專利名稱：一種電容式消防應急照明燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于應急燈制造領域，涉及一種消防應急照明燈，尤其 是一種電容式消防應急照明燈。
背景技術：
消防應急照明燈是在發(fā)生火災的緊急情況下，為著火建筑內的 人員和物資疏散提供應急照明的，作為一種與人們生命財產(chǎn)安全密切 相關的電子設備，我們理所當然的希望其具有高可靠性、長壽命、維 護簡單的特點。但是，傳統(tǒng)消防應急照明燈幾乎都采用鎳鎘電池作為 儲能裝置，其不可避免的存在以下的缺點
1 .鎳鎘電池的充電控制電路比較復雜。必須具備過充電保護電路 和過放電保護電路才能保證鎳鎘電池的使用壽命和性能。致使消防應 急照明燈的整個電路比較復雜，成本較高。
2. 鎳鎘電池由于存在記憶效應，如果在電池還沒有充分放電的情 況下就對電池充電，會使電池的容量大幅度的降低，如果想要克服電 池的記憶效應，就必須設計放電檢測控制電路，確保電池在充電之前 能充分放電，但是，這就使消防應急照明燈的電路更為復雜，成本更 高。目前市場上的消防應急照明燈幾乎都沒有設計電池放電檢測控制 電路。
3. 鎳鎘電池的充電時間長達十幾個小時，國家標準規(guī)定消防應
急照明燈的充電時間不能超過24小時，如果在電池充電的狀態(tài)下消防應急照明燈轉入應急照明狀態(tài)，會對消防應急照明燈的應急時間 有一定的影響。雖然快速充電能將電池的充電時間縮短到幾個小時， 但是快速充電會對電池的壽命有一定的影響。同時還會增加電路成 本。
4.鎳鎘電池中的鎘是有毒重金屬元素，鎳鎘電池在生產(chǎn)過程中和 報廢后均會對環(huán)境造成污染。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種電容式 消防應急照明燈，這種消防應急照明燈不但具有長壽命、高亮度的優(yōu) 點，而且不會對環(huán)境造成污染。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來解決的
這種電容式消防應急照明燈，包括限流過壓保護電路，所述限 流過壓保護電路的輸出端電連接有整流電路，所述整流電路的輸出端 分別電連接有儲能電容和市電檢測電路，所述市電檢測電路的輸出端
電連接有LED驅動電路，所述LED驅動電路的輸出端電連接有LED 燈組。
上述市電檢測電路由第二電阻、第一電容、第三電阻、可控硅 和三極管組成，所述第二電阻與第一電容串聯(lián)后再與整流電路的輸出 端連接，所述可控硅的陽極與所述儲能電容的正極連接，可控硅的陰 極與LED驅動電路輸入端的正極連接，所述可控硅的控制極與所述 三極管的集電極連接，三極管的基極與第一電容的正極連接，三極管 的發(fā)射極與儲能電容的負極連接，所述第三電阻一端與三極管的集電極連接，另一端與可控硅的陽極連接。
上述儲能電容為CD273型儲能電容器。
上述整流電路的輸出端還并聯(lián)有市電指示電路，所述市電指示 電路由第一電阻和LED指示燈串聯(lián)組成。
上述LED驅動電路采用HV9910型芯片。
上述LED燈組由兩個或兩個以上并聯(lián)的LED小組組成，所述 LED小組由LED串聯(lián)組成，每個LED并聯(lián)有一個穩(wěn)壓二極管。 本發(fā)明的電容式消防應急照明燈具有以下有益效果-
1. 壽命長，鎳鎘電池的循環(huán)壽命只有500 1000次，而儲能電 容器的循環(huán)壽命可達十幾萬次。
2. 儲能電容器不會發(fā)生過充電和過放電的現(xiàn)象，也沒有記憶效 應。因此不必像鎳鎘電池那樣需要過充電和過放電保護電路，所以儲 能電容器的充電電路及其簡單，只要控制充電電流不要過大即可。
3. 儲能電容器的充電可在十幾秒到幾十秒內完成。
4. 儲能電容器中幾乎不含有毒元素，在生產(chǎn)過程中和報廢后，幾 乎不會對環(huán)境造成污染。
5) LED作為一種新型半導體光源，與白熾燈相比具有壽命長、 耗電少等優(yōu)點，并且LED的光電轉換效率要遠遠高于白熾燈。
圖1為本發(fā)明的電路其中l(wèi)為限流過壓保護電路；2為整流電路；3為市電指示電 路；4為市電檢測電路；5為LED驅動電路；6為LED燈組；7為儲能電容；8為LED小組；9為LED指示燈。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述-如圖1是本發(fā)明的電容式消防應急照明燈的電路圖，按照功能 可分為七個模塊，分別為限流過壓保護電路l、整流電路2、市電
指示電路3、市電檢測電路4、 LED驅動電路5、 LED燈組6和儲能 電容7。各模塊之間的連接關系如下
限流過壓保護電路1的輸出端與整流電路2的輸入端連接，整 流電路2的輸出端分別電連接有儲能電容7和市電檢測電路4，市電 檢測電路4的輸出端與LED驅動電路5的輸入端連接，LED驅動電 路5的輸出端與LED燈組6的輸入端連接，市電指示電路3接在整 流電路2的輸出端之間。
下面對各模塊進行詳細介紹-
(1) 限流過壓保護電路l:
限流過壓保護電路l由熱敏電阻器NTC、熔斷器FUSE和過電 壓保護器Rv組成，如圖l，熱敏電阻器NTC和熔斷器FUSE串聯(lián)， 在熔斷器FUSE之后是接在電源兩端間的過電壓保護器Rv，熱敏電阻 器NTC是起限流作用，為了防止儲能電容7在充電時的充電電流過 大對整流電路造成損害，Rv起過電壓保護作用。
(2) 整流電路2: 整流電路2采用傳統(tǒng)的整流方式，由四個二極管D1、 D2、 D3
和D4連成整流電橋，將220V的交流市電轉換為直流電。整流電橋的兩個輸入端與電壓保護器Rv的兩端連接。
(3) 市電指示電路3:
市電指示電路3由第一電阻Rl和LED指示燈9串聯(lián)組成，第 一電阻R1的一端與整流電橋的正極輸出端連接，LED指示燈9的負 極端與整流電橋的負極輸出端連接。當市電正常時，LED指示燈9 發(fā)光。
(4) 市電檢測電路4和儲能電容7: 所述市電檢測電路4由第二電阻R2、第一電容C1、第三電阻
R3、可控硅SCR和三極管Ql組成，所述第二電阻R2與第一電容 Cl串聯(lián)后再與整流電路2的輸出端連接，從圖中可以看出，第二電 阻R2和第一電容Cl串聯(lián)后與市電指示電路3并聯(lián)在整流電路2的 輸出端上，接下來是可控電容7，儲能電容7采用CD273型儲能電容 器，其也與第二電阻R2和第一電容C1組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，可控 硅SCR的陽極與儲能電容7的正極連接，可控硅SCR的陰極與LED 驅動電路5輸入端的正極連接，所述可控硅SCR的控制極與所述三 極管Q1的集電極連接,三極管Q1的基極與第一電容C1的正極連接， 三極管Ql的發(fā)射極與儲能電容7的負極連接(即地電位端)，所述 第三電阻R3 —端與三極管Ql的集電極連接，另一端與可控硅SCR 的陽極連接。另外，在儲能電容7的正極端與第二電阻R2的正極端 之間還串聯(lián)有防止儲能電容7回流的二極管D5。 (5) LED驅動電路5: 所述LED驅動電路5采用HV9910型芯片為核心，HV9910的LD、 VDD和PMW端子連接后通過并聯(lián)的第三電容C3和第四電容 C4與負極(低電位)連接；RT端子經(jīng)第四電阻R4與負極連接；GND 端子直接與負極連接；CS端子通過并聯(lián)的第五電容C5和第五電阻 R5與負極連接，CS端子還與Q2的源極連接，GATE端子與Q2的柵 極連接，Q2的漏極還分別與第六二極管D6的正極和電感L1的下端 連接，第六二極管D6的負極與Vin端子和可控硅SCR的陰極連接。 (6) LED燈組6:
所述LED燈組6由兩個或兩個以上(圖示為兩個)并聯(lián)的LED 小組8組成，所述LED小組8由LED串聯(lián)組成，每個LED并聯(lián)有 一個穩(wěn)壓二極管。LED燈組6的正極與HV9910的Vin端子連接，負 極與電感L1連接。
本發(fā)明的工作原理如下
當市電供應正常時，市電經(jīng)過整流和R2限流、Ci濾波，向Qi的基 極注入電流，使QA包和導通，由于(^處于飽和導通狀態(tài)，Qi的集電極 電壓很低，不足以使可控硅SCR導通，切斷了儲能電容7與LED驅動 電路5的連接。當市電供應中斷時，Qi的基極沒有電流注入，Qt轉為 截止態(tài)，Q!的集電極電壓升高，可控硅SCR導通，儲能電容7通過可 控硅SCR與LED驅動電路5接通，LED驅動電路5工作，LED燈組6 工作。Ds是為了防止在市電供應中斷時，儲能電容中的電流流向Rh LE仏、R3、 d等元件。Si是消防應急照明燈的試驗開關，用來檢測儲 能電容7、 LED驅動電路5及LED燈組6的工作是否正常，當Sl閉合 時，儲能電容7跳過可控硅SCR與LED驅動電路5直接相連，LED驅動電路5由集成電路HV9910和外圍元件組成，其中U的電阻、02的 導通電阻和De的正向壓降是影響LED驅動電路效率的關鍵因素。在 LED燈組6中，LED小組8的每個LED兩端反向并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管是 防止當某一個LED損壞發(fā)生斷路時，與其串聯(lián)的其他LED中的電流不 會增大。
本發(fā)明的儲能電容7的選用非常關鍵，最好選用CD273型儲能專 用電容器，如果要降低成本，也可以使用普通的電容器，但是一定要 選用工作溫度高、漏電流小的優(yōu)質電解電容器。
綜上所述，本發(fā)明用儲能電容器代替了傳統(tǒng)消防應急照明燈中的 鎳鎘電池。儲能電容器和鎳鎘電池雖然都是儲存電能的，但是，兩者 的結構和原理是完全不同的。兩者的放電特性也完全不同。鎳鎘電池 在整個放電時間內，其輸出電壓是比較平穩(wěn)的，只有在放電終了時， 輸出電壓才迅速下降。而儲能電容器在整個放電時間內，輸出電壓一 直呈指數(shù)下降的狀態(tài)。為了提高消防應急照明燈的可靠性、降低成 本，將220V市電直接整流后給儲能電容器充電。這樣儲能電容器兩 端的電壓就高達310V左右，為了能夠最大限度的利用儲能電容器中 存儲的電能，就要求LED驅動電路5要有非常寬的輸入工作電壓范 圍。根據(jù)電容器的儲能公式
v 2
當LED驅動電路5的最低工作電壓越低，儲能電容器中的電能 就釋放的越充分。因此，本發(fā)明選用了HV9910型LED專用驅動集 成電路，HV9910的工作電壓范圍非常寬，可在8V至450V的電壓范圍內正常工作。輸出電流可達數(shù)安培，完全可以滿足需要。
本發(fā)明能夠顯著提高消防應急照明燈的使用壽命，并且具有亮度 高和電路簡單的特點，是傳統(tǒng)消防應急照明燈的升級換代產(chǎn)品。
權利要求
1. 一種電容式消防應急照明燈，包括限流過壓保護電路(1)，所述限流過壓保護電路(1)的輸出端電連接有整流電路(2)，其特征在于所述整流電路(2)的輸出端分別電連接有儲能電容(7)和市電檢測電路(4)，所述市電檢測電路(4)的輸出端電連接有LED驅動電路(5)，所述LED驅動電路(5)的輸出端電連接有LED燈組(6)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電容式消防應急照明燈，其特征在于所述市電撿測 電路(4)由第二電阻(R2)、第一電容(Cl)、第三電阻(R3)、可控硅(SCR) 和三極管(Ql)組成，所述第二電阻(R2)與第一電容(CO串聯(lián)后再與整 流電路(2)的輸出端連接，所述可控硅(SCR)的陽極與所述儲能電容(7) 的正極連接，可控硅(SCR)的陰極與LED驅動電路(5)輸入端的正極連 接，所述可控硅(SCR)的控制極與所述三極管(Ql)的集電極連接，三極 管(Ql)的基極與第一電容(Cl)的正極連接，三極管(Ql)的發(fā)射極與儲 能電容(7)的負極連接，所述第三電阻(R3) —端與三極管(Ql)的集電 極連接，另一端與可控硅(SCR)的陽極連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的電容式消防應急照明燈，其特征在于所述儲能電容(7)為CD273型儲能電容器。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的電容式消防應急照明燈，其特征在于所述整流 電路(2)的輸出端還并聯(lián)有市電指示電路(3)，所述市電指示電路(3)由 第一電阻(Rl)和LED指示燈(9)串聯(lián)組成。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的電容式消防應急照明燈，其特征在于所述LED 驅動電路(5)采用HV9910型芯片。
6. 根據(jù)權利要求l所述的電容式消防應急照明燈，其特征在于所述LED燈組(6)由兩個或兩個以上并聯(lián)的LED小組(8)組成，所述LED小組(8)由LED串聯(lián)組成，每個LED并聯(lián)有一個穩(wěn)壓二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電容式消防應急照明燈，包括限流過壓保護電路，所述限流過壓保護電路的輸出端電連接有整流電路，所述整流電路的輸出端分別電連接有儲能電容和市電檢測電路，所述市電檢測電路的輸出端電連接有LED驅動電路，所述LED驅動電路的輸出端電連接有LED燈組。本發(fā)明能夠顯著提高消防應急照明燈的使用壽命，并且具有亮度高和電路簡單的特點，是傳統(tǒng)消防應急照明燈的升級換代產(chǎn)品。
文檔編號F21S9/00GK101509627SQ200910021579
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權日2009年3月17日
發(fā)明者史永勝, 史耀華, 張普雷 申請人:陜西科技大學