用于自动加热功率均衡的应急照明系统和方法技术方案

装置和方法采用一对输入端子来从用于对应急照明系统的备用电源充电的充电电源接收输入电压，输入电压对应于多个标称操作电压中的任何一个。电压电平检测器响应于所接收的输入电压而产生指示接收哪个标称操作电压的输入电压电平信号。温度检测器确定备用电源的温度是否超过阈值，并且响应于此产生温度信号。加热器包括多个加热元件，并且当备用电源的温度低于阈值时启动加热器以加热备用电源。输入电压电平信号确定启动哪个加热元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及应急照明系统。更具体地，本文中所公开的各种专利技术方法和装置涉及具有用于对于可以用于对备用电源充电的多个不同输入电压中的任何一个而加热应急照明系统的备用电源(例如电池)的功率的自动均衡的应急照明系统。
技术介绍
应急照明几十年来已经用于例如向用于对离开建筑或设施的出口路径照明的一个或多个光源提供功率。工业、商业以及公共机构建筑中需要应急照明作为安全装备的一部分。应急照明依赖向光源供电的有限备用电源(例如电池)。这里，“电池”被理解为包含被连接在一起以起一个备用电源的作用的多个独立的电池单元。应急照明系统(有时称为“应急镇流器”)被设计为仅仅在AC功率故障的时段期间、在应急照明系统被称为处于“应急模式”(EM)时给光源供能，并且可以与传统照明单元(有时称为“AC镇流器”)组合。应急照明系统可以感测AC功率的不存在，且在AC功率故障的有限时段期间使用备用电源和专用电子电路给光源供能。在美国，要求的应急照明时段为至少90分钟，而在欧洲，例如，要求的应急照明时段为180分钟，如由生命安全规范(例如NFPA-101的章节7.9.2和NEC700.12)针对电池供电的应急照明系统设置的，在要求的应急照明时段期间，应急照明水平不应降至低于初始水平的60％。近来，发光二极管(LED)作为用于所占用空间的主光源在市场上已经变得更加突出。LED提供传统荧光、HID和白炽灯的可行另选方案。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐久性、更低的操作成本以及许多其他优点和益处。LED技术的最新进展已经提供在许多应用中实现各种照明效果的高效且鲁棒的全光谱照明源。这些优点导致将LED引入到种类广泛的应用和场境中。具体地，LED光源现在被开发用于在应急照明系统中使用。为了能够在EM放电期间提供必要量的能量，电池通常被充电达至少24h的时间段，在该时间段期间，电池应以最佳速率接受电荷，不管应急照明系统经受什么温度(指定范围内)。特别是对于被设计为在低于0℃的环境温度下操作的应急照明系统(例如未加热车库、楼梯外部等)，可以提供使电池变暖的手段——通常仅在充电阶段期间是必要的。由此，应急照明系统的正常0℃低端环境温度极限可以在不将电池暴露到由于氢气体的潜在累积而产生的爆炸威胁的情况下扩展到-20℃或更低——周知对于通常使用的镍镉(NiCd)可再充电电池，如果在电池被冰冻时试图完全充电，则爆炸发生。此外，期望能够将特定应急照明系统安装在各种位置中，并且期望能够将特定应急照明系统连接到各种不同的常遇见的标称AC电压(例如120VAC、230VAC、277VAC等)。然而，因为加热器消耗的功率随着电压的平方而变化，所以适应这种广范围的可能输入电压可能对于电池加热器提出问题。如果加热器被设计为以最低预期输入电压向电池提供足够的加热能量，那么当加热器接收高得多的输入电压时，功耗可能过多，并且可能使得加热器变得太热，在这种情况下，加热器可能引起对周围材料的不可逆损坏和/或可能需要关闭。相反，如果加热器被设计为安全操作且在最高预期输入电压时不过热，那么当加热器接收低得多的输入电压时，热量消耗的量可能不足以充分且高效地加热电池。由此，本领域需要提供应急照明系统，具体地需要LED应急照明，其中，LED灯连接到能够在AC功率故障的情况下给LED灯负载供能的DC电流源(可能为DC与添加到它的振幅小得多的AC分量的组合)。具体地，需要提供用于确保备用电源(例如电池——通常驻留于应急照明系统内部)不仅在充电期间(即，在应急照明系统由AC功率供电的时间期间)被维持在安全且有效的操作温度而且对于不同的常遇见的标称操作电压(例如美国的120VAC和277VAC、欧洲的230VAC等)自动均衡电池加热功率的解决方案。此外，将期望提供不仅可以确保电池不管在特定应急照明系统安装位置是什么标称AC电压也最佳地接受电荷、而且可以消除对用于给电池加热器供电的附加外部接线的需要的这样的解决方案。还将期望提供在不需要翻转或设置输入电压选择开关以匹配标称操作电压和/或根据标称操作电压将充电电源连接到一个或多个不同输入端子的情况下允许相同应急照明系统连接到具有多个不同标称操作电压中的任何一个的充电电源(例如AC市电)的这样的解决方案。
技术实现思路
本公开涉及用于应急照明系统的专利技术方法和装置。例如，本公开描述了具有用于对于可以用于对备用电源充电的多个不同输入电压而加热应急照明系统的备用电源(例如电池)的功率的自动均衡的应急照明系统的实施例。大体上，在一个方面中，装置包括：第一和第二输入端子，该第一和第二输入端子被配置为连接到用于对应急照明系统的备用电源充电的充电电源，并跨第一和第二输入端子从充电电源接收输入电压，输入电压对应于用于应急照明系统的多个标称操作电压中的、充电电源的所施加标称操作电压；电压电平检测器，该电压电平检测器被配置为响应于所接收的输入电压而产生指示输入电压对应的充电电源的所施加标称操作电压的输入电压电平信号；温度检测器，该温度检测器被配置为确定备用电源附近的温度是否超过备用电源温度阈值，并且产生指示温度是否超过备用电源温度阈值的温度信号；以及加热器，该加热器包括多个加热元件，该多个加热元件被配置为被选择性地启动，以加热备用电源，其中，温度信号确定是否启动加热器，并且当启动加热器时，输入电压电平信号确定启动加热元件中的哪个(哪些)。在一些实施例中，装置还包括开关电路，其中，开关电路被配置为在温度未超过备用电源温度阈值时启动加热器。在这些实施例的一些变体中，加热器具有输出端子和多个电压输入，其中，开关电路还被配置为在温度未超过备用电源温度阈值时，响应于输入电压电平信号将第一输入端子选择性地连接到多个电压输入中所选的一个。在这些实施例的一些变体中，开关电路包括一个或多个继电器，该一个或多个继电器被配置为在温度未超过备用电源温度阈值时启动加热器，并且还被配置为在温度未超过备用电源温度阈值时响应于输入电压电平信号将第一输入端子连接到所选的电压输入。在这些实施例的一些变体中，装置还包括逻辑电路，该逻辑电路被配置为接收输入电压电平信号和温度信号，并响应于此而输出用于控制一个或多个继电器的一个或多个控制信号。在这些实施例的一些变体中，加热器具有输出端子和多个电压输入，其中，加热元件中的至少第一加热元件串联连接在第一电压输入与第二电压输入之间，并且加热元件中的至少第二加热元件串联连接在第二电压输入与输出端子之间，其中，输出端子连接到第二输入端子，并且其中，开关设备被配置为将第一输入端子选择性地连接到多个电压输入中的一个。在这些实施例的一些变体中，当启动加热器且所施加的标称操作电压为多个标称电压中的第一标称电压时，那么开关电路跨加热器的第一和第二加热元件的串联组合施加输入电压，并且当启动加热器且所施加的标称操作电压为多个标称电压中的第二标称电压时，那么开关电路跨第二加热元件施加输入电压且旁路第一加热元件。在这些实施例的一些变体中，第一标称操作电压为277VAC，并且第二标称操作电压为120VAC，其中，当启动加热器且所施加标称操作电压为277VAC时，加热器被配置为以第一功率水平消耗能量，并且其中，当启动加热器且所施加的标称操作电压为120VAC时，加热器被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：第一输入端子和第二输入端子，被配置为连接到用于对应急照明系统的备用电源充电的充电电源，并跨所述第一输入端子和所述第二输入端子从所述充电电源接收输入电压，所述输入电压对应于用于所述应急照明系统的多个标称操作电压中的、所述充电电源的所施加标称操作电压；电压电平检测器，被配置为响应于所接收的输入电压而产生输入电压电平信号，所述输入电压电平信号指示与所述输入电压对应的所述充电电源的所施加标称操作电压；温度检测器，被配置为确定所述备用电源附近的温度是否超过备用电源温度阈值，并且产生指示所述温度是否超过所述备用电源温度阈值的温度信号；以及加热器，包括多个加热元件，所述多个加热元件被配置为被选择性地启动以加热所述备用电源，其中，所述温度信号确定是否启动所述加热器，并且当启动所述加热器时，所述输入电压电平信号确定启动所述加热元件中的哪个/哪些加热元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.29 US 61/985,6391.一种装置，包括：第一输入端子和第二输入端子，被配置为连接到用于对应急照明系统的备用电源充电的充电电源，并跨所述第一输入端子和所述第二输入端子从所述充电电源接收输入电压，所述输入电压对应于用于所述应急照明系统的多个标称操作电压中的、所述充电电源的所施加标称操作电压；电压电平检测器，被配置为响应于所接收的输入电压而产生输入电压电平信号，所述输入电压电平信号指示与所述输入电压对应的所述充电电源的所施加标称操作电压；温度检测器，被配置为确定所述备用电源附近的温度是否超过备用电源温度阈值，并且产生指示所述温度是否超过所述备用电源温度阈值的温度信号；以及加热器，包括多个加热元件，所述多个加热元件被配置为被选择性地启动以加热所述备用电源，其中，所述温度信号确定是否启动所述加热器，并且当启动所述加热器时，所述输入电压电平信号确定启动所述加热元件中的哪个/哪些加热元件。2.根据权利要求1所述的装置，还包括开关电路，其中，所述开关电路被配置为在所述温度未超过所述备用电源温度阈值时启动所述加热器。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述加热器具有输出端子和多个电压输入，其中，所述开关电路还被配置为在所述温度未超过所述备用电源温度阈值时响应于所述输入电压电平信号，将所述第一输入端子选择性地连接到多个电压输入中所选的一个电压输入。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述开关电路包括一个或多个继电器，所述一个或多个继电器被配置为在所述温度未超过所述备用电源温度阈值时启动所述加热器，并且还被配置为在所述温度未超过所述备用电源温度阈值时响应于所述输入电压电平信号，而将所述第一输入端子连接到所选的电压输入。5.根据权利要求4所述的装置，还包括逻辑电路，所述逻辑电路被配置为接收所述输入电压电平信号和所述温度信号，并响应于所述输入电压电平信号和所述温度信号而输出用于控制所述一个或多个继电器的一个或多个控制信号。6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述加热器具有输出端子和多个电压输入，其中，所述加热元件中的至少第一加热元件串联连接在第一电压输入与第二电压输入之间，并且所述加热元件中的至少第二加热元件串联连接在所述第二电压输入与所述输出端子之间，其中，所述输出端子连接到所述第二输入端子，并且其中，所述开关设备被配置为将所述第一输入端子选择性地连接到所述多个电压输入之一。7.根据权利要求2所述的装置，其中，当启动所述加热器且所施加标称操作电压为所述多个标称电压中的第一标称电压时，则所述开关电路跨所述加热器的第一加热元件和第二加热元件的串联组合来施加所述输入电压，并且当启动所述加热器且所施加标称操作电压为所述多个标称电压中的第二标称电压时，则所述开关电路跨所述第二加热元件施加所述输入电压且旁路所述第一加热元件。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一标称操作电压为277VAC，并且所述第二标称操作电压为120VAC，其中，所述加热器被配置为当启动所述加热器且所施加标称操作电压为277VAC时以第一功率水平消耗能量，并且其中，所述加热器被配置为当启动所述加热器且所施加标称操作电压为120VAC时以第二功率水平消耗能量，其中，所述第一功率水平与所述第二功率水平近似相同。9.根据权利要求2所述的装置，其中，当启动所述加热器且所施加标称操作电压为所述多个标称电压中的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：SC·雷泽纽，J·P·贝克，汪龙，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL