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电源+电池即应急电源?

LED行业步入成熟阶段,通用照明技术已透明化,进入规模化及质量管控的竞争。此外的照明市场趋向细分化,UV LED、红外LED、植物照明、汽车照明、智能照明等高毛利的蓝海市场成为企业拓疆的热门之选,其中亦有部分企业专注于专业性强且体量小、竞争企业较少的市场,如移动照明、应急照明、体育照明等领域。

近年安全意识的提升使用户更为关注应急照明的应用,未来市场容量可观,而应急电源作为应急照明的核心,发挥着关键性的作用。但目前用户对于应急电源并不了解,不就是一个电源配个电池吗?并非如此,两者表面上似乎相差无几,但应急电源内部的技术比驱动电源高得多,它具有管理电源、驱动的功能,起到上下衔接的作用。

  应急电源的性能要求

应急电源的特殊性在于它属于一个隐性的产品,大部分时间处于非工作状态。与普通电源不同的是,应急电源带有应急功能,在紧急情况下可启动备用电池照明。

它的基本工作原理是,日常直接由市电供电,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,应急备用电池驱动应急灯,并为用电设备供电。

正是由于它的特殊性及重要性,用户对于应急电源的要求远高于普通电源,且对其断电时它的开启响应速度、应急照明持续时间、电池容量、转换效率等方面性能,都提出了更高要求。

在启动/转换时间方面,根据实际工程及有关规范的规定有所不同:备用照明、疏散照明的转换时间不应大于5s;安全照明的转换时间不应大于0.5s。尤其是金卤灯,对于转换速度的要求非常高,如在工矿照明、收银台、舞台等场所的应用。据了解,国内首家专注于应急电源的企业英朗光电已经将转换速度提高到0.01秒,肉眼几乎看不出转换的瞬间。

在转换效率方面,电池的利用率,即电池的能量转换到输出应急灯供电的能量损失比,越高越好,因为在转换过程中电路会有损失,如果转换效率低,则需要配备更大的电池,耗能增加,但同样功率下若电池更小,则更加节能,成本也会更低。

在转换电压方面,一般情况下国内是132-187V,即电源降低到132V就一定要启动应急照明,若超过187V则一定要切回到主电状态,欧洲也是差不多在此范围。美国市场则非宽电压,而是一般控制在80-85V,这样认证较易通过,也符号用户需求。

在应急照明时间方面,一般平面疏散区域,竖向疏散区域,人员密集流动疏散区域及地下疏散区域应急照明最少持续供电30min;航空疏散场所,避难疏散区域应急照明最少持续供电60min;消防工作区域,如消防控制室、配电室、水泵房等应急照明最少持续供电180min。而应急照明时间主要与电池相关,目前总的来说国内一般是大于等于90分钟,国外如欧洲一般是3个小时。

在应急照明亮度方面,主要与蓄电池的输出功率相关。通过电源控制输出功率,较为通用的方案是在技术上采用恒功率输出进行控制。恒流方案可能还需要考虑灯珠的电流和电压,这样偏差相对较大。一般情况下,欧洲市场最低是5W,除非个别情况客户对某些场合的应急照明灯具亮度有要求,则需要按照具体情况提供相应方案。

在电池的充放电方面,国内以前的标准是:镍铬电池充电时间需小于24小时,充电电流(过充电流)不能大于0.05C,过放电压是80%。现在后备电池包括锂电、镍铬、镍氢电池三种,可根据客户需求选择蓄电池的材料。如需小体积,则只能选择锂电池,在同样体积容量下它比镍氢电池大两三倍。虽然此前锂电池的成本较高,但这两年随着电动车的发展,企业涌入锂电池行业,它的成本随之大幅降低,利于在应急照明中的普及应用。

另外,针对线性产品的应急电源需要进行脉冲电流设计,因为线性IC设计有一个周期检测,如果电源不进行脉冲电流设计,则产品的体积将会变大,成本也相应增加。目前已经有一些企业在应急照明上已经采用成本低、体积小的线性方案进行生产。

除了在性能方面的多项高要求,还有更为重要的一点是,应急照明属于消防安全类产品,任何零部件都需要严格按照安规要求设计,符合安规认证的要求,且可靠性达到标准以上。但目前国内市场在应急电源方面并没有具体的标准,且市场流通产品鱼目混珠,而且在国内市场,政府的需求比技术硬件更为重要。国外市场较为严谨,需要电源与产品一同通过UL认证。

目前应急照明已经被广泛应用于厂房、工矿、化工厂、商场、加油站、舞台等对产品性能、可靠性要求相当高的场所,并且具有地域性要求,即产品的温度适应性强,但在高寒的区域,国内很多企业的应急电源性能达不到要求。

 

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