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(shí)用新型公開(kāi)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(kāi)關(guān)整流器，所述開(kāi)關(guān)整流器將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對(duì)蓄電池充電和給LED燈供電，一與開(kāi)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(kāi)關(guān)整流器和蓄電池；所述開(kāi)關(guān)整流器包括交流配電模塊，若干并聯(lián)設(shè)置的開(kāi)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(kāi)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(guò)通訊接口連接本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，以及通過(guò)串行接口連接交流配電模塊和開(kāi)關(guān)整流模塊。具有成本低、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)電效果好、可靠性高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)汽車(chē)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(yùn)行對(duì)照明燈具有很高的要求，不僅要求節(jié)電、高亮度、長(zhǎng)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(jì)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(shí)，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(shí)，蓄電池通過(guò)逆變器把直流電變?yōu)榻涣麟?，給照明燈具供電。這種不間斷照明系統(tǒng)成本很高，同時(shí)，由于經(jīng)過(guò)多次變換，功耗也較大。
[0004]近年來(lái)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(qiáng)度高40 %以上，而且LED燈的壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，顯色指數(shù)可達(dá)80以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(guó)公認(rèn)的最佳綠色照明燈具。地鐵各車(chē)站采用LED燈不僅可節(jié)省大量電費(fèi)，而且還可節(jié)省大量的維修費(fèi)用，同時(shí)也可確保照明質(zhì)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供地鐵LED不間斷應(yīng)急照明系統(tǒng)，包括開(kāi)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(zhǎng)、節(jié)電效果好、可靠性高的特點(diǎn)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)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(kāi)關(guān)整流器，所述開(kāi)關(guān)整流器將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對(duì)蓄電池充電和給LED燈供電，
[0010]一與開(kāi)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(kāi)關(guān)整流器和蓄電池；
[0012]所述開(kāi)關(guān)整流器包括交流配電模塊，若干并聯(lián)設(shè)置的開(kāi)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(kāi)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(guò)通訊接口連接本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，以及通過(guò)串行接口連接交流配電模塊和開(kāi)關(guān)整流模塊。
[0014]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述LED燈連接有恒流驅(qū)動(dòng)電路，所述恒流驅(qū)動(dòng)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(diǎn)；所述集成電路IRS2540的ENN引腳連接開(kāi)路保護(hù)電路，所述開(kāi)路保護(hù)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(kāi)關(guān)調(diào)整管M1，且開(kāi)關(guān)調(diào)整管M1由高端自舉電路驅(qū)動(dòng)進(jìn)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(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述LED燈采用金屬鋁制成的燈罩。
[0017]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述蓄電池選用閥控鉛酸蓄電池。
[0018]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]本實(shí)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(shí)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(shí)AC/DC變換對(duì)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(zhǎng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)整流器的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0026]圖3為本實(shí)用新型的恒流驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0028]參照?qǐng)D1，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(kāi)關(guān)整流器，所述開(kāi)關(guān)整流器將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對(duì)蓄電池充電和給LED燈供電，
[0030]一與開(kāi)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(kāi)關(guān)整流器和蓄電池；
[0032]開(kāi)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(duì)蓄電池充電和給LED燈供電。每個(gè)地鐵站配置一臺(tái)高效率的開(kāi)關(guān)型整流器。
[0033]蓄電池開(kāi)始充電時(shí)，該開(kāi)關(guān)整流器輸出恒定電流，當(dāng)電池組電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)，開(kāi)關(guān)整流器自動(dòng)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(guò)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(shí)，開(kāi)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(chē)站內(nèi)安裝LED的功率和要求保證停電后的照明時(shí)間，來(lái)選擇所需蓄電池的容量。蓄電池的種類(lèi)很多，但是每個(gè)地鐵車(chē)站所需蓄電池的容量都比較大，因此應(yīng)選擇價(jià)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?qǐng)D2，開(kāi)關(guān)整流器包括交流配電模塊，若干并聯(lián)設(shè)置的開(kāi)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(kāi)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(guò)通訊接口連接本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，以及通過(guò)串行接口連接交流配電模塊和開(kāi)關(guān)整流模塊。
[0039]為了確保開(kāi)關(guān)整流器可靠工作，多個(gè)開(kāi)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(guò)程中，即使某一個(gè)開(kāi)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(kāi)關(guān)整流器、蓄電池和LED的各種參數(shù)。通過(guò)通信接口，地鐵控制中心可對(duì)各個(gè)地鐵車(chē)站內(nèi)的開(kāi)關(guān)整流器、蓄電池、LED燈實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0041]參照?qǐng)D3，LED燈連接有恒流驅(qū)動(dòng)電路，帶恒流驅(qū)動(dòng)電路的LED燈的作用是把直流輸入電壓變換為L(zhǎng)ED燈所需的恒定電流，保證LED燈安全可靠工作。
[0042]地鐵車(chē)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(dòng)，尤其是電網(wǎng)供電中斷后，蓄電池的供電電壓波動(dòng)更大，因此必須通過(guò)恒流驅(qū)動(dòng)電路來(lái)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(dá)5萬(wàn)小時(shí)以上；一般LED燈采用金屬鋁制成的燈罩，這樣燈罩還可實(shí)現(xiàn)LED燈的散熱功能。
[0043]所述恒流驅(qū)動(dòng)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(diǎn)；所述集成電路IRS2540的ENN引腳連接開(kāi)路保護(hù)電路，所述開(kāi)路保護(hù)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(kāi)關(guān)調(diào)整管M1，且開(kāi)關(guān)調(diào)整管M1由高端自舉電路驅(qū)動(dòng)進(jìn)行聞?lì)l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(dòng)電路具有輸入電壓范圍寬、控制效率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0046]圖中M1為開(kāi)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(guò)LED燈的電流變化時(shí)，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(hào)改變開(kāi)關(guān)調(diào)整管M1的輸出脈沖占空比，并通過(guò)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(dòng)開(kāi)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(kāi)路保護(hù)電路，通過(guò)二極管Deni加入脈沖信號(hào)，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(diǎn)是大大降低不間斷照明系統(tǒng)的初期投資，因?yàn)樵撔滦蛻?yīng)急照明系統(tǒng)中省去了價(jià)格最貴的大功率逆變器，系統(tǒng)造價(jià)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(shí)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(shí)AC/DC變換對(duì)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(zhǎng)。
[0052]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)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(kāi)關(guān)整流器，所述開(kāi)關(guān)整流器將電網(wǎng)的交流電變成直流電，以便對(duì)蓄電池充電和給LED燈供電， 一與開(kāi)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(kāi)關(guān)整流器和蓄電池； 所述開(kāi)關(guān)整流器包括交流配電模塊，若干并聯(lián)設(shè)置的開(kāi)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(kāi)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(guò)通訊接口連接本地監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控，以及通過(guò)串行接口連接交流配電模塊和開(kāi)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(dòng)電路，所述恒流驅(qū)動(dòng)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(diǎn)；所述集成電路IRS2540的ENN引腳連接開(kāi)路保護(hù)電路，所述開(kāi)路保護(hù)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(kāi)關(guān)調(diào)整管M1，且開(kāi)關(guān)調(diào)整管M1由高端自舉電路驅(qū)動(dòng)進(jìn)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(hào)】H05B37/02GK204157104SQ201420459521
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)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(qǐng)人:陜西流金數(shù)碼光電科技有限公司