LED應(yīng)急照明在電梯安全事故中的作用

　　電梯系統(tǒng)是一個(gè)與人身安全息息相關(guān)的特種設(shè)備，有其特殊的電氣復(fù)雜性，應(yīng)急照明為其重要組成部分，保障電梯應(yīng)急照明系統(tǒng)的可靠性顯得尤為重要。傳統(tǒng)的應(yīng)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(diǎn)，逐漸替代白熾燈作為電梯應(yīng)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(yīng)急照明方案并優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電源，不但可以減少應(yīng)急照明系統(tǒng)的維護(hù)，更重要的是可以提高電梯系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性，具有保障電梯安全運(yùn)行具有重大意義。

　　1、LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電源的工作原理

　　根據(jù)應(yīng)急備用電源的基本工作原理，LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電源應(yīng)滿足以下工作要求：在有市電時(shí)，直接由市電供電，用AC/DC驅(qū)動(dòng)控制電路轉(zhuǎn)換提供低壓直流電源，主要為正常檢修時(shí)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(shí)，或者市電停電時(shí)為應(yīng)急備用電池為用電設(shè)備供電，包括LED應(yīng)急燈的驅(qū)動(dòng)。

　　根據(jù)此工作原理，LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電源由四部分組成（如圖1所示）。

　　圖1中，深色的四個(gè)模塊是LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電源基本功能模塊。其中，AC/DC恒壓驅(qū)動(dòng)電路是用于市電給蓄電池充電，同時(shí)還為其他直流用電設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)電源。輸入電源選擇輔助回路是控制在有市電時(shí)蓄電池沒有輸出，只有在應(yīng)急狀態(tài)下蓄電池才有電壓輸出。LED應(yīng)急驅(qū)動(dòng)電路是用于驅(qū)動(dòng)LED應(yīng)急燈。

　　由于LED需要特定的驅(qū)動(dòng)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(yīng)急燈的驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。另外，蓄電池是一個(gè)集成部件，與電路設(shè)計(jì)無關(guān)。因此電路設(shè)計(jì)主要AC/DC恒壓驅(qū)動(dòng)電路，輸入電源選擇輔助回路，及LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電路由三個(gè)模塊來組成。下面將主要介紹這三個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)。

　　2、LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電源的電路設(shè)計(jì)

　　本部分圍繞LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電源的三個(gè)電路設(shè)計(jì)部分展開，即AC/DC恒壓驅(qū)動(dòng)電路、輸入電源選擇輔助回路、LED驅(qū)動(dòng)電路。其中AC/DC恒壓驅(qū)動(dòng)電路和輸入電源選擇輔助回路一起為LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電路提供一個(gè)穩(wěn)定的直流輸入電壓源，LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電路將輸入的電源經(jīng)恒流穩(wěn)壓控制后直接驅(qū)動(dòng)LED應(yīng)急燈。在應(yīng)急狀態(tài)下，由蓄電池給LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電路供電。將重點(diǎn)介紹較特殊應(yīng)用的蓄電池作為輸入電源的LED應(yīng)急照明驅(qū)動(dòng)電路。

　　2.1 AC/DC恒壓驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　開關(guān)電源被譽(yù)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(yīng)急備用電源中用開關(guān)電源是符合電梯應(yīng)用環(huán)境的最佳方式。需要的是從AC220V電壓轉(zhuǎn)換為DC12V電壓，所以選擇Buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)電源電路。

　　圖2 是Buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開關(guān)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(qū)動(dòng)IC，簡化了電路設(shè)計(jì)。恒壓反饋電路設(shè)計(jì)采用常用的LM258運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。電壓采樣基準(zhǔn)電壓由TL431提供2.5V的基準(zhǔn)電源電壓。輸出端電壓電流的取樣電壓和TL431的基準(zhǔn)電壓比較，經(jīng)過運(yùn)算放大器LM258 的P1腳輸出一個(gè)調(diào)節(jié)電壓電流，達(dá)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(shè)計(jì)

　　LED應(yīng)急照明電源應(yīng)用方式，在有市電時(shí)，用市電通過應(yīng)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(shí)，由應(yīng)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(gè)輸入電源選擇輔助電路。輸入電源選擇輔助回路設(shè)計(jì)原理如圖3所示。

　　12V蓄電池輸出的控制是通過繼電器來實(shí)現(xiàn)的，接繼電器的常閉開關(guān)，通過三極管來控制。市電正常供電時(shí)，三極管導(dǎo)通，使繼電器常閉觸頭斷開，繼電器斷開，故此時(shí)，12V蓄電池?zé)o輸出。市電沒有電壓輸入時(shí)，控制三極管不工作，使繼電器閉合，接通蓄電池輸出電路，實(shí)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(qū)動(dòng)電路提供持續(xù)的電壓。

　　2.3 LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

　　LED正向伏安特性非常陡，需要穩(wěn)定的電流，否則電壓波動(dòng)稍增，電流就會(huì)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(qū)動(dòng)。