爱华网应急照明系统概述 近年来，随着国民经济的迅速发展，我国汽车数量急剧增加，道路拥堵日益严重，各大城市都正在建设地下轨道交通——地铁，以缓解交通拥堵现象。地铁常年在地下运行对照明灯具有很高的要求，不仅要求节电、高亮度、长寿命，还必须保证不间断照明。目前常用的白炽灯、日光灯、高压钠灯等都是由交流电网供电。最佳设计的交流电网也不可避免出现停电事故。为了确保地下不间断照明，通常都必须安装应急照明电源，该电源由整流器、蓄电池和逆变器等部分组成。电网正常供电时，交流电经整流器后变为直流电给蓄电池充电，当电网中断供电时，蓄电池通过逆变器把直流电变为交流电，给照明灯具供电。这种不间断照明系统成本很高，同时，由于经过多次变换，功耗也较大。近年来由直流电源供电的半导体照明灯（LED）得到迅速发展，这种照明灯比白炽灯节电90%，在同等功率下LED比普通日光灯和高压钠灯的发光强度高40%以上，而且LED灯的寿命可达10万小时，显色指数可达80以上，远远高于高压钠灯。由于采用直流恒定电流供电，LED灯不可能出频闪，因此目前已成为世界各国公认的最佳绿色照明灯具。地铁各车站采用LED灯不仅可节省大量电费，而且还可节省大量的维修费用，同时也可确保照明质量。 地铁LED应急照明系统组成 本系统针对目前地铁照明系统存在的问题提供一种结构新颖、成本低、使用寿命长、节电效果好、可靠性高的地铁照明方案。 该系统由开关整流器、阀控铅酸蓄电池、带恒流控制器的LED灯组成，如图1所示。 整流器的主要作用是将电网的交流电变成直流电，以便对蓄电池充电和给LED灯供电。每个地铁站配置一台高效率开关型整流器。蓄电池开始充电时，该整流器输出恒定电流，当电池组电压达到规定值时，开关整流器自动输出恒定电压，一方面供给LED灯恒定电压，另一方面供给蓄电池浮充充电电流，确保工作过程中，蓄电池始终保持充足电状态。 蓄电池的主要作用是贮存电能，电网供电正常时，整流器给蓄电池充电，一旦电网出现供电中断，蓄电池即可立即给LED灯供电，根据地铁车站内安装LED的功率和要求保证停电后的照明时间，来选择所需蓄电池的容量。蓄电池的种类很多，但是每个地铁车站所需蓄电池的容量都比较大，因此应选择价格较低的阀控铅酸蓄电池。 带恒流驱动电路的LED灯的作用是把直流输入电压变换为LED灯所需的恒定电流，保证LED灯安全可靠工作。地铁车站面积很大，采用低压直流输电技术，输电线上将产生一定的压降，因此加到每只L E D 灯上的电压将有一定波动，尤其是电网供电中断后，蓄电池的供电电压波动更大，因此必须通过恒流控制电路来保证所有LED灯的电流均保持恒定，LED灯还需要安装具有一定面积的散热器，才能降低LED灯的工作温度，保证LED的寿命达5万小时以上。 直流应急照明系统工作原理 在不间断照明系统中，开关整流器由交流配电模块、高频开关整流模块、监控与显示模块等部分组成，如图2所示。 为了确保开关整流器可靠工作，多个整流模块并联工作，并且采用N+1冗余供电系统。工作过程中，即使某一个模块发生故障，其他模块仍能保证供电。监控模块可以监控开关整流器、蓄电池组和LED的各种参数。通过通信接口，地铁控制中心可对各个地铁车站内的开关整流器、蓄电池、LED灯实施远程监控。 L E D灯内置的恒流驱动电路采用降压式开关电路如图3所示。该电路具有输入电压范围宽、控制效率高等优点。图中M1为开关调整管、D1为续流二极管、L1为续流电感、R C S为电流采样电阻。当流过L E D灯的电流变化时，采样电阻RCS两端降压变化，该电压送入集成电路IRS2540的电流反馈脚IFB，与内部的基准电压比较后，控制信号改变开关调整管M1的输出脉冲占空比，并通过续流二极管、续流电感L1确保LED灯的电流恒定。图中自举二极管DBOOT和自举电容CBOOT组成高端自举电路，驱动开关调整管高频工作。二极管DVCC、电容CVCC和二极管DCLAMP组成电源电路，给集成电路IRS2540提供电源电压。二极管DOV、电阻R O V1、R O V2组成开路保护电路，通过二极管DEN1加入脉冲信号，可以关断LED灯，也可以调整LED灯亮度。LED灯采用金属铝制成的灯罩，这样灯罩还可实现LED灯的散热功能。 为了确保照明不间断，蓄电池组最好选用两组，一组作主用，另一组作备用。 该系统的最大特点是大大降低不间断照明系统的初期投资，因为该新型应急照明系统中用LED灯，可节电40%，因此整流器和蓄电池的容量都可降低40%，这样系统的成本还能降低20%，同时减少了一次变换，系统效率和可靠性大大提高，此外，LED灯可省去AC/DC变换部分直接由直流电供电，LED灯控制电路的成本大大降低，同时AC/DC变换对LED灯的可靠性影响最大，省去这部分电路，每只LED灯的可靠性将大大提高，寿命也将大大延长。如图3所示
