无间断安全照明系统技术方案

一种无间断安全照明系统，包括一个将交流电变换成稳定的直流电的高功率因数电路；一个将来自高功率因数电路的高压直流电变换为满足聚合物锂电池均衡充放电的锂电池管理电路；一个接收高功率因数电路或聚合物锂离子电池的电源对ＬＥＤ光源驱动的脉冲恒流电路。本发明专利技术用于高速铁路、公路隧道照明以及对照明安全要求特别高地方，在电力供电体系被破坏后，让每一个灯具本身就成为一个独立的照明体系，即使线路遭遇再严重的损坏，亦不影响照明的效果，即实现了更安全的要求。本发明专利技术彻底解决交流中断后由于ＵＰＳ供电切换带来的熄灯风险，做到真正意义上照明毫无间断。与现有技术相比，本发明专利技术低投资、低消耗、更合理、更安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种照明装置，特别是一种使LED大功率隧道灯无间断的安全照明系统。
技术介绍
在现有技术中，最常见的隧道照明设计是，在电力输电系统中加装一套UPS辅助供电装置来保障供电及安全需要，如图1所示。但是目前这样的设计本质上有两个无法回 避的问题①其安全性没有被真正解决。目前使用的备用UPS辅助供电装置供电并没有做到 真正意义上的无间断，在交流中断后UPS的切换任需几mS时间。这在高速公路隧道系统是 无法忍受的。因为目前高速公路大多使用气体放电灯，间断几mS有可能引起灯具的熄灭， 而再起动可能要花费时间，由于隧道内通道狭长，能见度低，人员难以及时疏散，易引起人 员惊慌，疏散困难。倘若供电中断，而备用UPS辅助供电装置供电还是能量统一分配模式， UPS辅助供电装置的输出供电回路一但被破坏就无法再提供电能，着火后，可能损毁供电系 统，造成供电停止，会给扑救工作带来极大的因难，从而造成更大的惨祸。这样的保障仍然 脆弱，安全性其实是满足不了高速铁路和高速公路的高要求的。②运行成本没有得到足够的重视。运行成本表现在两方面，能耗和管理成本。能 耗是灯具满足照明要求的电能消耗。目前的照明系统有非常大的节能空间。与现有设计相 比，本系统能量可节约30 70%。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种彻底解决由于交流电中断后因UPS供电切换带来的 熄灯风险，做到真正意义上照明毫无间断的无间断安全照明系统。为达到上述目的，本专利技术的技术方案包括LED灯，还包括一个将交流电变换成稳 定的直流电的高功率因数电路；一个将来自高功率因数电路的高压直流电变换为满足聚合 物锂电池均衡充放电的锂电池管理电路；一个接收高功率因数电路或聚合物锂离子电池的 电源对LED灯驱动的脉冲恒流电路。所说的脉冲恒流电路包括一个接收直流电源并将其升压后形成脉冲电流后供给 LED光源的BOOST电路，包括一个设定脉冲的宽度和电流大小的MCU脉冲发生电路，包括一 个通过电阻R检测反馈的电流大小和脉冲设定电流比较，然后进行调节以达到恒流的PID 软件，包括一个接收来自MCU脉冲发生电路的脉冲并将其放大后驱动BOOST电路的MOS驱 动电路。本专利技术直流电源为锂电池引出的低压直流电源和锂电池管理电路输出的低压直 流电源。本专利技术的理念是分散储能。在电力供电体系被破坏后，让每一个灯具本身就成为 一个独立的照明体系，即使线路遭遇再严重的损坏，亦不影响照明的效果，即实现了更安全 的要求。另外本系统彻底解决交流中断后由于UPS供电切换带来的熄灯风险，做到真正意义上照明毫无间断。本专利技术采用有源功率因数矫正(APFC)技术，功率因数(PF)O. 98。按照国际标准， 在EMC指标要求上，比国外同类产品更具竞争力；本专利技术在交流中断后照明持续能力2个 小时以上；满足四防功能防爆、防震、防腐、防潮；与现有技术相比，节电30 70%。本发 明有效提高电源和LED灯具的可靠性。本专利技术的电网调整率；锂电池单节电池的 电压不均衡度< 20mV。输出脉冲电流350mA⑴4000mA可调，绝缘电阻彡IMΩ ；耐压试验 1500V/lmin无击穿无飞弧。与现有技术相比，本专利技术低投资、低消耗、更合理、更安全。本专利技术可广泛应用于高 速铁路隧道照明，高速公路隧道照明以及适用于对照明安全要求特别高的其他地方。如地 震区的照明，地铁站台照明，地下矿井照明，旅游风景区的照明以及商场，体育场等大规模 人群聚集地方的照明。附图说明 下面结合附图对本专利技术的实施作进一步详述。图1为本专利技术的模块功能框图。图2为本专利技术DC/DC脉冲恒流电路框图。图3为本专利技术DC/DC脉冲恒流电路驱动波形图。具体实施例方式图1中，包括一个将交流电变换成稳定的直流电的高功率因数电路1 ；一个将来自 高功率因数电路的高压直流电变换为满足聚合物锂电池均衡充放电的锂电池管理电路2 ； 一个接收来自锂电池管理电路2或聚合物锂离子电池5电源对LED灯驱动的脉冲恒流电路 3，4为LED灯。交流电经过高功率因数电路1整流后变成400V直流电，然后供给锂电池管 理电路2，高功率因数电路1和锂电池管理电路2可采用公知的电路。本专利技术中每一个灯具 本身就为一个独立的照明体系，在电力供电体系被破坏后，本专利技术自动启动利用聚合锂离 子电池5的储能作为LED光源的能源，通过对LED光源驱动的脉冲恒流电路对LED灯具供 电。本专利技术将高频PFC电路、锂电池管理电路、对LED光源驱动的脉冲恒流电路放在三个隔 离的分割空间，并作了防震、防腐、防潮、防暴处理。图2中，DC/DC脉冲恒流电路3包括一个接收锂电池管理电路2或聚合物锂离子 电池5直流电源并将其升压后形成脉冲电流后供给LED灯4的BOOST电路6，包括一个设 定脉冲的宽度和电流大小的MCU脉冲发生电路7，包括一个通过电阻R检测反馈的电流大 小和脉冲设定电流比较，然后进行调节以达到恒流的PID软件8，包括一个接收来自MCU脉 冲发生电路7的脉冲并将其放大后驱动BOOST电路的MOS驱动电路9。由来自锂电池管理 电路2或聚合物锂离子电池5的低压直流，经过BOOST电路6升压后形成脉冲电流后供给 LED光源，脉冲的宽度和电流大小皆可通过MCU设定。MCU通过电阻R检测反馈的电流大小 和脉冲设定电流比较，通过PID软件进行调节以达到恒流的目的。脉冲经过MOS驱动电路 放大后驱动BOOST电路，本电路脉冲频率为100KHZ。BOOST电路、MCU脉冲发生电路、PID软 件、MOS驱动电路可为公知的电路。脉冲电流检测采用简单的电阻检测。图3所示为图2中A处脉冲内PWM调节波形。权利要求一种无间断安全照明系统，其特征在于包括一个将交流电变换成稳定的直流电的高功率因数电路(1)；一个将来自高功率因数电路的高压直流电变换为满足聚合物锂电池均衡充放电的锂电池管理电路(2)；一个接收高功率因数电路(1)或聚合物锂离子电池(5)的电源对LED光源驱动的脉冲恒流电路(3)。2.根据权利要求1所述的无间断安全照明系统，其特征在于所说的脉冲恒流电路(3) 包括一个接收直流电源并将其升压后形成脉冲电流后供给LED光源的BOOST电路(6)，包括 一个设定脉冲的宽度和电流大小的MCU脉冲发生电路(7)，包括一个通过电阻R检测反馈的 电流大小和脉冲设定电流比较，然后进行调节以达到恒流的PID软件(8)，包括一个接收来 自MCU脉冲发生电路的脉冲并将其放大后驱动BOOST电路的MOS驱动电路(9)。3.根据权利要求2所述无间断安全照明系统，其特征在于直流电源为低压锂电池直 流电源和锂电池管理电路引出的直流电源。4.根据权利要求1所述无间断安全照明系统，其特征在于将高功率因数电路(1)、锂 电池管理电路(2)、LED光源驱动的脉冲恒流电路(3)置于三个隔离的分割空间。全文摘要一种无间断安全照明系统，包括一个将交流电变换成稳定的直流电的高功率因数电路；一个将来自高功率因数电路的高压直流电变换为满足聚合物锂电池均衡充放电的锂电池管理电路；一个接收高功率因数电路或聚合物锂离子电池的电源对LED光源驱动的脉冲恒流电路。本专利技术用于高速铁路、公路隧道照明以及对照明安全要求特别高地方，在电力供电体系被破坏后，让每一个灯具本身就成为一个独立的照明体系，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无间断安全照明系统，其特征在于：包括一个将交流电变换成稳定的直流电的高功率因数电路（１）；一个将来自高功率因数电路的高压直流电变换为满足聚合物锂电池均衡充放电的锂电池管理电路（２）；一个接收高功率因数电路（１）或聚合物锂离子电池（５）的电源对ＬＥＤ光源驱动的脉冲恒流电路（３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊建军，张锐，常鹏程，
申请(专利权)人：上海衍易电气设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31