專利名稱：一種安全燈具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及照明技術領域，尤其涉及一種安全燈具。
背景技術：
在燈具的日常使用中，尤其在燈具安裝、維護及使用過程中，常常出現因 各種意外而出現的燈具電路漏電、反接或未接地等安全問題。這些問題不但可 能損害燈具的壽命，還可能危害燈具使用者、安裝或維修人員的人身安全，非 常危險。而引起這種以外的因素可能是電路故障、供電線路故障、使用錯誤及 外部環境等。但是，市場上現有的燈具幾乎沒有一種安全保護裝置，能夠有效 保障燈具使用者、安裝或維護者的安全。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的燈具不能對防止燈具 因意外而發生的電路漏電和/或反接和/或未接地等狀況而導致的人員安全問題 的缺陷，提供了一種能夠防止燈具因意外而發生的電路漏電和/或反接和/或未 接電等狀況而導致的人員安全問題的安全燈具。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是 一種安全燈具，包括帶 導電部件燈殼、燈具供電，還包括用于檢測所述燈具供電是否漏電、反接和 燈殼是否接地中至少一項的信號檢測模塊、接收信號檢測模塊提供的檢測信號 并根據該檢測信號生成控制信號的信號處理及控制輸出模塊，以及接收所述控 制信號并根據該控制信號產生安全保護動作的動作模塊。
本實用新型的安全燈具，所述信號檢測模塊包括用于檢測所述燈具供電 是否漏電和/或反接的漏電和/或反接檢測模塊，和/或用于檢測燈殼是否接地的 接地檢測模塊。本實用新型的安全燈具，所述動作模塊包括用于根據從所述信號處理及 控制輸出模塊接收到的控制信號切斷或接通燈具供電和/或對調相、零線連接 的動作執行電路，和/或與信號處理及控制輸出模塊連接用于提供危險警告的
本實用新型的安全燈具，所述動作執行電路包括其基極通過電阻器R12 與所述信號接收轉換單元相連的三極管Q3、其正極與三極管Q3的集電極相
連的二極管D8，以及與所述二極管D8并聯用于對調連接所述燈具供電相線、 零線的繼電器RELAY2;其基極通過電阻器R13與所述信號接收轉換單元相 連的三極管Q2、其正極與三極管Q2的集電極相連的二極管D7、以及與所述 二極管D7并聯用于切斷或接通所述燈具供電的繼電器RELAY1。
本實用新型的安全燈具，所述報警電路包括與分別與信號處理及控制輸出 模塊連接的多個發光二極管燈或一個多色二極管。
本實用新型的安全燈具，所述漏電和/或反接檢測模塊包括跨接在燈具 供電電路的零線和地線之間的整流濾波電路、根據整流濾波后的信號生成檢測 信號的信號生成電路，以及放大所述檢測信號的放大電路。
本實用新型的安全燈具，所述接地檢測模塊包括用于判斷燈殼是否接地 的判斷電路，為所述判斷電路提供參考電壓的參考電路。
本實用新型的安全燈具，所述判斷電路包括比較器、用于為所述燈殼提供 大于所述參考電壓的安全電壓提供裝置，比較器的負極同時與參考電路連接， 其輸出通過光耦與所述信號處理及控制輸出模塊相連。
本實用新型的安全燈具，還包括用于將燈具的工作電壓轉化為各模塊所需 電壓的供電模塊，其中，工作電壓是90V到380V。
本實用新型的安全燈具，還包括用于將燈具的工作電壓轉化為各模塊所需 電壓的供電模塊，其中，工作電壓是220V。
實施本實用新型的安全燈具，能夠防止燈具因故障、意外和外部環境而發 生的電路反接和/或漏電和/或燈殼未接地等狀況而導致的人員安全問題。為燈 具安裝、維護及使用提供了安全的保障。
下面將結合附圖及實施例，對本實用新型安全燈具進一步說明，附圖中 圖1是本實用新型具體實施方式
中安全燈具的電路框圖； 圖2是本實用新型安全燈具的一個實施例的電路框圖； 圖3是本實用新型安全燈具的一個實施例的電路原理圖； 圖4是本實用新型安全燈具的又一實施例的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的安全燈具的一個實施例包括用于檢測所述 燈具供電是否漏電和/或反接，和/或燈殼是否接地的信號檢測模塊100、接收 信號檢測模塊100提供的檢測信號并根據該檢測信號生成控制信號的信號處
理及控制輸出模塊102，以及接收所述控制信號并根據該控制信號產生安全保 護動作的動作模塊103。
如圖2所示，本實用新型的安全燈具包括包括帶導電部件燈殼，燈具供
電，用于檢測燈具電路信號的漏電和/或反接檢測模塊101，用于檢測燈殼是否 接地的接地檢測模塊104，用于從漏電和/或反接檢測模塊101接收電路反接和 /或漏電信號，和/或從接地檢測模塊104接收接地信號的并根據上述信號生成 并輸出控制信號的信號處理及控制輸出模塊102，以及接收所述控制信號并根 據所述控制信號產生安全保護動作的動作模塊103;漏電和/或反接檢測模塊 101包括與外部燈具電路連接用于獲取燈具電路信號的整流濾波電路2011，根 據整流濾波后的燈具電路信號生成電路信號的信號生成電路2012，以及放大 所述電路信號的放大電路2013。接地檢測模塊104包括用于判斷燈殼是否 接地的判斷電路2022，為所述判斷電路提供參考電壓的參考電路2021。動作 模塊103還包括用于根據從所述信號處理及控制輸出模塊102接收到的控制 信號斷開或導通電源的動作執行電路2042，以及與所述信號處理及控制輸出 模塊102連接用于提供危險警告的報警電路2041。
在本實用新型的典型實施例中，還可包括用于將外部電壓轉換成其它模塊 所需電壓的供電模塊。在圖3和圖4所示的優選實施例中，信號處理及控制輸出模塊102可使用 單片機高奇PIC16C712。下面根據對本實用新型安全燈具的電路原理圖對其進行進一步的說明。如 圖3所示的用于檢測燈具供電電路漏電和/或反接和/或燈殼是否接地的安全燈 具中，電壓信號分別連接在燈具供電電路的零線Nout、地線Eout端的兩個檢 測端子。在Eout端為高電位時(即燈具供電電路漏電和/或反接)，經電阻R16 及電橋D2、電容C6、電阻R14整流濾波，通過開關二級管D9、 D6控制輸出 低電平電壓信號，經R10和三級管Ql放大后輸出至單片機的引腳18。單片 機的引腳18接收三極管Ql輸出的危險電壓低電平信號，通過其引腳13及 R12和三級管Q3 (Q3的發射極與信號檢測模塊的三級管Ql的發射極相連) 的基極連接輸出高電平動作信號給第二繼電器RELAY2供電，同時通過引腳3 輸出高電平信號。當單片機的引腳18沒有通過三極管Ql接收到危險電壓低電平信號時，通 過其接腳12及R13和三級管Q2 (Q2的發射極與信號檢測模塊的三級管Ql 的發射極相連)的基極連接輸出高電平動作信號給第一繼電器RELAY1供電， 同時通過引腳2輸出高電平信號。LED (發光二極管)1在接受到單片機接腳3輸出高電平信號時，其發紅 光；LED1在接受到單片機接腳2輸出高電平信號時，其發綠光。通過發光的 顏色可以判斷是否存在燈具供電電路漏電或反接。為了區別LED亮燈代表的 是電路漏電信號還是反接信號，可通過對單片機編程，控制燈閃的頻率來實現。與三級管Q2的集電極相連的第一繼電器RELAY1以及與之并聯的二極管 D7，在所述的三級管Q2集電極輸出高電平信號動作信號時，第一繼電器 RELAY1吸合，給燈具供電；與三級管Q3的集電極相連的第二繼電器RELAY2 以及與之并聯的二極管D8，在所述的三級管Q3的基極連接輸出高電平動作 信號時，第二繼電器RELAY2吸合，使Lout與Nout端子接線調換，在短于 1S的延時后，再次通過Nout、 Eout端的兩個檢測端子采集外部電路信號，如 果在Eout端依然為高電位，單片機的引腳13驅動第一繼電器RELAY1，斷開 輸入電源。在電源轉換模塊部分，采用的將外部電壓轉換成其它模塊所需電壓的供電模塊可用于轉換90-380V電壓。所述供電模塊接收外部的90-380V的電壓，由 電橋D1-D4對其整流后通過高頻穩壓變壓器T1變壓，外部電壓轉換為12V， 為繼電器RELAY1和RELAY2供電。再通過三端穩壓器U4，將獲得的12V 電壓轉換成5V并將其輸入到單片機的引腳14，為單片機提供工作電源。在圖3所示的用于檢測燈殼接地的安全燈具中，經半波整流后，A點和B 點都有12V的電壓輸入，為比較器U3供電，并通過電阻R34和R37為比較 的負極4提供參考電壓6V，比較器U3的正極5接金屬燈殼。電源上電后， 單片機的引腳8 (RB2) 口輸出高電平，繼電器RELAY3吸合，維持100 ms 或更長時間。此時單片機引腳7 (RB1) 口讀取，當燈殼帶電，比較器U3的 D點有12V電壓，D點電壓超過F點電壓，比較器U3輸出高電平，與比較器 U3相連的光耦向單片機的引腳7 (RBO輸出低電平，單片機的引腳7 (RB1) 讀取到低電平則關閉主回路,單片機的引腳3輸出高電平，與引腳3相連的發 光二極管發光，表示燈殼沒有接地，否則，單片機的引腳2輸出高電平，與引 腳2相連的發光二極管發光，表示燈殼接地。可通過控制燈閃的頻率來與燈具 供電電路漏電、反接信號相區別。用燈殼接地主要是防止漏電造成不必要的人員傷害。接地以后，燈殼漏電 時,電就從地線直接導入大地。然而如果不通過檢測，很難判斷燈殼是否接地， 采用本實用新型所述的燈具則可以有效地避免這個問題。如圖4所示的用于檢測燈具供電電路漏電和/或反接和/或燈具是否接地的 安全燈具中，電壓信號分別連接在燈具供電電路的零線Nout、地線Eout端的 兩個檢測端子。在Eout端為高電位時(即燈具供電電路漏電和/或反接)，經 電阻R16及電橋D2、電容C6、電阻R14整流濾波，通過開關二級管D9、 D6 控制輸出低電平電壓信號，經R10和三級管Ql放大后輸出至單片機的引腳 18。單片機的引腳18接收三極管Ql輸出的危險電壓低電平信號，通過其引 腳13及R12和三級管Q3 (Q3的發射極與信號檢測模塊的三級管Ql的發射 極相連)的基極連接輸出高電平動作信號給第二繼電器RELAY2供電，同時 通過引腳3輸出高電平信號。當單片機的引腳18沒有通過三極管Ql接收到危險電壓低電平信號時，通過其接腳12及R13和三級管Q2 (Q2的發射極與信號檢測模塊的三級管Ql 的發射極相連)的基極連接輸出高電平動作信號給第一繼電器RELAY1供電， 同時通過引腳2輸出高電平信號。LED1在接受到單片機接腳3輸出高電平信號時，其發紅光；LED1在接受 到單片機接腳2輸出高電平信號時，其發綠光。通過發光的顏色可以判斷是否 存在燈具供電電路漏電或反接。與三級管Q2的集電極相連的第一繼電器RELAY1以及與之并聯的二極管 D7，在三級管Q2集電極輸出高電平信號動作信號時，第一繼電器RELAY1 吸合，給燈具供電；與信號處理及控制輸出模塊102的三級管Q3的集電極相 連的第二繼電器RELAY2以及與之并聯的二極管D8，在三級管Q3的基極連 接輸出高電平動作信號時，第二繼電器RELAY2吸合，使Lout與Nout端子 接線調換，在短于1S的延時后，再次通過Nout、 Eout端的兩個檢測端子采集 外部電路信號，如果在Eout端依然為高電位，單片機的引腳12驅動RELAY1， 斷開輸入電源。在圖4的實施例中采用的將外部電壓轉換成其它模塊所需電壓的供電模塊 可用于轉換220V電壓。所述供電模塊接收外部的220的電壓，由電感變壓器 T4將其轉換成12V，再由電橋DB107對其整流后為繼電器RELAY1和RELAY2 供電。再通過三端穩壓器U4，將獲得的12V電壓轉換成5V并將其輸入到單 片機的引腳14，為單片機提供工作電源。在圖4的用于檢測燈殼接地的安全燈具中，經半波整流后，A點和B點都 有12V的電壓輸入，為比較器U3供電，并通過電阻R34和R37為比較的負 極4提供參考電壓6V，比較器U3的正極5接燈殼。電源上電后，單片機的 RB2 口輸出高電平，繼電器吸合，維持100ms。此時單片機RB1 口讀取，當 燈殼帶電，比較器U3的D點有12V電壓，D點電壓超過F點電壓，比較器 U3輸出高電平，與比較器U3相連的光耦向單片機的引腳7 (RB1)輸出低電 平，RB1讀取到低電平則關閉主回路，單片機的引腳3輸出高電平，與引腳 3相連的發光二極管發光，表示燈殼沒有接地，否則，單片機的引腳2輸出高電平，與引腳2相連的發光二極管發光，表示燈殼接地。可通過控制燈閃的頻 率來與燈具供電電路漏電、反接信號相區別。在本實用新型的另一優選實施例中，信號處理及控制輸出模塊102使用的單片機是和泰46R47。在本實用新型的其它實施例中，所述信號處理及控制輸出模塊102可以不 采用單片機連接所述漏電和/或反接檢測模塊101和接地檢測模塊104的信號， 而采用硬件、軟件，或者軟、硬件結合來實現其接收和處理從所述漏電和/或 反接檢測模塊101和接地檢測模塊104接收到的信號的功能。本實用新型所述的安全燈具，可以是專門制備的在燈具內部包括上述功能 模塊的燈具，也可以是在其電源盒中采用專門的電路板集成上述功能模塊，或 者使用其它的形式實現上述安全功能。本實用新型尤其適用于一些室外的大型燈具。其可以在安裝、維修、使用 過程中保護安裝維修人員的安全。也避免了對路人的可能造成的傷害。本實用新型是根據特定實施例進行描述的，但本領域的技術人員應明白在 不脫離本實用新型范圍時，可進行各種變化和等同替換。此外，為適應本實用 新型技術的特定場合或材料，可對本實用新型進行諸多修改而不脫離其保護范 圍。因此，本實用新型并不限于在此公開的特定實施例，而包括所有落入到權 利要求保護范圍的實施例。
權利要求1、一種安全燈具，包括導電燈殼、燈具供電，其特征在于，所述燈具還包括用于檢測所述燈具供電是否漏電、反接和所述燈殼是否接地中至少一項的信號檢測模塊(100)，接收所述信號檢測模塊(100)提供的檢測信號并根據所述檢測信號生成控制信號并輸出的信號處理及控制輸出模塊(102)，以及接收所述控制信號并根據該控制信號產生安全保護動作的動作模塊(103)。
2、 根據權利要求1所述的安全燈具，其特征在于，所述信號檢測模塊(100)包括用于檢測所述燈具供電是否漏電和/或反接的漏電和/或反接檢測模塊(101)，和/或用于檢測燈殼是否接地的接地檢測模塊(104)。
3、 根據權利要求1或2所述的安全燈具，其特征在于，所述動作模塊(103) 包括用于根據從所述信號處理及控制輸出模塊(102)接收到的控制信號切 斷或接通燈具供電和/或對調相、零線連接的動作執行電路(2042)和/或與所 述信號處理及控制輸出模塊(102)連接用于提供危險警告的報警電路(2041 )。
4、 根據權利要求3所述的安全燈具，其特征在于，所述動作執行電路 (2042)包括其基極通過電阻器R12與所述信號接收轉換單元相連的三極管Q3、其正極與三極管Q3的集電極相連的二極管D8，以及與所述二極管 D8并聯用于對調連接所述燈具供電相線、零線的繼電器RELAY2;其基極通 過電阻器R13與所述信號接收轉換單元相連的三極管Q2、其正極與三極管 Q2的集電極相連的二極管D7、以及與所述二極管D7并聯用于切斷或接通所 述燈具供電的繼電器RELAY1。
5、 根據權利要求3所述的安全燈具，其特征在于，所述報警電路(2041) 包括分別與所述信號處理及控制輸出模塊(102)連接的多個發光二極管燈/ 或一個多色二極管。
6、 根據權利要求2所述的安全燈具，其特征在于，所述漏電和/或反接檢 測模塊(101)包括跨接在燈具供電電路的零線和地線之間的整流濾波電路(2011)、根據整流濾波后的信號生成檢測信號的信號生成電路(2012)，以及 放大所述檢測信號的放大電路(2013)。
7、根據權利要求2所述的安全燈具，其特征在于，所述接地檢測模塊(104)包括用于判斷燈殼是否接地的判斷電路(2022)，為所述判斷電路提供參考 電壓的參考電路(2021)。
8、根據權利要求7所述的安全燈具，其特征在于，所述判斷電路(2022) 包括比較器、用于為所述燈殼提供大于所述參考電壓的安全電壓提供裝置，所 述比較器的負極同時與所述參考電路(2021)連接，其輸出通過光耦與所述信 號處理及控制輸出模塊(102)相連。
9、 根據權利要求1-8中任何一項所述的安全燈具，其特征在于，還包括 用于將90V到380V供電轉化為各模塊所需電壓的供電模塊。
10、 根據權利要求1-8中任何一項所述的安全燈具，其特征在于，還包括 用于將220V供電轉化為各模塊所需電壓的供電模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種安全燈具，包括導電燈殼、燈具供電，其特征在于，還包括用于檢測所述燈具供電是否漏電、反接和/或所述燈殼是否接地的信號檢測模塊(100)，接收所述信號檢測模塊(100)提供的檢測信號并根據所述檢測信號生成控制信號并輸出的信號處理及控制輸出模塊(102)，以及接收所述控制信號并根據所述控制信號產生安全保護動作的動作模塊(103)。實施本實用新型的安全燈具，能夠防止燈具因故障或因意外或因外部環境而發生的電路漏電、反接、燈殼未接地等狀況而引起的人員安全問題，為燈具安裝、維護及使用提供了安全的保障。
文檔編號H05B37/03GK201123159SQ20072017117
公開日2008年9月24日 申請日期2007年12月3日 優先權日2007年12月3日
發明者周明杰, 全 梁, 健 許, 忠 陳 申請人:深圳市海洋王投資發展有限公司