模块为升压变换器、反激变换器或者 升降压变换器。
[0023] 优选的，在上述应急照明电路中，所述DC/DC模块在所述交流电网正常运行时停 止工作。
[0024] 优选的，在上述应急照明电路中，所述控制电路在所述DC/DC模块的输出电压降 低至预设范围内时，控制所述切换开关的输出端切换连接至所述第一输入端。
[0025] 本实用新型还公开了一种应急照明装置，包括上述任意一种应急照明电路和LED 灯具；
[0026] 所述LED灯具包括AC/DC转换器和LED光源；
[0027] 所述应急照明电路中切换开关的输出端与所述AC/DC转换器的输入端连接，所述 LED光源与所述AC/DC转换器的输出端连接。
[0028] 优选的，上述应急照明装置还包括第二开关，所述应急照明电路中切换开关的第 一输入端通过所述第二开关与所述交流电网连接。
[0029] 由此可见，本实用新型的有益效果为：本实用新型公开的应急照明电路，在交流电 网发生故障时由辅助供电电源为LED灯具中的AC/DC转换器提供输入电压，由于AC/DC转 换器的输入电压（也就是电网电压）是相对固定的，因此只要辅助供电电源的输出电压满 足电网电压要求，就能为该电网中的各种规格的LED灯具充当应急电源，避免分别为各种 规格的LED灯具开发不同的应急照明电路，从而降低研发成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本 实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还 可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031] 图1为本实用新型公开的一种应急照明电路的结构示意图；
[0032] 图2为本实用新型公开的一种辅助供电电源的结构示意图；
[0033] 图3为本实用新型公开的一种控制电路的电路图；
[0034] 图4为本实用新型公开的一种控制电路和测试电路的电路图；
[0035] 图5为本实用新型公开的一种应急照明装置的结构示意图；
[0036] 图6为本实用新型公开的另一种应急照明装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新 型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施 例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于 本实用新型保护的范围。
[0038] 本实用新型公开一种能够兼容不同规格LED光源的应急照明电路。
[0039] 参见图1，图1为本实用新型公开的一种应急照明电路的结构示意图。该应急照明 电路包括辅助供电电源1〇〇、控制电路200和切换开关300。
[0040] 其中：
[0041] 辅助供电电源100的输入端与交流电网连接，能够存储交流电网中的电能并输出 电能，辅助供电电源100输出的电能的电压属于交流电网中交流电经整流后的电压范围。
[0042] 控制电路200在交流电网正常运行和发生故障的情况下，输出不同的控制信号。
[0043] 切换开关300的控制端与控制电路200的输出端连接，切换开关300的第一输入 端与交流电网连接，切换开关300的第二输入端与辅助供电电源100的输出端连接，切换开 关300的输出端在控制电路200输出的控制信号的作用下切换连接至第一输入端或第二输 入端，切换开关300的输出端作为应急照明电路的输出端、与LED灯具中的AC/DC转换器的 输入端连接，在图1中未示出LED灯具。
[0044] 下面对图1所示应急照明电路的运行过程进行说明。
[0045] 在交流电网正常运行时，控制电路200输出第一控制信号，以控制切换开关300的 输出端与第一输入端连接，此时由交流电网直接为LED灯具供电。在这个过程中，辅助供电 电源100接收交流电网的电能并进行存储。
[0046] 在交流电网发生故障无法继续供电时，控制电路200输出第二控制信号，以控制 切换开关300的输出端与第二输入端连接，此时辅助供电电源100对自身存储的电能进行 转换，输出电压属于交流电网中的交流电经整流后的电压范围的电能，也就是输出电压属 于LED灯具中AC/DC转换器的输入电压范围内的电能，由AC/DC转换器进一步进行转换后 为LED灯具中的LED光源供电。这里需要说明的是，当AC/DC转换器的输入电压在额定输 入电压的正负10%之间波动时，AC/DC转换器仍能稳定运行。以220V的交流电网为例，当 辅助供电电源100的输出电压处于198V至242V之间时，LED灯具中的AC/DC转换器都可 以稳定运行，保证LED光源正常发光。
[0047] 本实用新型公开的应急照明电路，在交流电网正常运行时，控制电路200控制切 换开关300连接交流电网和LED灯具中的AC/DC转换器，由交流电网直接为LED灯具供电， 在交流电网发生故障时，控制电路200控制切换开关300连接辅助供电电源100和LED灯具 中的AC/DC转换器，由辅助供电电源100为AC/DC转换器提供输入电压，之后由AC/DC转换 器为LED光源供电。本实用新型公开的应急照明电路，在交流电网发生故障时由辅助供电 电源100为LED灯具中的AC/DC转换器提供输入电压，由于AC/DC转换器的输入电压（也 就是电网电压）是相对固定的，因此只要辅助供电电源100的输出电压满足电网电压要求， 就能为该电网中的各种规格的LED灯具充当应急电源，避免分别为各种规格的LED灯具开 发不同的应急照明电路，从而降低研发成本。
[0048] 在图1所示应急照明电路中，辅助供电电源100的结构可以如图2所示，包括充电 模块101、储能模块102和DC/DC模块103。
[0049] 其中，充电模块101的输入端能够与交流电网连接，充电模块101的输出端与储能 模块102的输入端连接，储能模块102的输出端与DC/DC模块103的输入端连接，DC/DC模 块103的输出端为辅助供电电源100的输出端、与切换开关300的第二输入端连接。在交 流电网正常运行时，充电模块101接收交流电网中的电能，并将电能转换后存储于储能模 块102, DC/DC模块103将储能模块102中存储的电能转换为直流电，该直流电的电压属于 交流电网中的交流电经整流后的电压范围，也就是该直流电的电压属于LED灯具中AC/DC 转换器的输入电压范围内。
[0050] 实施中，充电模块101和DC/DC模块103采用现有的电路或芯片。储能模块102 采用充电电池。
[0051] 另外，在图1所示应急照明电路中，控制电路200可以由分立元件构成。图3示出 了控制电路的一种结构。包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一开关管Q1和 第二开关管Q2。
[0052] 其中：
[0053] 第一电阻R1的第一端连接至充电模块101的输出端（图中以a表不），第一电阻 R1的第二端通过第二电阻R2接地。
[0054] 第一开关管Q1的控制端连接至第一电阻R1和第二电阻R2的公共端，第一开关管 Q1的输入端通过第三电阻R3连接至储能模块102的输出端（图中以b表示），第一开关管 Q1的输出端接地。
[0055] 第二开关管Q2的控制端连接至第一开关管Q1的输入端，第二开关管Q2的输入端 连接至储能模块102的输出端，第二开关管Q2的输出端作为控制电路200的输出端。
[0056] 当交流电网正常运行时，辅助充电电源100中充电模块101和储能模块102的输 出端有电压输出，此时第一开关管Q1导通、第二开关管Q2关断，第二开关管Q2的输出端输 出低电平信号。当交流电网出现故障时，辅助充电电源100中充电模块101的输出端不再 输出电压信号，而储能模块102的输出端有电压输出，此时第一开关管Q1关断，而第二开关 管Q2导通，第二开关管Q2的输出端输出高电平信号。
[0057] 实施中，第一开关管Q1和第二开关管Q2可以采用NPN型三极管，或者是N沟道场 效应管。
[0058] 基于图3所示的控制电路，切换开关300可以采用双刀双掷型继电器实现。具体 的：
[0059] 继电器KM1的线圈作为切换开关300的控制端串联在第二开关管Q2的输出端和 接地端之间，如图3中所示。
[0060] 继电器KM1的第一组转换触点中，第一动触点连接至LED灯具中AC/DC转换器的 第一输入端，第一常闭触点连接至交流电网的火线，第一常开触点连接至辅助供电电源1〇〇 的正输出端，当辅助供电电源100采用图2所示结构时，第一常开触点连接至DC/DC模块 103的正输出端。
[0061] 继电器KM1的第二组转换触点中，第二动触点连接至LED灯具中AC/DC转换器的 第二输入端，第二常闭触点连接至交流电网的零线，第二常开触点连接至辅助供电电源1〇〇 的负输出端，当辅助供电电源100采用图2所示结构时，第二常开触点连接至DC/DC模块 103的负输出端。
[0062] 当交流电网正常运行时，第二开关管Q2的输出端输出低电平信号，此时继电器 KM1的线圈中没有电流流过，在第一组转换触点中，第一动触点与第一常闭触点连接，在第 二组转换触点中，第二动触点与第二常闭触点连接，在这种情况下由交流电网直接为LED 灯具供电。当交流电网发生故障时，第二开关管Q2的输出端输出高电平信号，此时继电器 KM1的线圈中有电流流过，在第一组转换触点中，第一动触点切换至与第一常开触点连接， 在第二组转换触点中，第二动触点切换至与第二常开触点连接，在这种情况下由辅助供电 电源100为LED灯具供电。
[0063] 实施中，还可以在应急照明电路中设置测试电路，该测试电路与控制电路连接，根 据测试指令输出低电平信号至第一开关管Q1的控制端。操作人员可以给出测试指令，通 过测试电路模拟交流电网故障，以便验证应急照明电路在交流电网发生故障时是否可以为 LED灯具正常供电，防止出现在交流电网真正故障时应急照明电路失效的现象。
[0064] 测试电路可以采用多种结构实现，这里结合图4对其中一种结构进行说明。测试 电路包括第一开关K1，第一开关管Q1的控制端通过第一开关K1接地。操作人员按下第一 开关K1后，第一开关管Q1的控制端接地，也就是在第一开关管Q1的控制端加载一低电平 信号，从而模拟出交流电网故障时加载在第一开关管Q1的控制端的电信号。如果在操作人 员按下第一开关K1后，与该应急照明电路连接的LED灯具仍被点亮，则确定应急照明电路 能够正常运行。
[0065] 在本实用新型公开的应急照明电路中，辅助供电电源100中的储能模块102的电 压相对于电网电压较低，因此DC/DC模块103优选采用具有升压功能的转换电路，例如：升 压变换器（boost变换器）、反激变换器（flyback变换器）和升降压变换器（buckboost变 换器）。
[0066] 在应急照明电路使用过程中，在交流电网正常运行时，可以控制辅助供电电源100 中的DC/DC模块103停止工作。其原因在于：在交流电网正常运行时，切换开关300在控制 电路200的控制下切换至由交流电网为LED灯具供电，在这种情况下，虽然DC/DC模块103 处于空载状态，但仍有空载损耗，因此为了节约能源，优选的控制DC/DC模块103停止工作。 [0067] 在交流电网从故障状态恢复正常时，如果直接控制切换开关300切换至由交流电 网为LED灯具供电，可能会由于DC/DC模块103的输出电压较高引起电弧，造成切换开关 300的损坏。因此，作为优选方案，在交流电网从故障状态恢复正常时，首先控制DC/DC模块 103停止工作，以使得DC/DC模块103的输出电压降低至预设范围内，之后再控制切换开关 300切换至由交流电网为LED灯具供电。该预设范围为切换开关300标称的断开时不会引 起电弧的安全电压范围。
[0068] 本实用新型还公开一种应急照明装置，其结构如图5所示。包括：应急照明电路10 和LED灯具20。
[0069] 其中，应急照明电路10为本实用新型前述公开的任意一种应急照明电路，包括辅 助供电电源100、控制电路200和切换开关300。应急照明电路10的具体结构请参见前文 描述，这里不再进行赘述。
[0070] LED灯具20包括AC/DC转换器21和LED光源22。
[0071] 应急照明电路10中切换开关300的输出端与AC/DC转换器21的输入端连接，LED 光源22与AC/DC转换器21的输出端连接。AC/DC转换器21对接收到的电能（来源于交流 电网或者辅助供电电源100)进行转换，从而为LED光源22供电。
[0072] 本实用新型公开的应急照明装置中，应急照明电路10为LED灯具20中的AC/DC 转换器21提供输入电压，之后由AC/DC转换器21对接收到的电能进行转换后为LED光源 22供电。本实用新型公开的应急照明装置，当LED灯具20损坏时，可以用适用于当前电网 的任意一种LED灯具替换，具有很好的复用性。
[0073] 作为优选方案，本实用新型进一步在应急照明装置中设置第二开关K2,如图6所 /_J、1 〇
[0074] 应急照明电路10中切换开关300的第一输入端通过第二开关K2与交流电网连 接。该第二开关K2受人为控制，可以为按键型开关，也可以为声控开关。
[0075] 在完成图6所示应急照明装置的安装后，第二开关K2串联于交流电网和切换开关 300的第一输入端之间，这就决定了只有在交流电网正常运行时，用户才可以通过第二开关 K2打开或者关闭LED光源22,在交流电网发生故障时，辅助供电电源100总能点亮LED光 源22,起到应急照明的作用，此时LED光源22不受第二开关K2的控制。
[0076] 另外，本实用新型公开的应急照明装置中，LED灯具20中的LED光源22可以是一 个LED灯珠，也可以由多个LED灯珠串联形成。
[0077] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0078] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种应急照明电路，其特征在于，包括： 输入端与交流电网连接，存储所述交流电网中的电能、输出电压属于所述交流电网中 交流电经整流后的电压范围的电能的辅助供电电源； 在所述交流电网正常运行和发生故障的情况下输出不同控制信号的控制电路； 切换开关，所述切换开关的控制端与所述控制电路的输出端连接，所述切换开关的第 一输入端与所述交流电网连接，所述切换开关的第二输入端与所述辅助供电电源的输出端 连接，所述切换开关的输出端在所述控制信号的作用下切换连接至所述第一输入端或第二 输入端，所述切换开关的输出端作为所述应急照明电路的输出端、与LED灯具中的AC/DC转 换器的输入端连接。
2. 根据权利要求1所述的应急照明电路，其特征在于，所述辅助供电电源包括充电模 块、储能模块和DC/DC模块； 所述充电模块的输入端与所述交流电网连接，所述充电模块的输出端与所述储能模块 的输入端连接，所述储能模块的输出端与所述DC/DC模块的输入端连接，所述DC/DC模块将 所述储能模块输出的电能转换为电压属于所述交流电网中交流电经整流后的电压范围的 直流电，所述DC/DC模块的输出端为所述辅助供电电源的输出端。
3. 根据权利要求2所述的应急照明电路，其特征在于，所述控制电路包括第一电阻、第 二电阻、第三电阻、第一开关管和第二开关管； 所述第一电阻的第一端连接至所述充电模块的输出端，所述第一电阻的第二端端通过 所述第二电阻接地； 所述第一开关管的控制端连接至所述第一电阻和所述第二电阻的公共端，所述第一开 关管的输入端通过所述第三电阻连接至所述储能模块的输出端，所述第一开关管的输出端 接地； 所述第二开关管的控制端连接至所述第一开关管的输入端，所述第二开关管的输入端 连接至所述储能模块的输出端，所述第二开关管的输出端作为所述控制电路的输出端。
4. 根据权利要求3所述的应急照明电路，其特征在于，所述切换开关为双刀双掷型继 电器； 所述继电器的线圈作为所述切换开关的控制端串联在所述第二开关管的输出端和接 地端之间； 所述继电器的第一组转换触点中，第一动触点连接至所述AC/DC转换器的第一输入 端，第一常闭触点连接至所述交流电网的火线，第一常开触点连接至所述辅助供电电源的 正输出端； 所述继电器的第二组转换触点中，第二动触点连接至所述AC/DC转换器的第二输入 端，第二常闭触点连接至所述交流电网的零线，第二常开触点连接至所述辅助供电电源的 负输出端。
5. 根据权利要求4所述的应急照明电路，其特征在于，还包括与所述控制电路连接，根 据测试指令输出低电平信号至所述第一开关管的控制端的测试电路。
6. 根据权利要求2至5中任一项所述的应急照明电路，其特征在于，所述DC/DC模块为 升压变换器、反激变换器或者升降压变换器。
7. 根据权利要求6所述的应急照明电路，其特征在于，所述DC/DC模块在所述交流电网 正常运行时停止工作。
8. 根据权利要求7所述的应急照明电路，其特征在于，所述控制电路在所述DC/DC模 块的输出电压降低至预设范围内时，控制所述切换开关的输出端切换连接至所述第一输入 端。
9. 一种应急照明装置，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的应急照明电 路和LED灯具； 所述LED灯具包括AC/DC转换器和LED光源； 所述应急照明电路中切换开关的输出端与所述AC/DC转换器的输入端连接，所述LED 光源与所述AC/DC转换器的输出端连接。
10. 根据权利要求9所述的应急照明装置，其特征在于，还包括第二开关，所述应急照 明电路中切换开关的第一输入端通过所述第二开关与所述交流电网连接。
【文档编号】H05B37/02GK203851342SQ201420262284
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】姜德来, 华桂潮 申请人:英飞特电子（杭州）股份有限公司