УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Устройство для аварийного освещения относится к области аварийного и резервного освещения и может быть использовано в производственных, общественных и жилых зданиях и объектах различного назначения.
Известны и широко применяются устройства для аварийного и резервного освещения, содержащие осветительный прибор, аккумулятор резервного питания, выпрямитель для заряда аккумулятора и систему управления зарядом и разрядом аккумулятора. Осветительный прибор, в качестве которого могут использоваться лампы накаливания, люминесцентные лампы или светоизлучающие диоды, питается от сети рабочего освещения непосредственно или через источник питания. От этой же сети питается выпрямитель аккумулятора. При отключении сети рабочего освещения питание осветительного прибора переключается на аккумулятор. Система управления зарядом и разрядом аккумулятора исключает возможность его перезаряда и отключает аккумулятор от осветительного прибора в случае недопустимого уровня разряда, предотвращая тем самым выход аккумулятора из строя. Недостатком известных устройств является их сложность и, вследствие этого высокая стоимость, обусловленные сложностью системы управления зарядом и разрядом аккумулятора.
Из известных наиболее близким по технической сущности является источник вторичного электропитания (RU 2215354 С1 H 02 J 7/34). Его схема приведена на фиг.1. Источник вторичного электропитания содержит источник питающего напряжения 1, в качестве которого может быть питающая сеть, аккумулятор 2, разделительный диод 3, нагрузку 4, параллельно которой подключен конденсатор 5, транзистор преобразователя 6, транзистор цепи заряда 7, транзистор цепи разряда 8 (он же транзистор однотактного обратноходового шим-стабилизатора), датчик напряжения на нагрузке 9, датчик напряжения сети питания 10, а также коммутатор 11 и широтно-импульсный модулятор 12, реализующие устройство управления ключами 8, 7, 6, трансформатор 13, диод защиты 14 транзистора 7 от обратного напряжения. При использовании в качестве нагрузки осветительного прибора, например светоизлучающего диода, источник может быть использован для целей аварийного и резервного освещения.
Представленный на чертеже источник вторичного электропитания работает следующим образом. При большом напряжении источника 1 датчик 10 вырабатывает сигнал, управляющий коммутатором 11 так, что транзистор 8 закрывается, первичная
обмотка трансформатора 13 размыкается, трансформатор 13 выполняет роль дросселя, ключ 7 открывается, ключ 6 управляется импульсами широтно-импульсного модулятора 12, ширина импульсов его определяется ошибкой между заданным напряжением на нагрузке 4 (уровень стабилизации) и действующим напряжением на нагрузке 4. Так что при открытом ключе 7 и закрытом 8 элементы 13, 3, 6, 11, 12 реализуют однотактный повышающий шим-стабилизатор. Напряжение на нагрузке 4 поддерживается выше номинального напряжения аккумуляторной батареи 2 и поэтому средний ток этого преобразователя равен сумме тока нагрузки 4 и тока заряда. Чем выше напряжение сети, тем больший ток заряда аккумуляторной батареи 2.
В случае понижения напряжения источника 1, его не хватает для поддержания заданного уровня стабилизации напряжения на нагрузке 4. При этом датчик 10 переводит коммутатор 11 в состояние, когда транзистор 6 закрывается. Транзисторы 8 и 7 работают в противофазах (если 8 открыт, 7 закрыт и наоборот). Тогда элементы 8, 13, 3, 12 и 11 образуют однотактный обратноходовый шим-стабилизатор. Когда открывается ключ 8, из аккумулятора 2 энергия передается в трансформатор 13, накапливаясь в нем, причем вторичная обмотка при этом отключена от источника 1 (транзисторы 7 и 6 закрыты). После закрывания транзистора 8 эдс вторичной обмотки трансформатора 13, суммируясь с эдс генератора 1, передается через разделительный диод 3 в нагрузку 4. В этом режиме вторичная обмотка трансформатора 13 играет роль вольт-добавки с регулируемой э.д.с. За счет противофазной работы транзисторов 7 и 8 не происходит закоротки первичной и вторичной обмоток трансформатора 13. Скважность управляющих импульсов транзистора 8, также определяясь модулятором 12, обеспечивает шим-стабилизацию напряжения на нагрузке 4.
Если долгое время напряжение источника 1 равно нулю, то начинается недопустимый разряд аккумулятора 2. Напряжение на нагрузке 4 уменьшается и, достигнув определенного уровня, воздействует на коммутатор 11 так, что последний закрывает транзистор разряда 8, а транзистор заряда 7 и транзистор преобразователя 6 закрыты по цепи питания.
Недостаток состоит в сложности системы управления зарядом и разрядом аккумулятора.
Предлагаемая полезная модель направлена на упрощение устройства. Это достигается тем, что в устройство для аварийного и резервного освещения, содержащее источник питающего напряжения, аккумулятор, конденсатор и светоизлучающий диод, дополнительно введены выпрямитель и стабилитрон, подключенный к выходу
выпрямителя параллельно осветительному прибору и аккумулятору, а вход выпрямителя соединен с источником питающего напряжения через конденсатор.
Введение новых элементов и связей между ними обеспечивают решение поставленной задачи.
На фиг.2 представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник питающего напряжения 1, например питающую сеть, аккумулятор 2, выпрямитель 3, светоизлучающий диод 4, конденсатор 5 и стабилитрон 6. Выпрямитель 3 подключен к источнику питающего напряжения 1 через конденсатор 5, а с выходом выпрямителя 3 параллельно соединены аккумулятор 2, стабилитрон 6 и светоизлучающий диод 4. Светоизлучающий диод 4 является нагрузкой остальной части схемы, представляющей собой источник вторичного электропитания.
amax
К
Работает устройство для аварийного и резервного освещения следующим образом. При включении источника питающего напряжения 1 загорается светоизлучающий диод 4, и начинается заряд аккумулятора 2 через выпрямитель 3. Конденсатор 5 ограничивает ток заряда аккумулятора 2 на уровне предельно допустимого значения I. Емкость конденсатора С рассчитывается по формуле:
,
Дн
Cmax
amin
где I - номинальный рабочий ток светоизлучающего диода; ω - частота сети рабочего освещения; U - максимальное эффективное значение напряжения сети рабочего освещения; U - минимально допустимое напряжение аккумулятора.
Максимальное напряжение, до которого может зарядиться аккумулятор 2, ограничено напряжением стабилизации стабилитрона 6.
При отключении источника питающего напряжения 1 светоизлучающий диод 4 продолжает гореть, питаясь от аккумулятора 2. При этом аккумулятор постепенно разряжается. Уровень напряжения зажигания светоизлучающего диода 4 выбирается равным минимально допустимому напряжению, до которого может разрядиться аккумулятор без повреждения. При достижении этого уровня светоизлучающий диод 4 гаснет, и разряд аккумулятора прекращается.
Предлагаемое техническое решения позволяет упростить устройство для аварийного и резервного освещения за счет использования вместо сложной системы управления зарядом-разрядом аккумулятора выпрямителя 3 и стабилитрона 6.