免维护家用应急照明指示灯制造技术

一种免维护家用应急照明指示灯，使用法拉电容作为电能量存储元件，使用高亮发光二极管(LED)作为照明元件，电路包括限流电路、整流电路、稳压电路、充电电路、LED驱动电路和控制电路等部分组成，220V电源通过限流后进入整流电路，得到直流电源；直流电源经过稳压电路后得到稳定的直流电源，这一电源为法拉电容充电，当有交流电源时，控制电路使得发光二极管(LED)不发光；当交流电源停电时，控制电路使用法拉电容内存储的电荷放电来使发光二极管(LED)发光。由于不必使用蓄电池作为储能元件及本电路设计的特点，可以做到灯的常年免维护，并可实现极长的工作寿命，真正实现“有备无患”。?（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

免维护家用应急照明指示灯
本技术涉及一种LED照明指示灯，尤其涉及一种电容储能LED照明指示灯。技术背景在企业、商场、学校等公共建筑，都必须按消防法要求设置应急指示牌，当停电、地震、火灾等灾难发生时，应急指示牌可以引导公众逃生。目前，在居民楼的公共空间(如楼道内)尚未强制安装应急指示牌，而居民家中更是没有安装应急指示牌。究其原因，主要有以下几点(1)居民对自家环境及楼道环境比较熟悉，无须指示路径。(2)由于使用蓄电池作为电能量存储元件，因此需经常维护，最理想的情况也是每隔3 5年必须更换电池；(3)价格高；⑷需要专门安装空间；(5)能耗较高， 目前所用消防指示灯始终处于点亮状态。虽然这些灯的功率不大，但长年点亮仍需消耗一定的电能量。一旦将其推广到家庭使用，由于数量的庞大，将大大增加能源的消耗。专利200420105148. 3和200520066203. 7分别提供了使用法拉电容作为电量存储方案的应急灯，但它们都是用作照明灯具，设计思想、工作条件与本技术并不相同。
技术实现思路
本技术就是针对以上问题而提出的解决方案。虽然居民对路径熟悉，但停电时仍有照明的需求，尤其在灾难发生对住房结构造成造坏时更不可缺少照明功能。本技术为民居提供了断电时的应急照明功能。它具有如下特性(1)自身功耗小。这个指示灯在有电时是不点亮的，只在停电时点亮。电能量只为储能电容补充电量，电路几乎不消耗任何能量。(2)免维护。由于使用法拉电容作为储能元件，因此不存在蓄电池所需的定期维护和更换问题。电路非常简单、功耗极低、长期处于通电状态，元器件工作于其自然物理特性状态，不易损坏也不会出错，可以数十年时间内无需任何维护而随时保持其功能。C3)本设计是在家庭中布置多个小功率固定地点的光源。其体积非常小，可以安装于现有的家用电器中。目前主要设计为安装于86型家用电源插座中(但不限于安装于这一插座中)，利用插座的空间安放电路并对其面板略加改造增加发光管。综上所述，这一应急灯可以作为家庭最后一道防线，在其他任何一种光源(用交流电供电的灯、电筒、蜡烛等)因为断电、没有电池、找不到等原因而不能使用时发挥作用。本技术是这样工作的电路包括电容限流电路、整流电路、稳压电路、充电电路、LED驱动电路和控制电路等部分组成。220V电源通过电容限流后进入整流电路，得到直流电源。直流电源经过稳压电路后得到稳定的直流电源，这一电源为法拉电容充电。当有交流电源时，控制电路使得发光二极管(LED)不发光；当交流电源停电时，控制电路使用法拉电容内存储的电荷放电来使发光二极管(LED)发光。3附图说明图1是免维护家用应急照明指示灯的原理图。图2是实施例1制作的外形图。具体实施方法以下结合附图详细说明实施方案例1。1.电路工作原理图1中，电容Cl是限流电容，R2用作电容Cl的泄放电阻。电阻Rl与电容Cl串联，用于防止上电时的浪涌电流，防止稳压二极管的损坏。电容 Cl 选用 0. 022uf/400V 的 CBB 电容。其容抗为XC = 2^=2X 3.14 χ SO χ Q.C22 χ HP = 145 X 1仰如此小容量的电容将只能提供不超过2mA的电流，该电流并非用来点亮LED，而是用来为储能电容充电。使用小容量电容带来的优点很多，包括但不限于成本降低，各元件可靠性提高，功耗降低等。由于正常工作时电流极小，因此，电阻Rl的阻值选择为1K，其平均功耗不超过 4mW，而它能将通电瞬间的电流限制为不超过310mA，这完全在5. 6V/2W稳压二极管的承受范围之内，即使经常通、断电，稳压二极管也不会损坏。二极管Dl和D2组成了整流电路，将交流电变为直流电。二极管D4是一只5. 6V/2W 的稳压二极管，它将直流电压稳定为5. 6V。这一直流电源通过二极管D3隔离后为法拉电容 C3充电。当有交流电源时，电容C2两端的电压为5. 6V。PNP型三极管Ql的基接接在电容 C2的正极，这一电压值比其发射极电压还要高，因此，Ql不能导通，发光二极管D5不能点亮。当断电发生时，电容C2通过电阻R3放电，其两端的电压很快下降，由于二极管D3的隔离作用，法拉电容不会通过电阻R3放电。当C2两端电压下降到低于电容C3两端电压时， PNP型三极管Ql满足导通条件，C3通过限流电阻R5向超高亮发光二极管D5供电，D5点亮。 电容C3可以根据需要取值，以2. 2F拉为例，充满电后可以让LED有足够的亮度点亮20分钟，此后亮度逐渐衰减，1个小时以后会完全熄灭。图2是安装在86型面板上的外形图，其顶部的圆形就是LED照明灯。2.电路特性分析由于二极管都有开启电压，低于开启电压时，二极管不能导通。高亮发光二极管的开启电压约为3V，因此，当发光二极管熄灭时，电容C3两端仍有3V电压，或者说有50%的电荷量未被充分利用。如果使用更复杂的升压、恒流驱动电路，可以显著延长LED点亮的时间和改善LED发光亮度的一致性。但是这会使电路变复杂、造价增加、降低工作的可靠性， 得不偿失。因此，本电路只用了最简单的发光二极管驱动电路。如果需要更长的照明时间或者点亮更多的LED，可以加大电容C2的容量。电容Cl选择如此之小带来的唯一影响是当C3中尚未储存电荷时，需要很长的时间才能将电荷充满。根据具体电路所选择的电容C3的容量的不同，这个时间可能需要10 多个小时至几十个小时。以例1所用2. 2F法拉为例，实测需12小时。也就是本电路在首次投入使用或者在发生长时间停电导致电容Cl完全放电的情况下，如果来电后不足12小时又发生停电，那么本电路可能不起作用或者LED发光的时间会缩短。但是对于这个电路的具体应用来说，这并不是问题，因为这个应急指示灯的工作往往是数年一遇、数十年一遇甚至终其一生也不会遇到。因此，这个电路可以在性能、价格上做到最好的折衷，便于市场的接受。 电容Cl长期接入交流电源会对其寿命有所影响，主要表现在其容量会有所下降。 这也是电容降压限流电路不能长期接入电路的原因。而从本电路工作原理的分析来看，电容Cl容量的下降导致的唯一后果就是会令法拉电容C3的充电时间变得更长一些，而这对于正常使用并无影响。因此，这也是本电路可以长期免维护正常工作的原因。权利要求1.一种免维护家用应急照明指示灯，其特征在于使用法拉电容作为电能量存储元件， 使用高亮发光二极管(LED)作为照明元件，电路包括限流电路、整流电路、稳压电路、充电电路、LED驱动电路和控制电路等部分组成，220V电源通过限流后进入整流电路，得到直流电源；直流电源经过稳压电路后得到稳定的直流电源，这一电源为法拉电容充电，当有交流电源时，控制电路使得发光二极管(LED)不发光；当交流电源停电时，控制电路使用法拉电容内存储的电荷放电来使发光二极管(LED)发光。2.根据权利要求1所述的应急照明指示灯，其特征在于交流电源供电时，交流电源仅用于为储能电容充电，电路提供的电流不足以达到发光二极管的额定工作电流，电路具有微功耗的特点。3.根据权利要求1所述的应急照明指示灯，其特征在于交流电源供电时，发光二极管 (LED)不发光，当交流电源停止供电时，发光二极管(LED)发光。专利摘要一种免维护家用应急照明指示灯，使用法拉电容作为电能量存储元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周坚，
申请(专利权)人：周坚，
类型：实用新型
国别省市：