專利名稱：一種城市公共區(qū)域照明保障裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種城市公共區(qū)域照明保障裝置。
背景技術(shù)：
目前，人們對城市公共區(qū)域照明具有較高的要求，人為破壞、電力事故造成城市大面積的滅燈，會(huì)給城市安全帶來很大的隱患，如何保障城市公共區(qū)域的照明系統(tǒng)的持續(xù)正常運(yùn)行，是擺在我們面前的重要課題，也是保障城市的社會(huì)穩(wěn)定和市民安全、構(gòu)建和諧社會(huì)的重要任務(wù)之一。目前市場上存在的照明安全保障裝置基本以UPS或EPS作為后備電源，在市電中斷后，UPS或EPS繼續(xù)為燈具供電。UPS種類較多，圖I示出了一種現(xiàn)有的工頻在線式UPS的工作原理框圖，工頻在線式UPS主要由整流器、逆變器、轉(zhuǎn)換開關(guān)和電池四部分組成，該轉(zhuǎn)換開關(guān)可為旁路開關(guān)；市電供應(yīng)正常時(shí)，整流器工作，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，一方面為逆變器提供直流電力，另一方面為電池充電，逆變器的作用是將直流電轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓穩(wěn)頻的交流電，經(jīng)過旁路開關(guān)為負(fù)載供電。當(dāng)市電中斷時(shí)，整流器停止工作，電池將直接為逆變器提供電力，確保逆變器正常工作，保障對負(fù)載供電的連續(xù)性。而一旦逆變器發(fā)生故障時(shí)，市電經(jīng)旁路開關(guān)直接為負(fù)載供電。附圖2示出了一種現(xiàn)有的EPS的工作原理框圖，EPS的結(jié)構(gòu)與UPS基本相似，只是整流器被充電器代替，其作用也是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，可選用大功率開關(guān)電源作為整流器，一般不再為逆變器直接提供電力，只負(fù)責(zé)對電池充電；工作方式也不相同，正常情況下，市電經(jīng)旁路開關(guān)直接為負(fù)載供電。僅在市電中斷或超限時(shí)，使用電池電力，由逆變器為負(fù)載供電?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于，由于UPS或EPS體積較大，構(gòu)成相對復(fù)雜，具有較高的成本，對環(huán)境要求嚴(yán)苛，需要安裝在專用的配電室里，這幾方面因素，限制了其應(yīng)用范圍。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種體積小、可靠穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單且性價(jià)比高、可工作在惡劣工作環(huán)境下的城市公共區(qū)域照明安全保障裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種城市公共區(qū)域照明保障裝置，包括AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、直流后備電源、LED燈具模組以及智能檢測控制器，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與市電連接，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與直流后備電源和LED燈具模組的輸入端相連；所述智能檢測控制器的電源端與所述直流后備電源連接，所述智能檢測控制器的輸入端與市電、AC/DC轉(zhuǎn)換模塊連接，所述智能檢測控制器的輸出端分別與用于控制所述直流后備電源的輸出端通斷的第一控制開關(guān)和用于控制所述LED燈具模組的輸入端通斷的第二控制開關(guān)連接。[0009]作為優(yōu)選,所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊包括一個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器。作為優(yōu)選，所述直流后備電源為可充電電池。 作為優(yōu)選，所述LED燈具模組包括多個(gè)并聯(lián)連接的LED燈具，每個(gè)LED燈具具有相應(yīng)的與之串聯(lián)的保險(xiǎn)或DC/DC穩(wěn)壓、限流保護(hù)電路。作為優(yōu)選，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與直流后備電源的正極之間通過開關(guān)和所述LED燈具相連，開關(guān)和該LED燈具并聯(lián)連接，該LED燈具的正極連接該直流后備電源的正極。作為優(yōu)選，為增加容量或?qū)崿F(xiàn)冗余的需要，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊包括多個(gè)并聯(lián)的AC/DC轉(zhuǎn)換器。作為優(yōu)選，所述多個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端并聯(lián)在一起，構(gòu)成直流母線，每個(gè)所述LED燈具通過相應(yīng)的保險(xiǎn)或DC/DC穩(wěn)壓、限流保護(hù)電路與所述直流母線相連。作為優(yōu)選，所述智能檢測控制器包括充電控制模塊和開燈控制模塊。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了直流電向交流電轉(zhuǎn)換的逆變環(huán)節(jié)，同時(shí)由于LED燈具使用直流電，可與電池直接相連，使得在電池供電時(shí)，不需要考慮常規(guī)UPS或EPS供電時(shí)產(chǎn)生的逆變損耗及為LED燈具供電時(shí)產(chǎn)生的交直流轉(zhuǎn)換損耗，與現(xiàn)有技術(shù)相比，效率提高近20%，因此在保障相同延時(shí)條件下，使用本裝置所需的電池容量可降為使用UPS或EPS時(shí)的80%，大大降低了成本，同時(shí)電路得以簡化，提高了整個(gè)系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)的工頻在線式UPS的工作原理框圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的EPS的工作原理框圖；圖3為本實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第一實(shí)施例的電路原理框圖；圖4為本實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第二實(shí)施例的電路原理框圖；圖5為本實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第三實(shí)施例的電路原理框圖；圖6為本實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第四實(shí)施例的電路原理框圖；圖7為實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第三實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，為簡化原理圖，圖中所涉及的開關(guān)KU K2在實(shí)際應(yīng)用中可以是功率繼電器、接觸器、IGBT、功率MOS管、功率晶體管、達(dá)林頓管以及可關(guān)斷晶閘管。參見附圖3，其示出了本實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的實(shí)施例一的電路原理框圖，該裝置包括AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、直流后備電源、LED燈具模組以及智能檢測控制器(未圖示)。其中，該AC/DC轉(zhuǎn)換模塊包括一個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器VI，直流后備電源包括電池G1，該AC/DC轉(zhuǎn)換器Vl的輸入端連接市電，輸出端與電池Gl的正極相連，并通過開關(guān)K2與LED發(fā)光模塊相連并對其進(jìn)行供電，該電池Gl的負(fù)極接地；LED燈具模組包括多個(gè)并聯(lián)連接的發(fā)光二極管H1，H2…Hn，每個(gè)LED燈具具有一個(gè)與之串聯(lián)的保險(xiǎn)Fl，F(xiàn)2…Fn。保險(xiǎn)F1，F(xiàn)2…Fn可以為限流電阻。智能檢測控制器由電池供電，它與市電輸入端相連，以檢測市電的狀態(tài)，當(dāng)內(nèi)部時(shí)鐘到達(dá)開燈時(shí)間或接收到遠(yuǎn)程開燈信號時(shí)，控制開關(guān)K2閉合，實(shí)現(xiàn)開燈控制。在市電正常工作的情況下，市電經(jīng)AC/DC轉(zhuǎn)換器Vl轉(zhuǎn)換為直流電，為LED燈具模組供電，同時(shí)提供電能給電池Gl，為電池充電；一旦市電中斷，LED燈具模組將由電池Gl供電，并發(fā)送相關(guān)信息給智能檢測控制器的控制中心。當(dāng)市電恢復(fù)后，燈具由AC/DC轉(zhuǎn)換器Vl供電，同時(shí)電池Gl結(jié)束放電過程，系統(tǒng)對電池Gl進(jìn)行充電；上述過程的實(shí)現(xiàn)及開關(guān)燈的管理均是通過智能檢測控制器在本地或遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)。在第一實(shí)施例中，如圖3所示，電池Gl的正極直接與AC/DC轉(zhuǎn)換器Vl的輸出端連接，市電正常時(shí)，Vl直接為LED燈具供電，同時(shí)，對電池Gl進(jìn)行浮充。在市電中斷時(shí)，由于電池Gl與母線相連，電池會(huì)直接為LED燈具供電，當(dāng)放電到截止電壓時(shí)，如果市電仍未恢復(fù)，智能檢測控制器將發(fā)出控制信號，斷開控制開關(guān)Κ2，以保障電池不會(huì)因過放電而損壞。但在此設(shè)計(jì)中，由于電池直接與直流母線連接，因此只要市電正常，Vl就會(huì)對電池Gl充電，而電池的充放電是受環(huán)境影響的，尤其是低溫情況下，不應(yīng)對電池充電。所以此方案不適合應(yīng)用 于戶外型設(shè)備。但可應(yīng)用于溫度變化相對較小的室內(nèi)環(huán)境。為了應(yīng)用于溫度變化較大的室外環(huán)境，參見附圖4，其示出了本實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第二實(shí)施例的電路原理框圖，其與第一實(shí)施例類似，不同之處在于在AC/DC轉(zhuǎn)換器Vl的輸出端與電池Gl的正極之間通過開關(guān)Kl和二極管Dl相連，開關(guān)Kl和二極管Dl并聯(lián)連接，一端連接電池Gl的正極，一端連接AC/DC轉(zhuǎn)換器Vl的輸出端。通過這種設(shè)置，可以控制電池的充電，即采取加熱或強(qiáng)制風(fēng)冷手段，使電池的環(huán)境溫度達(dá)到充電條件時(shí)，閉合開關(guān)Κ1，對電池充電。二極管Dl的作用是防止直流母線電流反灌到電池。在市電存在時(shí)，電池Gl的正極與AC/DC轉(zhuǎn)換器Vl的輸出端的電位相同，電池Gl將不會(huì)放電，只有在市電中斷后，Vl停止工作，電池電力通過單向?qū)ǖ亩O管流向LED燈具，從而實(shí)現(xiàn)不間斷供電。這樣，即可保障對環(huán)境要求很高的電池在戶外環(huán)境中的應(yīng)用。其中，智能檢測控制器控制開關(guān)Κ2，以實(shí)現(xiàn)LED燈具的點(diǎn)亮與熄滅。參見附圖5，其示出了本實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第三實(shí)施例的電路原理框圖，與第二實(shí)施例類似，不同之處在于本實(shí)施例中，AC/DC轉(zhuǎn)換模塊包括燈具模組多個(gè)并聯(lián)連接的AC/DC轉(zhuǎn)換器Vl-Vn。其作用可分為功率并聯(lián)和冗余并聯(lián)。功率并聯(lián)指的是將多個(gè)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)，以增大轉(zhuǎn)換模塊的功率。冗余并聯(lián)是指將多個(gè)轉(zhuǎn)換器并聯(lián)在一起，當(dāng)一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)換器故障時(shí)，其它轉(zhuǎn)換器均分電流，保障在I個(gè)或2個(gè)轉(zhuǎn)換器退出工作的情況下，系統(tǒng)仍能正常工作。這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被稱為n+1冗余或n+2冗余系統(tǒng)。此實(shí)施案例涵蓋功率并聯(lián)和冗余并聯(lián)系統(tǒng)。參見附圖6，其示出了本實(shí)用新型的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第四實(shí)施例的電路原理框圖，該裝置包括AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、直流后備電源、LED燈具模組以及智能檢測控制器(未圖示)，其中AC/DC轉(zhuǎn)換模塊包括多個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器V0，VI，V2…Vn，LED燈具模組包括多個(gè)發(fā)光二極管H1，H2…Hn，每個(gè)LED燈具具有一個(gè)與之串聯(lián)的保險(xiǎn)F1，F(xiàn)2…Fn ;該直流后備電源為電池Gl。所述AC/DC轉(zhuǎn)換器V0，V1，V2…Vn的輸入端通過開關(guān)Kl與市電連接，其中轉(zhuǎn)換器VI，V2…Vn中的每一個(gè)的輸出端均連接相應(yīng)的保險(xiǎn)FI，F(xiàn)2…Fn的第一端，保險(xiǎn)Fl, F2…Fn的第二端連接相應(yīng)的LED燈具HI, H2…Hn ;同時(shí)轉(zhuǎn)換器VI，V2…Vn中的每一個(gè)的輸出端均通過一個(gè)相應(yīng)的二極管Dl，D2…Dn連接到AC/DC轉(zhuǎn)換器VO的輸出端，其中，二極管Dl，D2…Dn的正極連接AC/DC轉(zhuǎn)換器VO的輸出端，二極管Dl，D2…Dn中的每一個(gè)的負(fù)極連 接至相應(yīng)的AC/DC轉(zhuǎn)換器VI，V2…Vn的輸出端；該二極管D1，D2…Dn中的每一個(gè)的正極以及AC/DC轉(zhuǎn)換器VO的輸出端通過開關(guān)K2與電池Gl的正極相連，電池Gl的負(fù)極與所有電源負(fù)極相連。在該實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)部時(shí)鐘到達(dá)開燈時(shí)間或接收到遠(yuǎn)程開燈信號時(shí)，如果市電正常，控制開關(guān)Kl閉合，AC/DC轉(zhuǎn)換器V1，V2…Vn通過保險(xiǎn)Fl，F(xiàn)2…Fn為LED燈具HI, H2...Hn供電，使LED燈具點(diǎn)亮。如果此時(shí)無市電，控制開關(guān)K2閉合，電池電流流經(jīng)Dl，D2···Dn及保險(xiǎn)Fl，F(xiàn)2…Fn為LED燈具Hl，H2…Hn供電，使LED燈具點(diǎn)亮。在市電正常時(shí)，若溫度等條件不具備，K2保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，不對電池進(jìn)行充電。需要指出的是上述過程的實(shí)現(xiàn)及開關(guān)燈的管理均是通過智能檢測控制器在本地或遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)；K2的吸合是與環(huán)境溫度相關(guān)的，如果電池箱內(nèi)的溫度高于40攝氏度或低于O攝氏度，且市電正常，Κ2將不會(huì)吸合，直到通過電池箱內(nèi)溫度調(diào)節(jié)設(shè)施調(diào)節(jié)，使溫度達(dá)到正常范圍，Κ2才會(huì)吸合；在無市電的情況下，Κ2可通過智能檢測控制器控制吸合，在無市電的情況緊急開燈(電池充電時(shí)溫度超差嚴(yán)重影響電池壽命，放電時(shí)影響相對較小，可在開燈的同時(shí)啟動(dòng)溫度調(diào)節(jié)設(shè)施，逐步達(dá)到電池使用的溫度條件)。參見附圖7，示出了本實(shí)用新型專利的典型接線原理圖，與其它原理圖相比，更加具體，參見附圖7，示出了本實(shí)用新型專利的城市公共區(qū)域照明保障裝置的第五實(shí)施例的典型原理圖，包括AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、直流后備電源、DC/DC轉(zhuǎn)換器、LED燈具模塊及智能檢測控制器，該AC/DC轉(zhuǎn)換模塊包括Vl和V2，該直流后備電源為電池U2，DC/DC轉(zhuǎn)換器包括V3及對各個(gè)LED燈具模塊進(jìn)行穩(wěn)壓限流保護(hù)的DC/DC轉(zhuǎn)換器Tl Tn，LED燈具模塊包括多個(gè)并聯(lián)的LED，智能檢測控制器檢測試點(diǎn)的輸入狀態(tài)，并控制V3是否對電池進(jìn)行充電，以及控制其它DC/DC轉(zhuǎn)換器Tl Tn是否開始是否開始工作，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)燈的控制。與以上實(shí)施例不同，第五實(shí)施例中，可選用本地控制或遠(yuǎn)程控制。所述智能檢測控制器由直流后備電源供電，分別與市電、AC/DC轉(zhuǎn)換模塊及各DC/DC轉(zhuǎn)換器相連，用于檢測市電及各模塊的工作狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)際需要啟動(dòng)相應(yīng)DC/DC轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對電池充電及和開關(guān)燈的管理。當(dāng)然，以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種城市公共區(qū)域照明保障裝置，其特征在于，包括AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、直流后備電源、LED燈具模組以及智能檢測控制器，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與市電連接，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與直流后備電源和LED燈具模組的輸入端相連；所述智能檢測控制器的電源端與所述直流后備電源連接，所述智能檢測控制器的輸入端與市電、AC/DC轉(zhuǎn)換模塊連接，所述智能檢測控制器的輸出端分別與用于控制所述直流后備電源的輸出端通斷的第一控制開關(guān)和用于控制所述LED燈具模組的輸入端通斷的第二控制開關(guān)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明保障裝置，其特征在于，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊包括一個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明保障裝置，其特征在于，所述直流后備電源為可充電電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明保障裝置，其特征在于，所述LED燈具模組包括多個(gè)并聯(lián)連接LED燈具，每個(gè)所述LED燈具具有相應(yīng)的與之串聯(lián)的保險(xiǎn)或DC/DC穩(wěn)壓、限流保護(hù)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明保障裝置，其特征在于，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與直流后備電源的正極之間通過開關(guān)和LED燈具相連，所述開關(guān)和所述LED燈具并聯(lián)連接，所述LED燈具的正極連接所述直流后備電源的正極。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明保障裝置，其特征在于，所述AC/DC轉(zhuǎn)換模塊包括多個(gè)并聯(lián)的AC/DC轉(zhuǎn)換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明保障裝置，其特征在于，所述多個(gè)AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端并聯(lián)在一起，構(gòu)成直流母線，每個(gè)所述LED燈具通過保險(xiǎn)或DC/DC穩(wěn)壓、限流保護(hù)電路與所述直流母線相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的照明保障裝置，其特征在于，所述智能檢測控制器包括充電控制模塊和開燈控制模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種城市公共區(qū)域照明保障裝置，包括AC/DC轉(zhuǎn)換模塊、直流后備電源、LED燈具模組以及智能檢測控制器，AC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與市電連接，AC/DC轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與直流后備電源和LED燈具模組的輸入端相連；智能檢測控制器由直流后備電源供電，其輸入端與市電、AC/DC轉(zhuǎn)換模塊連接，其輸出端分別與用于控制直流后備電源的輸出端通斷的第一控制開關(guān)和用于控制LED燈具模組的輸入端通斷的第二控制開關(guān)連接。本實(shí)用新型的照明保障裝置減少了直流電向交流電轉(zhuǎn)換的逆變環(huán)節(jié)，同時(shí)由于LED燈具使用直流電，減少逆變損耗及轉(zhuǎn)換損耗，大大降低了成本，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H02J9/04GK202772649SQ20122031294
公開日2013年3月6日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者黃躍輝, 耿文良 申請人:黃躍輝, 耿文良