電梯系統(tǒng)是一個與人身安全息息相關的特種設備，有其特殊的電氣復雜性，應急照明為其重要組成部分，保障電梯應急照明系統(tǒng)的可靠性顯得尤為重要。傳統(tǒng)的應急照明基本使用白熾燈，但其有一些弊端，比如電量消耗大、能效低、照度低、使用壽命短等。
隨著LED性能的提升，LED因其環(huán)保、節(jié)能、抗震、使用壽命長等特點，逐漸替代白熾燈作為電梯應急照明，較好地克服了白熾燈的這些弊端。由于LED對電源有較高的要求，選擇穩(wěn)定可靠，持久耐用的應急照明方案并優(yōu)化驅動電源，不但可以減少應急照明系統(tǒng)的維護，更重要的是可以提高電梯系統(tǒng)的運行效率和可靠性，具有保障電梯安全運行具有重大意義。
1、LED應急照明驅動電源的工作原理
根據(jù)應急備用電源的基本工作原理，LED應急照明驅動電源應滿足以下工作要求：在有市電時，直接由市電供電，用AC/DC驅動控制電路轉換提供低壓直流電源，主要為正常檢修時LED燈具供電，以及給系統(tǒng)自帶的備用電池充電；在發(fā)生故障時，或者市電停電時為應急備用電池為用電設備供電，包括LED應急燈的驅動。
根據(jù)此工作原理，LED應急照明驅動電源由四部分組成（如圖1所示）。
圖1中，深色的四個模塊是LED應急照明驅動電源基本功能模塊。其中，AC/DC恒壓驅動電路是用于市電給蓄電池充電，同時還為其他直流用電設備提供驅動電源。輸入電源選擇輔助回路是控制在有市電時蓄電池沒有輸出，只有在應急狀態(tài)下蓄電池才有電壓輸出。LED應急驅動電路是用于驅動LED應急燈。
由于LED需要特定的驅動電源來提供穩(wěn)定的電流電壓才能可靠的正常工作，所以對于LED應急燈的驅動電路的設計就顯得尤為重要。另外，蓄電池是一個集成部件，與電路設計無關。因此電路設計主要AC/DC恒壓驅動電路，輸入電源選擇輔助回路，及LED應急照明驅動電路由三個模塊來組成。下面將主要介紹這三個模塊的電路設計。
2、LED應急照明驅動電源的電路設計
本部分圍繞LED應急照明驅動電源的三個電路設計部分展開，即AC/DC恒壓驅動電路、輸入電源選擇輔助回路、LED驅動電路。其中AC/DC恒壓驅動電路和輸入電源選擇輔助回路一起為LED應急照明驅動電路提供一個穩(wěn)定的直流輸入電壓源，LED應急照明驅動電路將輸入的電源經(jīng)恒流穩(wěn)壓控制后直接驅動LED應急燈。在應急狀態(tài)下，由蓄電池給LED應急照明驅動電路供電。將重點介紹較特殊應用的蓄電池作為輸入電源的LED應急照明驅動電路。
2.1 AC/DC恒壓驅動電路設計
開關電源被譽為高效、節(jié)能電源，是目前能量變換中效率最高的，而且體積小、重量輕。應急備用電源中用開關電源是符合電梯應用環(huán)境的最佳方式。需要的是從AC220V電壓轉換為DC12V電壓，所以選擇Buck拓撲結構的開關電源電路。
圖2 是Buck拓撲結構的開關電源原理示意框圖。
其中，脈寬調(diào)制器使用SANKEN芯片A6051，是內(nèi)置MOSFET的電源驅動IC，簡化了電路設計。恒壓反饋電路設計采用常用的LM258運算放大器實現(xiàn)。電壓采樣基準電壓由TL431提供2.5V的基準電源電壓。輸出端電壓電流的取樣電壓和TL431的基準電壓比較，經(jīng)過運算放大器LM258 的P1腳輸出一個調(diào)節(jié)電壓電流，達到恒壓DC12V輸出的效果，可以給蓄電池充電。
2.2 輸入電源選擇輔助回路的設計
LED應急照明電源應用方式，在有市電時，用市電通過應急備用電源恒壓恒流供電，照明以及給蓄電池充電。在市電停電或有故障時，由應急備用電源中自帶的蓄電池供電。要完成這兩種輸入電源的選擇，就需要一個輸入電源選擇輔助電路。輸入電源選擇輔助回路設計原理如圖3所示。
12V蓄電池輸出的控制是通過繼電器來實現(xiàn)的，接繼電器的常閉開關，通過三極管來控制。市電正常供電時，三極管導通，使繼電器常閉觸頭斷開，繼電器斷開，故此時，12V蓄電池無輸出。市電沒有電壓輸入時，控制三極管不工作，使繼電器閉合，接通蓄電池輸出電路，實現(xiàn)蓄電池電壓的輸出。只要備用電池有電，就可以保證DC12V持續(xù)穩(wěn)定的輸出。給LED驅動電路提供持續(xù)的電壓。
2.3 LED驅動電路的設計
LED正向伏安特性非常陡，需要穩(wěn)定的電流，否則電壓波動稍增，電流就會增大到將LED燒毀的程度。因此要讓LED燈能可靠的工作，必須要配置恒流穩(wěn)壓的電源來驅動。
下載文檔
