LED应急照明在电梯安全事故中的作用

　　电梯系统是一个与人身安全息息相关的特种设备，有其特殊的电气复杂性，应急照明为其重要组成部分，保障电梯应急照明系统的可靠性显得尤为重要。传统的应急照明基本使用白炽灯，但其有一些弊端，比如电量消耗大、能效低、照度低、使用寿命短等。

　　随着LED性能的提升，LED因其环保、节能、抗震、使用寿命长等特点，逐渐替代白炽灯作为电梯应急照明，较好地克服了白炽灯的这些弊端。由于LED对电源有较高的要求，选择稳定可靠，持久耐用的应急照明方案并优化驱动电源，不但可以减少应急照明系统的维护，更重要的是可以提高电梯系统的运行效率和可靠性，具有保障电梯安全运行具有重大意义。

　　1、LED应急照明驱动电源的工作原理

　　根据应急备用电源的基本工作原理，LED应急照明驱动电源应满足以下工作要求：在有市电时，直接由市电供电，用AC/DC驱动控制电路转换提供低压直流电源，主要为正常检修时LED灯具供电，以及给系统自带的备用电池充电；在发生故障时，或者市电停电时为应急备用电池为用电设备供电，包括LED应急灯的驱动。

　　根据此工作原理，LED应急照明驱动电源由四部分组成（如图1所示）。

　　图1中，深色的四个模块是LED应急照明驱动电源基本功能模块。其中，AC/DC恒压驱动电路是用于市电给蓄电池充电，同时还为其他直流用电设备提供驱动电源。输入电源选择辅助回路是控制在有市电时蓄电池没有输出，只有在应急状态下蓄电池才有电压输出。LED应急驱动电路是用于驱动LED应急灯。

　　由于LED需要特定的驱动电源来提供稳定的电流电压才能可靠的正常工作，所以对于LED应急灯的驱动电路的设计就显得尤为重要。另外，蓄电池是一个集成部件，与电路设计无关。因此电路设计主要AC/DC恒压驱动电路，输入电源选择辅助回路，及LED应急照明驱动电路由三个模块来组成。下面将主要介绍这三个模块的电路设计。

　　2、LED应急照明驱动电源的电路设计

　　本部分围绕LED应急照明驱动电源的三个电路设计部分展开，即AC/DC恒压驱动电路、输入电源选择辅助回路、LED驱动电路。其中AC/DC恒压驱动电路和输入电源选择辅助回路一起为LED应急照明驱动电路提供一个稳定的直流输入电压源，LED应急照明驱动电路将输入的电源经恒流稳压控制后直接驱动LED应急灯。在应急状态下，由蓄电池给LED应急照明驱动电路供电。将重点介绍较特殊应用的蓄电池作为输入电源的LED应急照明驱动电路。

　　2.1 AC/DC恒压驱动电路设计

　　开关电源被誉为高效、节能电源，是目前能量变换中效率最高的，而且体积小、重量轻。应急备用电源中用开关电源是符合电梯应用环境的最佳方式。需要的是从AC220V电压转换为DC12V电压，所以选择Buck拓扑结构的开关电源电路。

　　图2 是Buck拓扑结构的开关电源原理示意框图。

　　其中，脉宽调制器使用SANKEN芯片A6051，是内置MOSFET的电源驱动IC，简化了电路设计。恒压反馈电路设计采用常用的LM258运算放大器实现。电压采样基准电压由TL431提供2.5V的基准电源电压。输出端电压电流的取样电压和TL431的基准电压比较，经过运算放大器LM258 的P1脚输出一个调节电压电流，达到恒压DC12V输出的效果，可以给蓄电池充电。

　　2.2 输入电源选择辅助回路的设计

　　LED应急照明电源应用方式，在有市电时，用市电通过应急备用电源恒压恒流供电，照明以及给蓄电池充电。在市电停电或有故障时，由应急备用电源中自带的蓄电池供电。要完成这两种输入电源的选择，就需要一个输入电源选择辅助电路。输入电源选择辅助回路设计原理如图3所示。

　　12V蓄电池输出的控制是通过继电器来实现的，接继电器的常闭开关，通过三极管来控制。市电正常供电时，三极管导通，使继电器常闭触头断开，继电器断开，故此时，12V蓄电池无输出。市电没有电压输入时，控制三极管不工作，使继电器闭合，接通蓄电池输出电路，实现蓄电池电压的输出。只要备用电池有电，就可以保证DC12V持续稳定的输出。给LED驱动电路提供持续的电压。

　　2.3 LED驱动电路的设计

　　LED正向伏安特性非常陡，需要稳定的电流，否则电压波动稍增，电流就会增大到将LED烧毁的程度。因此要让LED灯能可靠的工作，必须要配置恒流稳压的电源来驱动。

　　（1）LED驱动电路方案的选择

　　本LED驱动电路选择开关电源驱动电路作为驱动方案。一般来看，LED恒流驱动方案有镇流电阻、线性恒流驱动、开关电源驱动等。

镇流电阻方案，原理是电路串联限流电阻，此电路的优点是简单、成本低，缺点是电流稳定度不高、电阻发热消耗功率、导致用电效率低。