对无负载条件使用智能输出复位电路的用于LED应急照明的恒定电源制造技术

公开了一种用于LED照明灯具的恒定功率备用电源。该电源包括在AC电源处于ON条件时充电的蓄电池。当AC功率过渡到OFF条件时，由电池充电的电容器组向工作在断续导通模式的反激式转换器的初级侧供给电流。对于预定范围内的任意输出电压，反激式转换器的次级侧向LED照明灯具供给恒定的输出功率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了一种用于LED照明灯具的恒定功率备用电源。该电源包括在AC电源处于ON条件时充电的蓄电池。当AC功率过渡到OFF条件时，由电池充电的电容器组向工作在断续导通模式的反激式转换器的初级侧供给电流。对于预定范围内的任意输出电压，反激式转换器的次级侧向LED照明灯具供给恒定的输出功率。【专利说明】对无负载条件使用智能输出复位电路的用于LED应急照明 的恒定电源
本专利技术涉及用于LED照明的应急备用电源。特别地，本专利技术涉及基于恒定功率的 用于驱动LED照明灯具的应急电池备用系统，使得能够支持具有任意电压降的LED照明灯 具。
技术介绍
对于商业和住宅环境，基于发光二极管("LED"）的照明都具有超越传统白炽灯与 荧光灯照明的许多优点。由于LED发射器所发射的几乎全部光能都发布在可见光谱内，因 此LED照明本来就比白炽灯照明有效得多。尽管荧光灯泡(包括紧凑型荧光灯或者"CFL" 灯泡）相对来说比白炽灯泡有效，但荧光灯光源发射的光谱仍然被视为是令人不舒服的，因 为它不能模仿太阳光的光谱。此外，荧光灯光源(就像白炽灯光源)很脆弱，需要玻璃外罩来 维持真空和/或包含放电气体。在CFL灯泡的情况下，这些灯泡包含微量的汞，这些汞会在 灯泡破裂的时候释放。此外，荧光灯需要更多时间才能完全照亮。 LED照明具有克服这些传统照明光源的所有缺点的可能。如上所述，LED本来就很 有效。此外，通过提供激发荧光粉发射器的短波长LED源所构造的"白色" LED可以"被调 谐"并且随后被滤波，以便实现各种令人舒服的色温。LED是机械坚固的。此外，LED可以 按DC模式驱动，消除了闪烁。 给定LED照明的优点，LED照明灯具越来越多地用在商业和/或工业环境中。作 为各种法定和实际安全需求的结果，商业和工业环境中所使用的照明灯具通常必须配备备 用系统，以便在电源故障的情况下提供最小等级的照明。用于驱动荧光灯照明灯具的传统 电池备用系统不适用于LED灯具，其中LED灯具具有大大不同的电流、电压和驱动特性。 传统上可以获得的LED照明灯具是作为LED的串联组合提供的，一般用DC驱动。 LED具有类似于其它半导体二极管的I-V特性，S卩，电流作为正向电压的函数指数变化。商 业照明应用中所使用的"白色" LED -般在其理想的工作正向电流下降3. 3V至4. 5V。商用 的DC LED照明灯具可以在12VDC、20VDC和30VDC获得，这代表不同数量的串联LED。用于 DC LED照明灯具的传统应急备用驱动器是作为恒定电流设备提供的，例如，通过改变负载 功率。但是，因为DC LED照明灯具需要多个不同的工作电压，所以需要多个传统应急备用 驱动器来供给要驱动的具体照明灯具所需电压的必要电流。期望提供一种应急备用LED驱 动器，这种驱动器能够不考虑正向电压地向LED照明灯具供给备用功率。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括用于以DC驱动LED照明灯具的恒定功率电池备用系统。本 专利技术的实施例通过使用断续导通模式（DCM)反激式转换器确保对具有任意电压需求的LED 灯具的恒定功率输送。根据本专利技术的系统能够在商业LED照明灯具需要的高DC电流，即， lOO-lOOOmA，按照恒定的功率供给备用电池功率。 本专利技术的其它方面包括与低电池感测电路联合工作的DCM反激式转换器，其中， 根据本专利技术，低电池感测电路在LED备用照明系统工作过程中保护备用电池电源不会过度 枯竭。 本专利技术的其它方面包括无负载复位电路，当要驱动的LED负载从备用驱动器断开 时，该电路调节本专利技术系统的输出电压。此外，根据本专利技术上述方面的无负载复位电路还限 制LED浪涌电流，以防在低压损坏LED负载。 在第一种实施例中，提供了用于驱动LED光源的备用电源。这种电源包括适于提 供DC电流的蓄电池和具有反激式转换器的恒定功率LED驱动器电路，其中反激式转换器具 有工作在断续导通模式的变压器。反激式转换器具有电耦合到蓄电池的初级电感绕组和选 择性地电耦合到LED光源的次级电感绕组。 在另一种实施例中，备用电源具有电插在初级电感绕组与蓄电池之间的电容器 组。该电容器组具有足以向初级电感绕组供给足够电流的组合电容，以便在预定的输出电 压和功率范围之内向LED光源供给恒定的功率。 在还有另一种实施例中，备用电源还包括电耦合成利用具有频率与脉宽的方波信 号选通电压并且提取从电容器组到反激式转换器的初级电感绕组的电流的PWM控制器。方 波信号的频率和脉宽及变压器的设计使得初级电感绕组在施加方波信号过程中不会饱和。 在另一种实施例中，备用电源还具有电耦合到次级电感和输出电容器的智能输出 /无负载复位电路。在LED光源从备用电源去耦合的情况下，该智能输出/无负载复位电路 配置成通过电阻性负载使输出电容器放电。 在另一种实施例中，备用电源电插在AC电流源与LED光源之间，而且该备用电源 还包括应急LED驱动器和当AC电流源处于0N条件时把AC电流源电耦合到LED光源的外 部AC LED驱动器切换器电路，而且，在AC电流源处于OFF条件时，该外部AC LED驱动器切 换器电路还可选地把LED驱动器电路电耦合到LED光源。 在还有另一种实施例中，备用电源具有电插在所述应急LED驱动器与外部AC LED 驱动器切换器电路和所述LED光源之间的AC上电延迟电路。该AC上电延迟电路配置成在 AC电流源从OFF过渡到0N条件时对向LED光源的AC电流供给提供延迟。 在一种实施例中，备用电源还包括电耦合到AC电流源和电池的AC输入电池充电 器。该AC输入电池充电器配置成当所述AC电流源处于0N条件时给所述电池充电。 在又另一种实施例中，备用电源具有电耦合在恒定功率LED驱动器电路与电池之 间的低电池压降电路。该低电池压降电路适于感测电池的输出电压并且当电池输出电压降 到低于预定电平时从电池断开恒定功率LED驱动器电路。 本专利技术的进一步实施例包括提供前面段落中所述部件与电路的方法。 在另一种实施例中，本专利技术包括用于向LED负载提供恒定功率的反激式转换器。 该反激式转换器配置成供给足够的DC电流，以便在20V和50V的范围内维持预定的恒定输 出功率。 在另一种实施例中，反激式转换器是为预定的恒定输出功率设计的，这种预定的 恒定输出功率是5W、7W或10W中的一个。 本专利技术的各方面具有超越传统系统的某些优点。在广泛的工作电压范围内，本发 明的实施例允许任意LED阵列的恒定功率驱动，而不管给定被驱动阵列的具体工作电压。 这允许同一个恒定功率备用系统用于具有不同工作电压的不同类型LED照明灯具。本专利技术 的实施例配置成在从20VDC到48VDC的照明灯具工作范围之内输送恒定的功率。 本专利技术的实施例是非常有效的，把输入功率的高达80%都供给LED照明灯具。此 夕卜，因为输出功率，而且因此还有输入功率，是恒定的，所以来自系统中所提供的备用电池 的功率下拉是恒定的。这允许电池在工业标准所需的90分钟备用周期内可预测地下拉至 其所存储功率的10%，这又允许电池容量的更有效使用。 此外，本专利技术的实施例防止在LED阵列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动LED光源的备用电源，该电源包括：蓄电池，适于提供DC电流；恒定功率LED驱动器电路，包括反激式转换器，该反激式转换器包括工作在断续导通模式的变压器，其中反激式转换器具有电耦合到蓄电池的初级电感绕组，及反激式转换器具有可选择地电耦合到LED光源的次级电感绕组。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王介东，
申请(专利权)人：艾奥塔工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US