LED 電路保護和能量儲備的技術進步讓應急照明獲得優(yōu)勢
LED 型應急照明系統(tǒng)市場可能是最成熟的市場之一。 盡管 LED 設備 20 多年前就適用于簡單的出口標志，但在最近 6 年內(nèi)才能切實用于應急照明系統(tǒng)。 隨著能效和顏色一致性性能的提升以及價格的降低，白色 LED 已成為照明變革的催化劑。
憑借不斷向前發(fā)展的技術和日益降低的價格，LED 能更好地適應各種不同應急照明系統(tǒng)。 而且，創(chuàng)新設計結合 LED 技術優(yōu)勢讓照明設計人員擁有了一個重要的競爭利器。 針對備用工作和電路保護器件的電池/電能存儲系統(tǒng)以及 LED 技術本身的發(fā)展，正為我們帶來許多新機會。
本文將介紹 LED 型應急照明系統(tǒng)方面的最新技術并重點介紹全新元件的開發(fā)。 例如，能效的提升、更優(yōu)的熱性能以及更堅固耐用的 LED 正不斷提高可靠性，降低維護成本。 典型器件包括Osram的 Golden Dragon Plus和Duris P5、Philips Lumileds的LUXEON? Z以及STW8（由Seoul Semiconductor提供）。
在安全關鍵型應用中，尤其是存在火災或爆炸風險的情況下，電路保護解決方案會讓應急照明更加穩(wěn)定、可靠。 諸如LED 分流保護器（由Bourns提供）和Polyswitch電路保護器（由TE Connectivity提供）均是這方面的常用器件。
最后，電池技術最近幾年來發(fā)展迅猛且使用鋰離子電池已成為一種趨勢，為我們帶來了體積更小、電力更強勁的備用電池解決方案。 然而，如果不采用正確的保護措施，這些優(yōu)勢在一些安全關鍵型應用中會被視作火災風險源。 超級電容器可作為一種替代解決方案，有些時候也是對電池的一種補充。Eaton的PowerStor系列已用于包括應急照明在內(nèi)的大量應用中。
安全第一
無論是建筑內(nèi)還是建筑外，無論在購物中心、地下停車場，還是飛機上、公共交通運輸系統(tǒng)內(nèi)，只要有人群聚集的地方，應急照明已是一種必不可少的安全措施。 尤其在火災情況下，有效照明是確?？焖佟o痛苦撤離的關鍵。 光線充足、間隔合理并能指示最短逃生路徑的應急出口標志非常重要，因為人們很快會變得不知所措。 通常情況下，人們總想從他們進入建筑的路徑離開建筑，而這可能不是最有效的路徑。
熒光燈在老舊設施中仍將使用，但會逐漸被 LED 燈取代。 用于更換傳統(tǒng) T8 熒光燈管的 LED 模塊已經(jīng)成為廣受歡迎的改型照明裝置。 通常來講，LED 為我們展示了許多性能和成本優(yōu)勢，使其能夠越來越多地用在許多應急照明應用中。 只要利用 LED 技術升級換代主照明系統(tǒng)，輔助型應急照明設施也極有可能被 LED 取代。
LED 技術越來越多的好處正不斷地吸引著人們的眼球。 LED 燈使用壽命長、性能可靠，因此縮短了保養(yǎng)周期并降低了維護成本，非常適合應急照明系統(tǒng)。 LED 無鉛、無汞，被認為是更環(huán)保的產(chǎn)品。 LED 被視作本安型產(chǎn)品，因此能在采礦、石油勘探和其他存在爆炸風險的環(huán)境下使用。 不含有任何玻璃成分，LED 更堅固耐用，擁有更強的抗撞擊、抗振動性能，并且安裝在公共場所時不易被人為損壞。
對于在常規(guī)電源故障時切換至備用電池或者應急發(fā)電機的應急照明系統(tǒng)來說，功耗普遍低于傳統(tǒng)照明技術的 LED 產(chǎn)品是理想的選擇。
作為一種點光源，LED 燈的自身性質(zhì)使其能輕松控制光線焦點，讓光線照射到需要的地方。這一特性結合高光學效率有助于進一步降低功耗。 把符合英國應急照明行業(yè)委員會 (ICEL)1規(guī)定的最簡單形式的、典型光束視角為 60o 的兩個1 W LED 以及與之配套的驅動器、逆變器和一個 3.6 V 電池，按照建議的間距安裝在距離地板 3 m 的高度時，能在地板上輕松達到國際標準規(guī)定的亮度。
美觀
LED 的另一個好處是，尤其在大規(guī)模照明的情況下可以讓我們選擇外形，把應急照明與建筑照明相結合。 現(xiàn)在，我們能夠制造幾乎任何尺寸和外形的燈具，能將其融入到現(xiàn)有建筑的各種結構和材料中。 燈條特別適用于樓梯和走廊，其他模塊可以齊平安裝在地板或者墻上，或者經(jīng)過改造后安裝到現(xiàn)有結構中。 能更好地隱藏應急照明燈具或將其融入到建筑中并給人以美的感受，使照明系統(tǒng)設計人員及其客戶擁有了更大的靈活性。
Osram Semiconductor2提供的一個案例研究說明了在該領域能取得什么樣的成績。 德國慕尼黑的 Karlplatz Stachus (U-bahn/S-Bahn) 地鐵站在入口處采用了一段總長達 700 米的樓梯，且由于建筑結構本身的原因，只能通過樓梯扶手照明。 這種扶手照明能在作常規(guī)電源斷開后繼續(xù)通過電池供電，用作應急照明。 這種 Osram LED 裝置功耗低，使得每 18 米長的扶手照明功耗僅需 100 W。
LED 用于應急照明系統(tǒng)時，所需類型和技術規(guī)格在很大程度上由具體的應用決定。 不過，也有一些最令人滿意的共同特點，如低功耗、發(fā)熱少、高流明輸出。 色溫為 3000 至 6500 K，CRI 不低于 80，能效為 75 - 100 lm/W 的冷白光 LED 是對這類產(chǎn)品的典型要求。
根據(jù)具體應用，需要考慮的特性包括小尺寸、堅固耐用的外殼、可以做成燈條或其它形狀的簡單靈活的模塊化設計，以及可通過備用電池或其它臨時電源供電。
標志燈
諸如 Osram Opto Semiconductor 的 Duris P5 系列 LED 等器件顯然適用于應急照明應用。 GW DASPA1.EC-GUHQ-5L7N-1A 屬于自然白光器件 (4000 K)，具有如臺階和出口通道上的應急標志燈所需的高能效、中等功率和壽命長等特點。 這些器件在 100 mA 時的典型光通量為 29 lm，光學效率為 96 lm/W，CRI 為 80 并且采用無引腳 SMD-2 封裝。 典型正向電壓為 3.02 V，最大正向電流為 250 mA，視角為 130o。 Duris P5 系列器件包括暖色 (3000 K) 和冷色 (5000 K) 光輸出器件，技術規(guī)格與 4000 K 版器件類似。
對于要求更高流明效率的應用（盡管功耗也高），Osram 通過其 Golden Dragon Plus line 產(chǎn)品線提供 LUW W5AM 系列產(chǎn)品。 該系列器件在 350 mA 時的典型光通量為 116 lm 并在 1 A 時達到 273 lm。該系列也是專為應急照明系統(tǒng)中的標志燈而設計的，在外形非常扁平的封裝中提供了一個高能效光源。 光效率在 100 mA 時為 146 lm/W，最高正向電流為 1 A，典型正向電流為 3.2 V 且熱阻為 6.5 K/W。
Philips Lumileds 也提供具有類似性能的器件。 LUXEON Z 4070 的色溫為 4000 K，CRI 為 70。 500 mA 時的典型流明輸出為 138 lm。 典型能效為 95 lm/W。 規(guī)格書中引用的另一個有用參數(shù)是器件尺寸和光輸出比，并給出中等 LED 的尺寸光輸出比值為 63 lm/mm2。 該器件能以無封裝的開放形式提供，因此是整合到燈條或者模塊中的理想器件。
Seoul Semiconductor 的 Acrich 系列單 LED 和多 LED 產(chǎn)品類型豐富，可提供大量屬于光譜中冷白光段的器件。 6500 K STW8Q14BE只是單 LED 系列器件中的一種，主要針對通用、室內(nèi)和建筑照明應用。 這款 LED 集成了 ESD 保護功能，采用硅樹脂封裝并裝配到一個耐熱型熱塑基體中。 其電氣性能為：正向電壓為 3.2 V（典型值），正向電流為 160 mA（典型值），流明密度為 35 lm （3700 至 7000 K），CRI 為 80（最?。┖蜔嶙铻?18°C/W。
電路保護
盡管一些基于 LED 的預安裝型應急照明模塊出廠時附帶了相關的電路，用來在常規(guī)電源與備用電源之間自動切換，但是為了提升耐用性和可靠性，可以再安裝一個 LED 并聯(lián)保護器件。 增加保護有助于將 LED 燈的維修和更換成本降至最低，用于由多個串聯(lián) LED 組成的長燈串且采用順從電壓相對較高的恒流電源時這種效果更為突出。
用多個 LED 組成燈串有許多好處。 電源設計簡單是主要優(yōu)勢，而高電壓、低電流電源能提升電源本身的能效。 外形的可擴展性、模塊化和靈活性是選擇 LED 燈串而非其他照明技術的幾個重要決定因素。 不足之處是，只要燈串中的一個 LED 開路，其余器件就會全部關閉。 LED 故障可能由高溫、靜電放電 (ESD) 或者過壓、過流事件造成。
采用齊納二極管能輕松保護低功耗 LED 燈串。 對于高功率應用（工作電流高于 75 mA），建議采用有源 LED 并聯(lián)保護器件，且這種器件比開路 LED 的功率耗散更小。 這些基于晶閘管的器件工作時，在不工作的 LED 周圍進行分流并形成一個電橋，以確保燈串中的正常二極管仍能發(fā)光。
Bourns 是 LED 分流保護器件領域的領先制造商。 他們的 LSP0600BJR-S 采用 6 V 工作電壓。為將保護水平提升至最高，設計人員應為每個 LED 配備一個該器件。 或者，為了將成本降至最低，可采用該系列中具有 9 V、13 V 和 18 V 保護功能的器件來分別隔離由兩個、三個和四個 LED 組成的燈組。
Bourns 編寫了一本很有用的白皮書3，詳細解釋了有關恒流電源順從電壓方面的電源問題。 該白皮書給出了示例電路和設計，重點介紹特定故障條件下對電源的要求以及 Bourns LSP 系列器件。 同時還給出了適用于 LED 燈串的電源架構。
過流保護
保護 LED 照明燈具以及應急照明電池免遭過流和熱損壞，是 TE Connectivity 的 Raychem 電路保護產(chǎn)品的主要功能。 該公司指出，盡管比被取代的照明技術擁有相當長的使用壽命，但 LED 的使用壽命由很多因素決定，具體包括結溫、工作電壓和電流。
自復位聚合物正溫度系數(shù) (PPTC) 器件，如 TE 經(jīng)久耐用的PolySwitch和PolyZen系列均展示了在 LED 保護電路中的高效性。 典型應用包括電源輸入保護（阻止與電力線路耦合的瞬態(tài)和浪涌）、LED 驅動器電路輸出保護、LED ESD 保護。 在高可靠性應急照明裝置中，這些器件的保護功能尤其高效，因為它們能在故障清除、電路恢復后自動復位。
按照制造商提供的數(shù)據(jù)，大多數(shù) LED 應用通過電源轉換、控制器件與電源連接來控制 LED 驅動器的功率耗散。 諸如 PolySwitch 系列中的自恢復 PPTC 器件，其作用就是用來保護這些接口，避免超溫、過流造成損壞。
一般工作情況下，熔斷器處于低電阻狀態(tài)； 出現(xiàn)過流時切換至高電阻狀態(tài)。 這樣，就可將故障條件下的電流降至一個穩(wěn)定的低水平，有助于保護電路中的設備。 該器件會在故障清除前一直保持閉鎖位置。 一旦電源恢復，該器件就會復位，然后電流恢復，電路恢復正常工作。 更詳細的內(nèi)容和電路圖，可參閱 Digi-Key TechZone 中以前的文章。4
許多 LED 驅動器 IC 需要通過受保護的 DC 輸入向二極管提供穩(wěn)定電流。 把 PolySwitch 器件與 LED 驅動器 IC 串聯(lián)，再并聯(lián)一個齊納或者瞬態(tài)抑制二極管等電壓鉗位器件將有助于實現(xiàn)高效保護。 PolySwitch 元件尺寸多樣，結合微型 1608 封裝器件后能夠適應大多數(shù)緊湊型應用，可節(jié)省板空間和成本。 設計人員可選擇的額定電流范圍為 50 mA 至 3 A，額定電壓范圍為 6 V 至 60 V。
適用于 IC 保護的典型器件是 6 V nanoSMDC150F，其保持電流為 1.5 A，額定動作電流為 3 A，最高電流為 100 A 。動作時間為 0.3 s。
備用電源
超級電容器已越來越多地用作某些應用的備用電源，尤其在鋰離子電池可能帶來火災風險的安全關鍵型系統(tǒng)中。 超級電容器的功率是電池功率的十倍多，使用周期更是電池的千倍以上。 這類電容器的功率密度比傳統(tǒng)電解電容器高三個數(shù)量級。
它們還能與傳統(tǒng)電池備用技術串聯(lián)使用，以加強此類系統(tǒng)的性能，延長其使用壽命。 這些器件在應急照明應用中令人感興趣的，是它們能用在保持和橋接電源系統(tǒng)中，即使電網(wǎng)電壓故障時也能確保電源恒定。 超級電容器被認為比電池更環(huán)保，能幫助設計人員減小電池體積，延長電池壽命。
超級電容器市場的領先制造商是 Eaton。 他們的 XB 和 XV 系列圓柱形器件的電容值為 300 F 至 400 F，工作電壓分別為 2.5 V 和 2.7 V。 這兩個系列具有高功率密度所需的超低 ESR，能確保峰值電流時的電壓降最小。 這些器件被認為特別適合 UPS 和備用電源系統(tǒng)以及應急照明裝置。
XB 系列的典型器件為 PowerStor XB3550，其在 2.5 V 時的電容為 300 F。XV 系列中的頂級產(chǎn)品是PowerStor XB3560超級電容器，其在 2.7 V 額定電壓下的電容為 400 F。
總結
盡管還不是一種完美的應用，但各種技術進步正推動著應急照明系統(tǒng)的發(fā)展，這些技術不僅包括 LED 本身，還包括那些用于非常重要的電路保護和電池備用功能的輔助子系統(tǒng)技術。 應急照明設計人員已能在該領域改造翻新產(chǎn)品，使產(chǎn)品與眾不同，無論是新裝置還是改型單元。
憑借不斷向前發(fā)展的技術和日益降低的價格，LED 能更好地適應各種不同應急照明系統(tǒng)。 而且，創(chuàng)新設計結合 LED 技術優(yōu)勢讓照明設計人員擁有了一個重要的競爭利器。 針對備用工作和電路保護器件的電池/電能存儲系統(tǒng)以及 LED 技術本身的發(fā)展，正為我們帶來許多新機會。
本文將介紹 LED 型應急照明系統(tǒng)方面的最新技術并重點介紹全新元件的開發(fā)。 例如，能效的提升、更優(yōu)的熱性能以及更堅固耐用的 LED 正不斷提高可靠性，降低維護成本。 典型器件包括Osram的 Golden Dragon Plus和Duris P5、Philips Lumileds的LUXEON? Z以及STW8（由Seoul Semiconductor提供）。
在安全關鍵型應用中，尤其是存在火災或爆炸風險的情況下，電路保護解決方案會讓應急照明更加穩(wěn)定、可靠。 諸如LED 分流保護器（由Bourns提供）和Polyswitch電路保護器（由TE Connectivity提供）均是這方面的常用器件。
最后，電池技術最近幾年來發(fā)展迅猛且使用鋰離子電池已成為一種趨勢，為我們帶來了體積更小、電力更強勁的備用電池解決方案。 然而，如果不采用正確的保護措施，這些優(yōu)勢在一些安全關鍵型應用中會被視作火災風險源。 超級電容器可作為一種替代解決方案，有些時候也是對電池的一種補充。Eaton的PowerStor系列已用于包括應急照明在內(nèi)的大量應用中。
安全第一
無論是建筑內(nèi)還是建筑外，無論在購物中心、地下停車場，還是飛機上、公共交通運輸系統(tǒng)內(nèi)，只要有人群聚集的地方，應急照明已是一種必不可少的安全措施。 尤其在火災情況下，有效照明是確?？焖佟o痛苦撤離的關鍵。 光線充足、間隔合理并能指示最短逃生路徑的應急出口標志非常重要，因為人們很快會變得不知所措。 通常情況下，人們總想從他們進入建筑的路徑離開建筑，而這可能不是最有效的路徑。
熒光燈在老舊設施中仍將使用，但會逐漸被 LED 燈取代。 用于更換傳統(tǒng) T8 熒光燈管的 LED 模塊已經(jīng)成為廣受歡迎的改型照明裝置。 通常來講，LED 為我們展示了許多性能和成本優(yōu)勢，使其能夠越來越多地用在許多應急照明應用中。 只要利用 LED 技術升級換代主照明系統(tǒng)，輔助型應急照明設施也極有可能被 LED 取代。
LED 技術越來越多的好處正不斷地吸引著人們的眼球。 LED 燈使用壽命長、性能可靠，因此縮短了保養(yǎng)周期并降低了維護成本，非常適合應急照明系統(tǒng)。 LED 無鉛、無汞，被認為是更環(huán)保的產(chǎn)品。 LED 被視作本安型產(chǎn)品，因此能在采礦、石油勘探和其他存在爆炸風險的環(huán)境下使用。 不含有任何玻璃成分，LED 更堅固耐用，擁有更強的抗撞擊、抗振動性能，并且安裝在公共場所時不易被人為損壞。
對于在常規(guī)電源故障時切換至備用電池或者應急發(fā)電機的應急照明系統(tǒng)來說，功耗普遍低于傳統(tǒng)照明技術的 LED 產(chǎn)品是理想的選擇。
作為一種點光源，LED 燈的自身性質(zhì)使其能輕松控制光線焦點，讓光線照射到需要的地方。這一特性結合高光學效率有助于進一步降低功耗。 把符合英國應急照明行業(yè)委員會 (ICEL)1規(guī)定的最簡單形式的、典型光束視角為 60o 的兩個1 W LED 以及與之配套的驅動器、逆變器和一個 3.6 V 電池，按照建議的間距安裝在距離地板 3 m 的高度時，能在地板上輕松達到國際標準規(guī)定的亮度。
美觀
LED 的另一個好處是，尤其在大規(guī)模照明的情況下可以讓我們選擇外形，把應急照明與建筑照明相結合。 現(xiàn)在，我們能夠制造幾乎任何尺寸和外形的燈具，能將其融入到現(xiàn)有建筑的各種結構和材料中。 燈條特別適用于樓梯和走廊，其他模塊可以齊平安裝在地板或者墻上，或者經(jīng)過改造后安裝到現(xiàn)有結構中。 能更好地隱藏應急照明燈具或將其融入到建筑中并給人以美的感受，使照明系統(tǒng)設計人員及其客戶擁有了更大的靈活性。
Osram Semiconductor2提供的一個案例研究說明了在該領域能取得什么樣的成績。 德國慕尼黑的 Karlplatz Stachus (U-bahn/S-Bahn) 地鐵站在入口處采用了一段總長達 700 米的樓梯，且由于建筑結構本身的原因，只能通過樓梯扶手照明。 這種扶手照明能在作常規(guī)電源斷開后繼續(xù)通過電池供電，用作應急照明。 這種 Osram LED 裝置功耗低，使得每 18 米長的扶手照明功耗僅需 100 W。
圖 1：慕尼黑市 Stachus 的 S-Bahn 和 U-Bahn 地鐵網(wǎng)入口區(qū)域采用了 LED 照明扶手，在電源故障時兼做應急照明。
LED 用于應急照明系統(tǒng)時，所需類型和技術規(guī)格在很大程度上由具體的應用決定。 不過，也有一些最令人滿意的共同特點，如低功耗、發(fā)熱少、高流明輸出。 色溫為 3000 至 6500 K，CRI 不低于 80，能效為 75 - 100 lm/W 的冷白光 LED 是對這類產(chǎn)品的典型要求。
根據(jù)具體應用，需要考慮的特性包括小尺寸、堅固耐用的外殼、可以做成燈條或其它形狀的簡單靈活的模塊化設計，以及可通過備用電池或其它臨時電源供電。
標志燈
諸如 Osram Opto Semiconductor 的 Duris P5 系列 LED 等器件顯然適用于應急照明應用。 GW DASPA1.EC-GUHQ-5L7N-1A 屬于自然白光器件 (4000 K)，具有如臺階和出口通道上的應急標志燈所需的高能效、中等功率和壽命長等特點。 這些器件在 100 mA 時的典型光通量為 29 lm，光學效率為 96 lm/W，CRI 為 80 并且采用無引腳 SMD-2 封裝。 典型正向電壓為 3.02 V，最大正向電流為 250 mA，視角為 130o。 Duris P5 系列器件包括暖色 (3000 K) 和冷色 (5000 K) 光輸出器件，技術規(guī)格與 4000 K 版器件類似。
對于要求更高流明效率的應用（盡管功耗也高），Osram 通過其 Golden Dragon Plus line 產(chǎn)品線提供 LUW W5AM 系列產(chǎn)品。 該系列器件在 350 mA 時的典型光通量為 116 lm 并在 1 A 時達到 273 lm。該系列也是專為應急照明系統(tǒng)中的標志燈而設計的，在外形非常扁平的封裝中提供了一個高能效光源。 光效率在 100 mA 時為 146 lm/W，最高正向電流為 1 A，典型正向電流為 3.2 V 且熱阻為 6.5 K/W。
圖 2：Osram 的高能效 Golden Dragon Plus LED 適用于標志照明應用。
Philips Lumileds 也提供具有類似性能的器件。 LUXEON Z 4070 的色溫為 4000 K，CRI 為 70。 500 mA 時的典型流明輸出為 138 lm。 典型能效為 95 lm/W。 規(guī)格書中引用的另一個有用參數(shù)是器件尺寸和光輸出比，并給出中等 LED 的尺寸光輸出比值為 63 lm/mm2。 該器件能以無封裝的開放形式提供，因此是整合到燈條或者模塊中的理想器件。
圖 3：Phlips LumiLED 的 LUXEON Z LED 采用 2.2 mm2 微型基底面。
Seoul Semiconductor 的 Acrich 系列單 LED 和多 LED 產(chǎn)品類型豐富，可提供大量屬于光譜中冷白光段的器件。 6500 K STW8Q14BE只是單 LED 系列器件中的一種，主要針對通用、室內(nèi)和建筑照明應用。 這款 LED 集成了 ESD 保護功能，采用硅樹脂封裝并裝配到一個耐熱型熱塑基體中。 其電氣性能為：正向電壓為 3.2 V（典型值），正向電流為 160 mA（典型值），流明密度為 35 lm （3700 至 7000 K），CRI 為 80（最?。┖蜔嶙铻?18°C/W。
電路保護
盡管一些基于 LED 的預安裝型應急照明模塊出廠時附帶了相關的電路，用來在常規(guī)電源與備用電源之間自動切換，但是為了提升耐用性和可靠性，可以再安裝一個 LED 并聯(lián)保護器件。 增加保護有助于將 LED 燈的維修和更換成本降至最低，用于由多個串聯(lián) LED 組成的長燈串且采用順從電壓相對較高的恒流電源時這種效果更為突出。
用多個 LED 組成燈串有許多好處。 電源設計簡單是主要優(yōu)勢，而高電壓、低電流電源能提升電源本身的能效。 外形的可擴展性、模塊化和靈活性是選擇 LED 燈串而非其他照明技術的幾個重要決定因素。 不足之處是，只要燈串中的一個 LED 開路，其余器件就會全部關閉。 LED 故障可能由高溫、靜電放電 (ESD) 或者過壓、過流事件造成。
采用齊納二極管能輕松保護低功耗 LED 燈串。 對于高功率應用（工作電流高于 75 mA），建議采用有源 LED 并聯(lián)保護器件，且這種器件比開路 LED 的功率耗散更小。 這些基于晶閘管的器件工作時，在不工作的 LED 周圍進行分流并形成一個電橋，以確保燈串中的正常二極管仍能發(fā)光。
Bourns 是 LED 分流保護器件領域的領先制造商。 他們的 LSP0600BJR-S 采用 6 V 工作電壓。為將保護水平提升至最高，設計人員應為每個 LED 配備一個該器件。 或者，為了將成本降至最低，可采用該系列中具有 9 V、13 V 和 18 V 保護功能的器件來分別隔離由兩個、三個和四個 LED 組成的燈組。
Bourns 編寫了一本很有用的白皮書3，詳細解釋了有關恒流電源順從電壓方面的電源問題。 該白皮書給出了示例電路和設計，重點介紹特定故障條件下對電源的要求以及 Bourns LSP 系列器件。 同時還給出了適用于 LED 燈串的電源架構。
過流保護
保護 LED 照明燈具以及應急照明電池免遭過流和熱損壞，是 TE Connectivity 的 Raychem 電路保護產(chǎn)品的主要功能。 該公司指出，盡管比被取代的照明技術擁有相當長的使用壽命，但 LED 的使用壽命由很多因素決定，具體包括結溫、工作電壓和電流。
自復位聚合物正溫度系數(shù) (PPTC) 器件，如 TE 經(jīng)久耐用的PolySwitch和PolyZen系列均展示了在 LED 保護電路中的高效性。 典型應用包括電源輸入保護（阻止與電力線路耦合的瞬態(tài)和浪涌）、LED 驅動器電路輸出保護、LED ESD 保護。 在高可靠性應急照明裝置中，這些器件的保護功能尤其高效，因為它們能在故障清除、電路恢復后自動復位。
圖 4： 從類型廣泛的 PolySwitch 自恢復器件中精選的器件，可用于保護 LED 應急照明電路。
按照制造商提供的數(shù)據(jù)，大多數(shù) LED 應用通過電源轉換、控制器件與電源連接來控制 LED 驅動器的功率耗散。 諸如 PolySwitch 系列中的自恢復 PPTC 器件，其作用就是用來保護這些接口，避免超溫、過流造成損壞。
一般工作情況下，熔斷器處于低電阻狀態(tài)； 出現(xiàn)過流時切換至高電阻狀態(tài)。 這樣，就可將故障條件下的電流降至一個穩(wěn)定的低水平，有助于保護電路中的設備。 該器件會在故障清除前一直保持閉鎖位置。 一旦電源恢復，該器件就會復位，然后電流恢復，電路恢復正常工作。 更詳細的內(nèi)容和電路圖，可參閱 Digi-Key TechZone 中以前的文章。4
許多 LED 驅動器 IC 需要通過受保護的 DC 輸入向二極管提供穩(wěn)定電流。 把 PolySwitch 器件與 LED 驅動器 IC 串聯(lián)，再并聯(lián)一個齊納或者瞬態(tài)抑制二極管等電壓鉗位器件將有助于實現(xiàn)高效保護。 PolySwitch 元件尺寸多樣，結合微型 1608 封裝器件后能夠適應大多數(shù)緊湊型應用，可節(jié)省板空間和成本。 設計人員可選擇的額定電流范圍為 50 mA 至 3 A，額定電壓范圍為 6 V 至 60 V。
適用于 IC 保護的典型器件是 6 V nanoSMDC150F，其保持電流為 1.5 A，額定動作電流為 3 A，最高電流為 100 A 。動作時間為 0.3 s。
備用電源
超級電容器已越來越多地用作某些應用的備用電源，尤其在鋰離子電池可能帶來火災風險的安全關鍵型系統(tǒng)中。 超級電容器的功率是電池功率的十倍多，使用周期更是電池的千倍以上。 這類電容器的功率密度比傳統(tǒng)電解電容器高三個數(shù)量級。
它們還能與傳統(tǒng)電池備用技術串聯(lián)使用，以加強此類系統(tǒng)的性能，延長其使用壽命。 這些器件在應急照明應用中令人感興趣的，是它們能用在保持和橋接電源系統(tǒng)中，即使電網(wǎng)電壓故障時也能確保電源恒定。 超級電容器被認為比電池更環(huán)保，能幫助設計人員減小電池體積，延長電池壽命。
超級電容器市場的領先制造商是 Eaton。 他們的 XB 和 XV 系列圓柱形器件的電容值為 300 F 至 400 F，工作電壓分別為 2.5 V 和 2.7 V。 這兩個系列具有高功率密度所需的超低 ESR，能確保峰值電流時的電壓降最小。 這些器件被認為特別適合 UPS 和備用電源系統(tǒng)以及應急照明裝置。
XB 系列的典型器件為 PowerStor XB3550，其在 2.5 V 時的電容為 300 F。XV 系列中的頂級產(chǎn)品是PowerStor XB3560超級電容器，其在 2.7 V 額定電壓下的電容為 400 F。
圖 5：Eaton 的 PowerStor 超級電容器適于在各式各樣的安全和工業(yè)應用中實現(xiàn)備用和電源橋接功能。
總結
盡管還不是一種完美的應用，但各種技術進步正推動著應急照明系統(tǒng)的發(fā)展，這些技術不僅包括 LED 本身，還包括那些用于非常重要的電路保護和電池備用功能的輔助子系統(tǒng)技術。 應急照明設計人員已能在該領域改造翻新產(chǎn)品，使產(chǎn)品與眾不同，無論是新裝置還是改型單元。
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
鋰電池
+關注
關注
263文章
8670瀏覽量
185096 -
led
+關注
關注
243文章
24594瀏覽量
690787
發(fā)布評論請先 登錄
相關推薦
熱點推薦
DEKRA德凱中國獲得ENEC應急照明鋰離子電池認證授權
近日，DEKRA德凱中國位于廣州的測試中心正式獲得ENEC（European Norms Electrical Certification，歐洲標準電器認證）應急照明鋰離子電池認證授權。這一重要資質(zhì)
支持升高壓應用 覆蓋性強18V升100V應急燈管DCDC升壓芯片惠海H6902B
的能量轉換效率拉滿，能最大限度減少能耗，就拿應急照明來說，相同電池容量下，用它能明顯延長續(xù)航時間，產(chǎn)品體驗直接升級。
恒流控制更是細節(jié)拉滿，外置個采樣電阻就能精準調(diào)控電流輸出，再加上集成的高精度誤差
發(fā)表于 01-05 14:43
DCDC升壓恒流芯片15V升40V0.5A戶外燈方案H6902B惠海
，H6902B在這兩點上表現(xiàn)得相當亮眼。它的能量轉換效率拉滿，能最大限度減少系統(tǒng)能耗，比如在應急照明場景下，能直接延長燈具的續(xù)航時長，提升產(chǎn)品使用體驗。恒流控制方面更是“細節(jié)控”，通過外置采樣電阻就能實現(xiàn)電流輸出
發(fā)表于 12-24 11:25
SL4010 升壓 IC：3.7V/4.2V/8.4V 升 12V，應急設備電源穩(wěn)定供電核心方案
設備的電源核心：
應急照明設備：便攜式應急燈、消防應急照明，單節(jié)鋰電 3.7V/4.2V 升 12V 為 LED 驅動模塊供電，恒壓精度保障燈光亮度穩(wěn)定，低待機功耗延長續(xù)航，軟啟動
發(fā)表于 11-28 17:20
5V升30V10W應急燈恒流驅動 惠洋H6901B
H6901B 是一款高效率、穩(wěn)定可靠的升壓型 LED 恒流驅動芯片，尤其適配應急燈的多燈串高亮度 LED 燈串驅動場景，能為應急照明提供持續(xù)穩(wěn)定的電源支持。
芯片內(nèi)置高精度誤差放大器、
發(fā)表于 11-15 11:56
惠海H6902B升壓恒流芯片PWM調(diào)光 支持2.7V24V36V48V60V80V升24V36V48V
在 LED 照明技術持續(xù)發(fā)展的背景下，驅動芯片的性能穩(wěn)定性對燈具整體表現(xiàn)具有重要影響。惠海 H6902B 升壓恒流驅動芯片具備系列技術特性，可適配應
發(fā)表于 11-14 10:03
光纖光譜儀廠家的技術進步對行業(yè)未來的影響
光纖光譜儀廠家在技術進步上的差異。隨著光纖光譜技術的不斷發(fā)展，新型光譜儀的出現(xiàn)及其應用領域的擴展，必將對行業(yè)的未來發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。 光纖光譜儀的技術進步現(xiàn)狀 光纖光譜儀的技術進步體
安科瑞應急照明和疏散指示系統(tǒng)：為建筑安全疏散提供穩(wěn)定保障
在建筑消防體系中，應急照明與疏散指示系統(tǒng)是保障人員緊急撤離的關鍵環(huán)節(jié)。安科瑞消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)，嚴格遵循 《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術標準》 ，由
新標準下應急照明系統(tǒng)在地鐵站的應用和選型
【摘要】本文通過對比GB51309-2018《消防應息照明及疏散指示系統(tǒng)技術標準》和以往應急照明系統(tǒng)標準的差異,提出了地鐵站應急照明系統(tǒng)架構改進成集中電源控制系統(tǒng)方案:并依據(jù)新標準,通
應急照明與疏散指示系統(tǒng)在多行業(yè)中的技術應用與創(chuàng)新
隨著消防安全意識的不斷提升，應急照明和疏散指示系統(tǒng)在保障人員安全疏散方面發(fā)揮著至關重要的作用。近年來，國家相關部門陸續(xù)發(fā)布多項技術標準，如《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術
宏集案例 | 使用宏集監(jiān)控繼電器監(jiān)控電壓并自動啟動應急照明
快速到達現(xiàn)場展開工作。為了有效應對各種突發(fā)情況，即使在停電的情況下，應急照明燈也必須不間斷地工作。因此，應急照明燈應該由單獨的蓄電池進行供電，并且能夠在電路發(fā)生故
QK1209低壓按鍵充電LED驅動IC技術指南
QK1209 低壓按鍵充電LED驅動IC以其卓越的性能、豐富的功能和廣泛的適用性，成為電子設備電源管理與LED驅動的理想選擇。無論是在日常使用的臺燈，還是應急照明的手電筒、應急燈，QK
SL8313降壓恒流芯片 耐壓100V 支持PWM和模擬調(diào)光 LED燈照明芯片
SL8313降壓恒流芯片深度解析：100V高耐壓+雙模調(diào)光技術賦能LED照明升級
一、SL8313芯片技術規(guī)格與核心優(yōu)勢
1. 關鍵
發(fā)表于 05-06 15:52
喜訊丨時擎科技榮獲2025 GAS科創(chuàng)獎-技術進步獎
的高度認可，榮獲“技術進步獎”。此獎項不僅是對時擎科技消費電子領域的技術創(chuàng)新成果的肯定，還突顯了時擎在行業(yè)中的創(chuàng)新優(yōu)勢。公司研發(fā)副總裁仇健樂（右7）出席了頒獎典禮并代
使用宏集TELE監(jiān)控繼電器監(jiān)控電壓并自動啟動應急照明
宏集ENYA系列監(jiān)控繼電器是經(jīng)濟實惠的解決方案，符合VDE 0108-100和VDE 0100-718的標準，可以在電路發(fā)生故障后20ms內(nèi)打開應急照明，有效預防恐慌和事故，保障生命財產(chǎn)安全。
工商網(wǎng)監(jiān)
評論