專利名稱：緊急照明設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種設有電光源的緊急照明設備，當電力供應下降至低于某一預設值時，其可以通過充電連接接駁至可從供電電源充電的能源。
背景技術：
當電力故障時，緊急照明設備應在有限時間內(nèi)產(chǎn)生主要是局部的有限光源，舉例而言，以便協(xié)助各人適應及能夠采取若干措施。本文所述的“電網(wǎng)”主要指交流電壓的電網(wǎng)，例如是230伏特，但亦指直流電壓的電網(wǎng)，例如是24或48伏特的電壓。
法律一般規(guī)定須在工業(yè)及公眾地方安裝緊急照明設備，就此，首要是使用蓄電池作電網(wǎng)的緩沖，例如是用于緊急出口的螢光燈。就此，必須注意的是使用蓄電池相對較為昂貴，并且須要經(jīng)常保養(yǎng)，因此除有規(guī)定外，緊急照明設備一般會被省卻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的出發(fā)點是解決用于開關柜或有關的緊急照明設備的特定問題。在家居環(huán)境中，由房屋內(nèi)的觸發(fā)條件或是由于電網(wǎng)的短暫性電壓過高而觸發(fā)的自動斷路及電流故障斷流的情況經(jīng)常發(fā)生。在沒有日光時，此類斷路觸發(fā)后不免會引致混亂地找尋手電筒、打火機、火柴或蠟燭以便尋找及重新設定開關柜內(nèi)被觸動的開關掣的情況。
本發(fā)明的目的之一是提供一種簡單、價格合理及無需保養(yǎng)的緊急照明設備單元，特別適用于開關柜及熔斷器箱等。
文首所述的該種緊急照明設備即可解決上述問題。按該發(fā)明，電源包括至少一個高容量儲存電容器。
按照本發(fā)明的緊急照明設備在實際使用上無須保養(yǎng)、便宜及能夠安裝于開關柜之內(nèi)而不會引致任何問題，亦無需在熔斷器箱內(nèi)實施任何特別措施。即使器件安裝于標準小型箱時，亦可提供充足的照明時間。
雖然電容器亦可通過繼電器接駁至光源，優(yōu)選是至少一個儲存電容器可通過電子開關接駁至光源，而開關由一個電源感測電路控制。
價格合理而容量又十分高，例如22法拉的儲存電容器，通常只有低的操作電壓，對于多個光源而言過于微弱，因此一個高設置的器件被串聯(lián)連接在光源前面是有利的。由于儲存電容器的低電壓，所以以高設置器件具有一觸發(fā)/調(diào)壓電路為較佳，其操作電壓是取自光源所接駁的高設置輸出器件。
如光源有至少一支發(fā)光二極管，將更為實際可行，因為在高效的同時，發(fā)光二極管的使用期亦十分長。
簡單的充電接駁可藉下列方式進行至少一個儲存電容器經(jīng)由保護電阻器應用于電源或自電源轉(zhuǎn)移的直流電壓，其中并有一個電壓限制器與至少一個電容器并聯(lián)接駁。該保護電阻器可以是歐姆電阻，或亦可包含至少一個電容器。
在交流電壓電網(wǎng)的情況下，宜于保護電阻器與至少一個儲存電容器之間放置一個整流二極管，藉此以較簡單的方式取得直流電壓。如保護電阻器與整流二極管之間的連接點，是通過電極與整流二極管相反的輔助二極管與交流電壓的另一電極連接，則可形成簡單的電壓過高保護。因為在此情況下，過高的電壓在保護電阻器消除，保護電阻器與半導體元件比較，電壓較為穏定。當發(fā)光二極管與輔助二極管串聯(lián)以顯示交流操作電壓時，以上所述可提供一種顯示操作狀況的簡單可能性。
如電源(或在交流電源的情況，則經(jīng)整流的電源)經(jīng)由電壓調(diào)壓電路傳導至最少一個儲存電容器，則儲存電容器的充電可被有效控制，特別是低電壓直流電壓的電網(wǎng)。實際可行形式的電壓調(diào)壓電路有一縱向的電晶體，由斷路二極管調(diào)壓。
電子開關優(yōu)選是一個開關電晶體，在此情況下，優(yōu)選是比較來自電源的直流電壓與參考電壓所使用的電源感測電路備有斷路二極管，在常規(guī)的操作中，基本電流經(jīng)此流入開關電晶體的驅(qū)動電晶體。
本發(fā)明的緊急照明設備可藉極為實際可行的方式實施，以供用于開關柜，其電路系統(tǒng)安裝于箱柜內(nèi)，該箱柜附連固定架，其中電光源的光經(jīng)由光導體傳導至箱柜之外并以折光物體或類似物體散布。
本發(fā)明與另一優(yōu)點將參照附圖所闡釋的實施例，于下文更詳細地說明。


圖1是本發(fā)明的緊急照明設備的圖解，其裝置于一個可接納固定架的箱柜之內(nèi)；圖2是一幅放大視圖，顯示按照圖1的緊急照明設備的內(nèi)視圖；
圖3是按照本發(fā)明的緊急照明設備器件的方塊圖；圖4顯示基于本發(fā)明的緊急照明設備第一實施例的電路；圖5顯示圖4電路的變體連同一高設置器件；圖6顯示圖4或圖5電路的變體連同一額外電容器；及圖7顯示圖4或圖5電路的另一變體連同輸入電路的縱向調(diào)節(jié)電晶體。
具體實施例方式
圖1顯示按照本發(fā)明的緊急照明設備一項可能的機械結構，其中，緊急照明設備的電路安裝于能夠接納固定架的箱柜GEH之內(nèi)，即如慣常的安全斷路器或電流故障開關般，可借助固定架HUS附于開關柜之內(nèi)。圖2顯示放置在箱柜GEH之內(nèi)的印刷電路板LPL之上的緊急照明設備的電路。主要元件(在下文詳細說明)包括兩個儲存電容器SP1及SP2以及發(fā)光二極管LED，其光線如圖所示的方式經(jīng)由丙烯酸玻璃折光物體折射，其根本上垂直于開關柜的前或后表面。
圖3顯示基于本發(fā)明的緊急照明設備的基本電路系統(tǒng)。充電接駁器LSA獲供應屬交流電壓(例如230伏特)或直流電壓(例如14或42伏特)的電源UN，并與儲存電容器SPK連接。在光源LEM與儲存電容器SPK之間有一控制開關SCH，當電源降至低于若干數(shù)值時，該控制開關借助一電壓感測器SPD與光源連接，然后再與儲存電容器SPK連接?！皟Υ骐娙萜鳌币辉~不應詮釋為僅限于單一個電容器，而應為一組由多個并聯(lián)及/或串聯(lián)的個別電容器組成的電容器。
圖4顯示按照本發(fā)明的緊急照明設備電路，尤其適宜用于交流電源電壓。輸入電壓UN經(jīng)由保護電阻器R1供應至整流二極管D1，并在此經(jīng)由另一電阻R2流至穏定電壓的斷流二極管D2，該斷流二極管與儲存電容器C3并聯(lián)連接。藉此，儲存電容器CS可獲得充電，并可從而得到實際有效的數(shù)值，舉例而言，如R1的概約量值是100至200kOhm，如R1的概約量值是50kOhm，及如CS的概約量值是10F，則該數(shù)值例如會是2.5伏特。保護二極管D3從保護電阻器R1與整流二極管D1的連接點接地，令電網(wǎng)負極短暫的過高電壓主要在保護電阻器R1清除。電網(wǎng)正極的電壓高峰只會導致儲存電容器CS增加充電，或是充電由斷流二極管D2限制。電晶體T1用作為控制開關，該電晶體T1是由NPN電晶體T2連同電阻集電器R3所觸發(fā)。一電阻R4由電晶體T2的底部接地，而一電阻R5經(jīng)由斷流二極管D4及另一電阻R6與整流二極管D1背面的直流電壓點連接。電阻R3、R4、R5及R6的數(shù)值例如可以分別為大約1MOhm、100kOhm、500kOhm及100kOhm。斷流二極管D4的斷流電壓可以是2.2伏特，而連接電阻R6與斷流二極管D4之間的連接點與地面的電容器C1的數(shù)值可以是例如100nF，此電容器旨在當電網(wǎng)有短暫干擾時用以防止出現(xiàn)謬誤斷路。斷流二極管D4對電壓感測器電路有關鍵作用，如由慣常的230伏特電源開始，該斷流二極管D4的斷流電壓可以是例如33伏特。當電源降至低于預定數(shù)值時(該數(shù)值由所顯示的分壓器及二極管D4的斷流電壓數(shù)值決定)，則由電晶體T2控制的開關電晶體T1進行轉(zhuǎn)接，把配合儲存電容器CS的2.2伏特電壓應用于數(shù)個(在此實例中是3個)分別以RL1、RL2及RL3保護電阻器串聯(lián)的發(fā)光二極管DL1、DL2及DL3。
在此可輕易理解，當電力故障時，借助圖1至圖4說明的緊急照明設備，一熔斷器箱將在一段時間內(nèi)獲得照明，而該段時間將足以把開關回復至起始位置等。為保持輕微的持續(xù)損失，實際上將使用細小的充電電流，此舉連同儲存電容器的高容量，將引致于一段時間范圍內(nèi)出現(xiàn)充電時間。電壓感測器電路旨在確保只有當電源降至低于預設數(shù)值(例如是150伏特)時，發(fā)光二極管方會得到連接。當使用例如4支發(fā)光二極管及一個容量10至20法拉的儲存電容器時，可在約10分鐘的時間內(nèi)令開關柜得到充足照明。
圖5顯示圖4所示電路的變體，當中尤其顯示與圖4電路差異的部份。開關T1由特征在于二極管斷流器D4的電壓感測器電路所控制，在此實例中把儲存電容器的電壓應用于已知設計的高設置器件，其在此實例中包括一儲存感應率L、一控制開關T3及該開關的觸發(fā)電路AST、一個整流二極管D5以及一個儲存電容器CS。儲存電容器CS的細小電壓可能不足以操作所擬使用的高數(shù)值光源，借助上述高設置器件，即可提高儲存電容器CS的電壓，以滿足某一光源的操作所需。由于高設置器件HSS可將電容器CS放電至很低的電壓，所以借助上述高設置器件更可更有效地運用儲存于電容器CS的能源。因此，例如發(fā)光二極管的臨界作用(最低操作電壓)將會消除。如無高設置調(diào)節(jié)器，在低于若干電壓時儲存電容器內(nèi)將會遺留相對較大量的剩余充電。使用高設置調(diào)節(jié)器亦可最廣泛地利用剩余充電，因而增加光源的照明時間。在此可提述的是發(fā)光二極管固然是光源的一個優(yōu)選實施例，但另一方面亦可使用其他光源，例如是白熾燈或氣體放電燈。
如要增強充電電流而不會擴大實際損失，一個可能性是使用電容保護電阻器。圖6顯示此一實施例，當中的保護電阻器包括串聯(lián)的電阻器R7與電容器CV，當中電阻器R7的概約量值可以是50kOhm，電容器的概約量值可以是22nF。由于固有因素，本實施例僅在交流電電壓的情況下方可行，但必須注意，在使用電容器CV時，如電路并無在電壓穏定的情況下作出相應調(diào)整，較高頻的電源斷流可能對電路造成損害。圖6的實施例進一步顯示發(fā)光二極管DLA可與圖4已說明的保護二極管D2串聯(lián)，該發(fā)光二極管DLA是用于展示操作電壓。電路的右面部份隨后即可如圖4或圖5所示執(zhí)行，不在此詳細展示。
如電源是直流電壓，例如14、42或110伏特，則在實際操作時，儲存電容器可使用縱向調(diào)壓器充電。此一變體在圖7顯示，當中亦只顯示電路的關鍵部份，并無顯示例如是可按圖4或圖5作出的電路的右面部份。直流電源電壓經(jīng)由反向的保護二極管D6及縱向電晶體T4供應至電路，而電阻R9則流向儲存電容器，在此情況下，該儲存電容器是由特定平衡電阻R10及R11的兩具儲存電容器CS1及CS2串聯(lián)而成。如使用商業(yè)上提供的2.3伏特及10F電容器，則可得到量值大約是5伏特的電壓，可供作為照明用途?？v向電晶體T4按已知的方式在其底部經(jīng)由應用于斷流二極管D7連同其保護電阻器R8的電壓調(diào)節(jié)。舉例而言，斷流二極管的斷流電壓是5伏特，其保護電阻器R8的數(shù)值是1MOhm，而用作為平衡聯(lián)接電阻的電阻R9的概約數(shù)值是1000hm。最后所述的電阻使充電過程限制于可接納的電流，而該電流視乎所用的縱向電晶體T4的負載量而定。
權利要求
1.一種設有電光源的緊急照明設備，當電力供應下降至低于某一預設值時，其可以通過充電連接接駁至可從供電電源充電的能源，其特征在于，能源包括至少一個高容量儲存電容器(CS；CS1、CS2)。
2.如權利要求1所述的緊急照明設備，其特征在于，至少一個儲存電容器(CS；CS1、CS2)可經(jīng)由一個電子開關(SCH、T1)接駁至光源(DL1、DL2、DL3)，當中的開關由電源感測電路(SPD、D4)控制。
3.如權利要求1或2所述的緊急照明設備，其特征在于，光源(DL1、DL2、DL3)前面接駁高設置調(diào)節(jié)器(HSS)。
4.如權利要求3所述的緊急照明設備，其特征在于，高設置調(diào)節(jié)器有一觸發(fā)/調(diào)節(jié)電路(AST)，其操作電壓來自與光源(DL1、DL2、DL3)接駁的高設置輸出。
5.如權利要求1，2，3，4其中之一所述的緊急照明設備，其特征在于，光源有至少一支發(fā)光二極管(DL1、DL2、DL3)。
6.如權利要求1，2，3，4，5其中之一所述的緊急照明設備，其特征在于，至少一個儲存電容器(CS；CS1、CS2)經(jīng)由保護電阻器(R1；R7、CV)應用于電源(UN)或源自電源的直流電壓，當中至少一個電容器與電壓限制器(D2)并聯(lián)。
7.如權利要求6所述的緊急照明設備，其特征在于，保護電阻器屬于歐姆電阻(R1)。
8.如項權利要求6所述的緊急照明設備，其特征在于，保護電阻器包括至少一個電容器(CV)。
9.如權利要求6，7，8其中之一所述的緊急照明設備，就交流電源電壓下操作而言，其特征在于，保護電阻器(R1)與至少一個儲存電容器(CS；CS1、CS2)之間有一個整流二極管(D1)。
10.如權利要求9所述的緊急照明設備，其特征在于，保護電阻器(R1)與整流二極管(D1)之間的連接點經(jīng)由保護二極管(D3)與交流電壓的另一電極聯(lián)接，而該保護二極管(D3)的電極與整流二極管(D1)相反。
11.如權利要求10所述的緊急照明設備，其特征在于，一發(fā)光二極管(LED)與保護二極管(D3)串聯(lián)，以顯示交流操作電壓。
12.如權利要求1，2，3，4，5其中之一所述的緊急照明設備，其特征在于，電源，或在交流電的情況下為經(jīng)整流的電源，經(jīng)由電壓調(diào)節(jié)電路(T4、D7)傳輸至最少一個儲存電容器(CS1、CS2)。
13.如權利要求12所述的緊急照明設備，其特征在于，電壓調(diào)節(jié)電路有一縱向電晶體(T4)，其以斷流二極管(D7)調(diào)節(jié)。
14.如權利要求2至13其中之一所述的緊急照明設備，其特征在于，電子開關是一開關電晶體(T1)。
15.如權利要求2至13以及14其中之一所述的緊急照明設備，其特征在于，用以比較源于電源(UN)的直流電壓與一參考電壓的電源保護電路(SPD)有一個斷流二極管(D4)，在慣常操作時，一基極電流將經(jīng)由該斷流二極管(D4)流至開關電晶體(T1)的驅(qū)動電晶體(T2)。
16.如權利要求1至15其中之一所述的緊急照明設備，其特征在于，其電路系統(tǒng)置于附在固定架之上的箱柜(GEH)之內(nèi)，當中的電光源的光線經(jīng)由一個光導體傳導出箱柜之外，藉折光物體(APR)或類似物體散播。
全文摘要
本發(fā)明為有關一種設有電光源(DL1、DL2、DL3)的緊急照明設備，當電力供應下降至低于某一預設值時，其可以通過充電連接，例如是通過電子開關(T1)，切換至可從供電電源充電的能源。當中的能源包括至少一個高容量儲存電容器(CS；CS1、CS2)，以及發(fā)光二極管可供作為當中的光源。
文檔編號H02J9/02GK1759517SQ200480006556
公開日2006年4月12日 申請日期2004年3月3日 優(yōu)先權日2003年3月10日
發(fā)明者哈洛德·施韋格特 申請人:奧地利西門子股份有限公司