一种LED长余辉器件发光系统及其调控方法技术方案

一种LED长余辉器件发光系统，包括直供电源(1)、储能电源(2)、开关电源控制器(3)、驱动控制电路(4)、控制模块(5)、LED长余辉发光器件(6)、充放电控制电路(7)，按需要通过线路相连；既有常规LED的发光功能又有长余辉材料的发光功能。通过对LED长余辉发光器件(6)间歇供电方式，来达到节能目的；通过对储能电源(2)的容量分级检测并采用相应的周期及占空比或功率对LED长余辉发光器件(6)供电，最大限度地提高了发光系统的发光延时与长余辉材料的余辉亮度从而提高了发光保障性，特别在军事应用方面有独特的优势。

Energy saving high protection LED long afterglow device light emitting system and control method thereof

Such a high security LED long afterglow luminescence system, including the power supply source (1), (2) energy storage power supply, switching power supply controller (3) and a drive control circuit (4) and a control module (5), LED long afterglow light-emitting device (6), the charge discharge control circuit (7). According to the requirements by line connected; both LED and conventional light emitting function of long afterglow materials. The LED long afterglow light-emitting device (6) intermittent power supply mode, to achieve the purpose of saving energy; the energy storage capacity of the power supply (2) and the corresponding grading test cycle and duty cycle or power on the LED long afterglow light-emitting device (6) power supply, to maximize the afterglow brightness light delay line with the long afterglow material to improve luminescent security, especially has a unique advantage in military application.

【技术实现步骤摘要】
一种节能高保障LED长余辉器件发光系统及其调控方法
：本专利技术涉及一种特种照明
，具体是指一种节能高保障LED长余辉器件发光系统及其调控方法。技术背景：随着中国经济增长和社会发展的需求，国家越来越重视并不断加强对公共和国防事业的投入与建设，包括高铁、飞机、水面舰船、潜艇等装备越来越多，与之配套的隧道涵洞、高铁站、机场、军事基地以及应急避难场所、地下人防工程等公共设施的数量愈来愈多，体量也越来越大。在这些装备内或场所中，出于安全保障方面的考虑，其间的照明除了要有常规手段之外，还要满足不间断照明的硬性需求以及应急照明或诱导的刚性需求，并且能提供不同发光亮度的照明模式。又因为照明系统的连续照明时段长，考虑到照明成本及节能减排压力，所以尽量采用节能照明技术。现今基本采用发光系统双路供电模式，其中一路是直供电源、一路是储能电源。直供电源给发光系统供电并给储能电源充电；储能电源作后备电源，当直供电源发生故障时，储能电源给系统供电来维持照明。但在实际使用过程中还是存在以下诸多缺点：1)由于储能电源的老化或者损坏,或者有时储能电源电量没有充足，往往不能保证应急照明系统正常工作。2)上述装备或场所局部发生损坏，例如火灾、水灾、战争破坏等易导致照明系统瘫痪。3)由于照明器具彻夜点亮，日积月累，不仅耗费了巨额的能源，而且由于长时间运行导致的工作温度偏高，使得照明器具的实际使用寿命大大少于预期寿命。现有的这种通过增加供电系统的套数或增设多路发光系统的应急照明器具的方法，仅仅靠数量罗列，保障度提高有限，且会大大增加安装和后期维护成本，且不节能。因而，目前的这种技术手段并不能从根本上满足现实需要。此外，有人提出将长余辉发光材料直接应用到公共应急领域，利用长余辉材料的蓄光发光功能提供一种诱导作用的二次保障，但是，就现有长余辉材料而言，其激发通常需要较高的照度条件(1000LX激发30分钟)。而在公共设备内和场所中的照度条件一般并不是很好，照度值一般不超过100LX，更别说在特殊场合(如隧道，地下人防工程)中只有10多LX，无法有效激发长余辉材料，从而不能充分发挥其余辉特性，故而投入实用受到极大的限制。有些设备内和场所中出于硬性要求，无奈之下甚至只能使用带有放射源的长明灯(例如氘气灯)。由于该装置具有一定的放射性，虽然能够提高保障度，却是以污染环境和牺牲人类健康为代价的。特别是随着地球环境破坏带来的自然灾害越来越频繁，人类社会的暴力恐怖活动越来越密集，国家面临战争的风险越来越高，综合成本更低、更节能环保、有多种发光模式并能同时兼顾不间断照明和应急照明及诱导的高保障性发光系统的需求也越来越迫切。尤其是现代战争中，红外探测仪器几乎成了战场上的标配，比如战斗机的光电吊舱(集成了红外热成像)，坦克的红外夜视仪及红外导弹的引导头等。传统军事照明器具单纯依靠通电发光，但在敌方红外热成像仪前还是暴露无遗，只能沦为敌人的标靶。因而发展具有己方可视敌方不可探测的发光技术，已经成为一个军事上的热门课题。
技术实现思路
技术设想：针对上述问题，传统解决方案无一例外是从电力学的角度(如何保障供电为立足点)来采取一系列措施，即储能电源的正常运行是保障系统不间断发光的核心所在。而储能电源本身的故障率就比较高，且容易受到损害，比如水灾、火灾或战争破坏等导致的器件损毁或线路中断，都能使整套系统失效。而我们从发光学的角度(发光器件本身的材料特性为立足点)，结合了LED及长余辉材料的发光特性，通过把长余辉发光粉与透明树脂混合固化并与LED结合为一体，使这种发光器件既具有常规LED的发光特性，又具有长余辉发光材料高度激发后高亮度余辉发光的功能；再从电子学的角度，经过数据检测与程序匹配，给LED长余辉发光系统按一定周期间歇性供电，在储能电源储电不足情况下，最大限度地提高了发光系统的发光延时与长余辉材料的余辉亮度，并且在完全断电的情况下，也能依靠长余辉材料提供弱光照明，不仅节能而且能多模式发光，保障更充分。我们这种发光系统安装和维护成本低，而且具有节能减耗的优点。即使在储能电源受到部分损坏的情况下都能维持发光，对电路器件的依赖性相较传统方案要低得多。由于本系统在受到局部损坏甚至解体的情况下都能保证LED长余辉器件发光，因而具有极高的发光保障性能，与传统产品相比具有颠覆性的意义。本系统的长余辉发光材料，属于冷光源范畴，能躲避红外探测，与传统军用冷光源相比，不含放射性元素，属于绿色环保光源。本专利技术创造要解决的技术问题是，提供一种由控制模块根据预先设定的参数或者程序来控制开关电源及驱动电路、对LED长余辉发光器件进行控制的节能高保障LED长余辉器件发光系统及其调控方法。本专利技术创造提出了一种以直供电源1，储能电源2，开关电源控制器3，驱动控制电路4，控制模块5，LED长余辉发光器件6，充放电控制电路7为主要部件组成的发光系统(示意图2)。直供电源1：包括市电，内燃机发电，太阳能光伏供电，风电发电等或其组合，起到对整个系统供电或对储能电源充电的作用。储能电源2：包括蓄电池，锂电池，超级电容等具有储存电能功能的器件，起到在直供电源停电或者无外接直供电源的情况下对整个系统供电的作用。开关电源控制器3：起到根据控制模块5的指令或者预先设置周期及占空比，来控制电源对LED长余辉发光器件所在电路的导通或断开的作用。驱动控制电路4：起到根据控制模块5的指令或者预先设置的参数，来控制LED长余辉发光器件的输入功率的作用。优选方案为PWM恒流调光模式来控制LED的功率输入，其它功率调节手段和方法均在本专利技术的范畴内。控制模块5：为单片机或有逻辑处理功能的控制模块，可以预先设定不少于一组的参数或者程序，也可以连接感应设备或者实时接收设备，来采集外部参数或者接收外部指令，然后通过逻辑处理对开关电源控制器3和驱动控制电路4发出指令。根据实际工作环境需要，该控制模块可以人工控制或与定时开关相结合，从而可以手动或者定时启动、关停该系统；还可以与感应装置相结合(例如红外检测、照度检测、雷达检测等)来启动或关停该系统；甚至控制模块5可以有接收和发送端口，从而实现对系统进行有线或者无线远程智能控制。因此可以按需切换发光模式来进一步达到节能目的。LED长余辉发光器件6：LED长余辉发光器件6由长余辉发光材料(主要以碱土铝酸盐和硅酸盐为代表)与透明树脂混合固化并与LED结合为一体而成。这种发光器件既具有常规LED的发光特性，又具有长余辉发光材料高度激发后高亮度余辉发光的功能。LED长余辉发光器件6可以为一件或一组或多组LED长余辉发光器件。当有电力供应时LED发光并同时激发长余辉材料发光，当电力中断时长余辉材料余辉发光。充放电控制电路7：起到控制直供电源1与储能电源2充放电等常规功能。还可以带有对储能电源2容量的分级检测功能。为了描述的方便本专利涉及到的对储能电源2容量的检测仅仅列举电压检测，但是其它检测手段和方法均在本专利技术的范畴内。本专利技术的技术方案是:一种节能高保障LED长余辉发光系统及其控制方法，所述的节能高保障LED长余辉发光系统，包括直供电源1、储能电源2、开关电源控制器3、LED长余辉发光器件6、充放电控制电路7。通过线路，直供电源1与充放电控制电路7相连；储能电源2与充放电控制电路7相连；充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能高保障LED长余辉器件发光系统，其特征在于，包括直供电源(1)、储能电源(2)、开关电源控制器(3)、LED长余辉发光器件(6)、充放电控制电路(7)；通过线路，直供电源(1)与充放电控制电路(7)相连；储能电源(2)也与充放电控制电路(7)相连；充放电控制电路(7)还与开关电源控制器(3)相连；开关电源控制器(3)还连接着LED长余辉发光器件(6)。

【技术特征摘要】
1.一种节能高保障LED长余辉器件发光系统，其特征在于，包括直供电源(1)、储能电源(2)、开关电源控制器(3)、LED长余辉发光器件(6)、充放电控制电路(7)；通过线路，直供电源(1)与充放电控制电路(7)相连；储能电源(2)也与充放电控制电路(7)相连；充放电控制电路(7)还与开关电源控制器(3)相连；开关电源控制器(3)还连接着LED长余辉发光器件(6)。2.根据权利要求(1)所述的一种节能高保障LED长余辉器件发光系统，其特征在于，还有控制模块(5)，分别与充放电控制电路(7)、开关电源控制器(3)相连；此时充放电控制电路(7)还带有对储能电源(2)容量的分级检测功能。3.根据权利要求(2)所述的一种节能高保障LED长余辉器件发光系统，其特征在于，还有驱动控制电路(4)连接在开关电源控制器(3)与LED长余辉发光器件(6)之间，驱动控制电路(4)还与控制模块(5)相连。4.权利要求(1)所述的节能高保障LED长余辉器件发光系统的调控方法，其特征在于，当充放电控制电路(7)检测到直供电源电压大于等于直供电源电压Va时，充放电控制电路(7)切换到直供电源(1)供电；当充放电控制电路(7)检测到直供电源电压小于直供电源电压Va时，充放电控制电路(7)切换到储能电源(2)供电；直供电源(1)供电时，直供电源(1)通过充放电控制电路(7)给储能电源(2)充电，同时通过开关电源控制器(3)给LED长余辉发光器件(6)连续供电；或以节能发光模式周期T和占空比Ton/(Ton+Toff)对LED长余辉发光器件(6)间歇性供电；储能电源(2)供电时，当充放电控制电路(7)检测到储能电源(2)的电压大于等于过放电保护阈值电压Vd时，储能电源(2)通过开关电源控制器(3)给LED长余辉发光器件(6)连续供电；或以节能发光模式周期T和占空比Ton/(Ton+Toff)对LED长余辉发光器件(6)间歇性供电；当充放电控制电路(7)检测到储能电源(2)的电压小于过放电保护阈值电压Vd时,开关电源控制器(3)断开，照明设备仅依靠长余辉材料发光；LED长余辉发光器件的发光模式为无电发光模式；任何时候当充放电控制电路(7)检测到直供电源电压大于或等于直供电源电源Va时,充放电控制电路(7)切换到直供电源(1)供电；开关电源控制器(3)接通直供电源(1)，恢复到直供电源(1)供电模式。5.权利要求(2)所述的节能高保障LED长余辉器件发光系统的调控方法，其特征在于，当充放电控制电路(7)检测到直供电源电压大于等于直供电源电压Va时，充放电控制电路(7)切换到直供电源(1)供电；当充放电控制电路(7)检测到直供电源电压小于直供电源电压Va时，充放电控制电路(7)切换到储能电源(2)供电；直供电源(1)供电时，直供电源(1)通过充放电控制电路(7)给储能电源(2)充电，同时通过开关电源控制器(3)对LED长余辉发光器件(6)连续供电；或以节能发光模式周期T及占空比Ton/(Ton+Toff)对LED长余辉发光器件(6)间歇性供电；储能电源(2)供电时，当控制模块(5)通过充放电控制电路(7)检测到储能电源(2)的电压大于等于电池容量分级电压Vc时，储能电源(2)通过开关电源控制器(3)给LED长余辉发光器件(6)连续供电；或以节能发光模式周期T和占空比Ton/(Ton+Toff)对LED长余辉发光器件(6)间歇性供电；上述电池容量分级电压Vc为预先设定的常亮发光模式或者节能发光模式切换到应急发光模式时所对应的电压(此时Vc为一个数值)，或者不同应急发光模式逐级切换时所对应的电压(此时Vc为一组数值)，电池容量分级电压Vc设定在充电饱和电压Vb和过放电保护阈值电压Vd之间，电池容量分级电压Vc可以为一个或者一...

【专利技术属性】
技术研发人员：方显峰，徐林元，李辉，
申请(专利权)人：浙江明辉发光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33