LED应急照明灯。方案、说明

LED应急照明灯。无线电电子电气工程百科全书

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如果公用设施或服务房间的电源电压出现故障，建议至少保持最低照明水平，以便采取一些措施消除故障或离开房间。在这种情况下，关闭电源电压后能发光一段时间的灯会有所帮助。它们需要自主电源或能量存储设备，例如大型电容器或电池。建议使用LED灯作为应急照明，因为它们是最经济的。

当然，为了使灯在断电后仍能发光，它必须包含内置电源。在最简单的情况下，它可以是容量较大的氧化物电容器，能够在待机模式下积累足够的能量以维持房间的小照明数十秒。

LED应急灯
图。 1

这种应急照明灯的示意图如图1所示。 2013、可以在商业化生产的LED灯的基础上制作，也可以在LED袖珍手电筒的元件或单个LED的基础上独立制作（参见《广播》2年第26期《手电筒LED的网络灯》一文） . 1，第 1 页）。在待机模式下，串联的LED由镇流电容器C4、二极管电桥VD2-VD3和平滑电容器C6组成的电源供电。电容C3是储能电容，在接通电源电压后，立即通过VD5二极管从桥式整流器充电，当LED开始发光时，从VD1二极管上的半波整流器通过电阻R2充电。晶体管VT3、VTXNUMX上装有电流稳定器，保证电容器CXNUMX均匀放电，在应急模式下保持LED的恒定亮度。

在待机模式下，流经 LED 的电流主要取决于电容器 C1 的电容、稳定器电流（本例中约为 1 mA）以及 LED 的数量 N（例如，N = 21，电容器容量表示为如图所示，该电流约为 20 mA）。电阻R2限制灯打开时充电电流的浪涌，并且在灯关闭时通过电阻R1使电容器C1放电。在紧急情况下，当市电电压丢失时，LED由存储电容器C3通过稳流器供电。恒定的最小照度保持约 20 秒，之后 LED 的亮度在约 30 秒内逐渐降低。增大电容器C3的容量可增加应急照明的持续时间。

LED应急灯
图。 2

除 LED 外，所有部件均安装在印刷电路板上，其图纸如图 2 所示。 2. 电阻器 - C33-1、R4-2，电容器 C3、C1 - 进口氧化物，C250 - 来自失效的节能紧凑型荧光灯 (CFL) 或进口，设计用于在 400 ... 1 的交流电压下工作V. 4007N315 中的二极管也被从中移除。双极晶体管 - KT3012、KTXNUMX 系列中的任何一个。安装好的电路板被放置在 CFL 的塑料盒中，部件朝向底座。

存储电容器C3的小电容不允许灯在紧急模式下长时间发光。其容量的增加导致尺寸的显着增加。解决这种情况的方法可以是使用离子电阻器 - 一种高容量电容器（高达几法拉）。然而，离子电阻器的标称电压通常不超过 5 V，因此可以通过它为一个或多个并联的 LED 供电。

LED应急灯
图。 3

这种灯的示意图如图 3 所示。 1. 在待机模式下，LED 由通过镇流电容器 C4 连接到网络的二极管整流器 VD1-VD1 供电。同时，大约 3 mA 的电流流过串联连接的 EL20-ELN-2 LED 以及并联连接的每个 ELN-3-ELN - 电流减少了三倍。为了均衡通过它们的电流，使用了限流电阻器 R5-R2，在调整时选择这些电阻器，以使它们和 ELN-4,5-ELN LED 上的总电压降不超过 5 ... 3 V在此电压之前，离子电阻器对C3 充电。第一次打开网络中的灯后（直到充电至 3.3 ... 2 V 电压），ELN-XNUMX-ELN LED 不亮。

当电源电压出现故障时，离子发生器开始通过这些 LED 放电，并且只有它们在灯中发光。发光持续时间取决于离子电阻器的电容以及与其连接的 LED 数量。其数量的增加需要与其串联的电阻器的电阻成比例增加，并且由于离子电阻器的放电电流增加，所以应急照明的持续时间减少。

通过用手机或无线电话的小型锂离子电池（或镍镉电池）替换电离器，可以显着延长紧急模式下灯的发光时间。使用选择的电阻器 R3-R5（电池断开），在其上安装 2...4 V 电压，并在使用锂离子电池时将 ELN-4,1-ELN LED 与其串联，或者4,3...4,4 V，如果使用三节镍镉或镍氢电池（在待机模式下充电到这些电压值）。如果出现电源电压故障，ELN-2-ELN LED 由电池供电。其能量储备足以连续运行数小时。当它放电时，其电压和通过 LED 的电流会降低，但由于其非线性电流-电压特性，不会发生完全放电。开关 SA1 可以与电池串联安装，以将其关闭，例如在运输灯时。

按照图3所示组装的灯来增加亮度。 1、应急模式下，增加LED并联数量。原则上，你可以并联打开灯的所有LED，但在这种情况下，为了保证待机模式下的正常亮度，你将不得不大幅增加镇流电容CXNUMX的电容，这将导致不期望的增加（高达数百毫安）网络消耗的电流。此外，如果电池放电，灯在第一次打开后的亮度可能会很低，因为很大一部分电流将用于给电池充电。

LED应急灯
图。 4

解决这种情况的一种可能方法是将多组并联 LED 串联起来（图 4）。为了制造这种灯，使用了带有 32 个并联 LED 的手电筒印刷电路板。在棋盘上，它们的位置如下：4 - 位于中心，17 - 沿外圆周，11 - 沿中间圆周。后者被分配到一组 (EL12-EL22)，在紧急模式下由电池供电，其余的分为两组，其中一组也包含 11 个 LED (EL1-EL11)，第二组包含 23 个 LED (EL32) -EL3）。这些组与限流电阻RXNUMX串联，将板上相应的印刷导线剪断，并用绝缘线进行必要的连接。

该灯消耗的电流由镇流器电容器C1、C2的电容决定，约为100mA，即流过每个LED的电流约为9mA。电容C3可以平滑整流电压的纹波，使LED发光更加均匀。在待机模式下，LED EL12-EL22 和电阻器 R3（在设置期间选择）上的电压降至约 4,1 V，锂离子电池 G1 充电至该电压。如果使用三节 Ni-Cd 或 Ni-MH 电池，则该电压应增加至 4,4 V。开关 SA1 执行与先前设计相同的功能。

LED应急灯
图。 5

除 LED 和电阻器 R3 之外的所有部件均安装在由箔玻璃纤维制成的印刷电路板上，该印刷电路板是根据图 5 所示的图纸制作的。 57. 将安装好的电路板和电池放入直径为 35mm 的盒子中，由功率为 1W 的 CFL 制成，使预先用绝缘胶带包裹的电容器 C2 和 C6 位于地下室中。开关安装在其侧壁上。灯的外观如图所示。 XNUMX.

LED应急灯
图。 6

为了使串联LED的灯在紧急模式下与待机模式下的亮度保持相同，必须辅以电池供电的升压转换器。这种灯的示意图如图所示。 7. 在待机模式下，EL1-ELN LED 由来自电源单元的 15 ... 20 mA 电流供电，该电源单元由镇流电容器 C1、二极管电桥 VD1 - VD4 和平滑电容器 C2 组成。电池G1充电的电压通过选择电阻器R3来设定。

米。 7（点击放大）

电压转换器包含微电路DD1、晶体管VT1、升压脉冲变压器T1和基于二极管VD6-VD9的整流器。 DD1.1 元件上装配有重复频率约为 30 kHz 的脉冲发生器，DD1.2 上装配有控制脉冲整形器。并联连接的元件DD1.3、DD1.4执行反相缓冲级的功能。脉冲从其输出进入开关场效应晶体管 VT1 的栅极。当市电供电且开关SA1的触点闭合时，电池G1通过LED EL1-ELN-1和齐纳二极管VD5充电。元件DD1.1的输入之一（引脚5）通过电阻器R4提供正极性电压（约4V），并且通过电阻器R5从齐纳二极管VD6提供负极性电压（约5V）。

结果，该输入端的电压较低，发电机被禁止并且转换器不工作。当市电电压出现故障时，元件DD1.1的输入端接收来自电池G1的高电平电压，发电机开启，并且LED由使用二极管VD6-VD9的整流器提供的电源电压提供。使用微调电阻器 R7，您可以在很大范围内改变控制脉冲的持续时间，从而改变紧急模式下灯的亮度。当电源电压降至 2,8V 时，转换器的功能得以维持。

LED应急灯
图。 8

电阻R1、R2（MLT）、电容C1（K73-17或CFL）、C2（氧化物进口）和二极管VD1-VD4（也来自CFL）放置在双面印刷电路板上，其图纸为如图所示8、安装主要是表面安装。电容器C2与电路板平行安装，并用Moment胶粘在其上。板右侧的四个孔设计用于穿过 VD1-VD4 二极管的引线（它们焊接到两侧的印刷导体上）。检查完毕后，将安装好的板子裹上两层绝缘胶带，放入CFL外壳的底座中。

LED应急灯
图。 9

该转换器组装在按照图9所示制作的印刷电路板上。 5. 安装-表面。电容器C7-C6和二极管VD9-VD7来自CFL，微调电阻R19是SPZ-XNUMXa。

为了制造变压器 T1，使用了功率为 10 W 的 CFL 镇流器扼流圈。有必要选择一个扼流圈，其设计允许您在不拆卸的情况下缠绕额外的绕组 - 10 匝 MGTF-0,2 线。在变压器中，它将执行初级（I）绕组的功能，次级（II）将是电感器绕组。

手机的锂离子电池粘在电路板上没有元件的一侧。开关SA1-滑块PD9-1或同类进口。转换器与 LED 板（来自串联 21 个 LED 的网络灯）的外观如图 10 所示。 XNUMX.

LED应急灯
图。 10

总之，应该指出的是，升压转换器也可以组装在专门的微电路上；顺便说一句，这将减小其尺寸。带转换器的灯可以用作手持手电筒，但在这种情况下，建议使用由三节镍氢电池组成的电池作为电源。

作者：I. Nechaev

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