LED-Not- und Fluchtwegleuchten-Leiterplatten: Batteriegepufferte Platinen, Selbsttest- und Treiberelektronik

Notbeleuchtung ist die einzige Produktkategorie, die für den Fall entwickelt wurde, dass alle anderen Systeme ausfallen. Bei einem Stromausfall, beispielsweise durch einen Brand, müssen Notleuchten und Notausgangsschilder Fluchtwege und Beschilderungen für eine vorgeschriebene Dauer – in der Regel 90 Minuten bis drei Stunden – allein mit Batteriestrom beleuchten. Dies ist eine lebensrettende Funktion, die strengen Vorschriften unterliegt und im Kern ein elektronisches Problem darstellt: das Laden der Batterie, deren Überwachung, die sofortige Umschaltung bei Stromausfall und der Nachweis der Funktionsfähigkeit der gesamten Kette.

Highleap Electronics ist ein Komplettanbieter für die Fertigung von Leiterplatten und die schlüsselfertige Montage von Leuchten . Die Elektronik in Not- und Rettungsschranken mit mehreren Platinen ist genau das, wofür unsere Produktionslinien ausgelegt sind: komplexe Stromversorgungs- und Steuerungsanwendungen. Wir sind keine Leuchtenmarke; wir fertigen alle benötigten Platinen selbst und montieren sie zu geprüften Einheiten. Diese Anleitung erklärt die Architektur der Notbeleuchtungselektronik und die Bestellmöglichkeiten. Weitere Informationen finden Sie auf unserer Seite zu Leiterplatten für Beleuchtungstechnik.

Warum Notbeleuchtung ein Problem der lebensrettenden Elektronik darstellt

Normale Beleuchtung verhält sich im Notfall sicher – geht eine Glühbirne kaputt, wird sie ausgetauscht. Notbeleuchtung hingegen kann gefährlich versagen, da sich der Ausfall erst im Ernstfall bemerkbar macht, wenn es zu spät ist. Deshalb unterliegen Not- und Fluchtwegleuchten weltweit Normen und Standards – in den USA NFPA 101 und der National Electrical Code, international die UL 924-Zertifizierung für die Geräte sowie EN 1838/IEC 60598-2-22 –, die eine Mindestleuchtdauer (üblicherweise 90 Minuten), Mindestlichtstärken und zunehmend auch automatische Prüfverfahren vorschreiben. Die Erfüllung dieser Anforderungen hängt fast ausschließlich von der Elektronik in der Leuchte ab.

Die Leuchte muss mehrere Aufgaben einwandfrei erfüllen: den Akku über Jahre hinweg geladen halten, ohne ihn zu überladen; schnell genug auf Akkubetrieb umschalten, sodass die Helligkeit nicht sichtbar abfällt (Normen wie NFPA 101 fordern eine Wiederherstellung der Beleuchtung innerhalb von 10 Sekunden; autarke Geräte schalten typischerweise in Millisekunden um); die LEDs über die gesamte Nenndauer mit der korrekten Leistung betreiben; und regelmäßig nachweisen, dass sie all dies weiterhin leisten kann. Jede dieser Funktionen wird von einer eigenen Platine realisiert, und diese Platinen müssen als ein koordiniertes System zusammenarbeiten – weshalb Notbeleuchtung der beste Anwendungsfall dafür ist, die gesamte Elektronik von einem einzigen Hersteller beziehen zu lassen.

Die Platine ist in einer Notleuchte eingebaut.

Eine Notleuchte ist das am komplexesten ausgestattete Beleuchtungsprodukt, und jede Schalttafel repräsentiert eine andere Fachdisziplin. Das Verständnis des Systems erklärt, warum die Koordination hier so wichtig ist:

• Batterieladegerätplatine — hält die Backup-Batterie voll geladen und in optimalem Zustand, ohne sie zu überladen, indem ein auf die Batteriechemie abgestimmtes Ladeprofil verwendet wird. Oftmals mit unserem DC-DC-Wandlung Kompetenz.
• Batteriemanagement-/Schutzplatine — überwacht Spannung, Stromstärke und Temperatur und schützt die Zellen; bei Lithium-Akkus ist dies ein Batterieschutzplatine Das ist an sich schon sicherheitskritisch.
• Wechselstrom-Notstrom-Umschaltkreis — erkennt einen Netzausfall und schaltet die Lampe innerhalb des vorgeschriebenen Bruchteils einer Sekunde auf Batteriebetrieb um und wieder zurück, wenn die Stromversorgung wiederhergestellt ist.
• Konstantstromtreiber - Ein Fahrer die die LEDs im Normalbetrieb über das Stromnetz und im Notbetrieb über die Batterie betreibt, oft mit reduzierter Leistung, um die Betriebsdauer zu verlängern.
• Lichtmaschine - Ein Metallkern oder eine FR-4-Platine mit LEDs, die die Fluchtweg- oder Ausgangsschildbeleuchtung bereitstellen.
• Selbsttest-/Steuerlogikplatine — führt die periodischen Tests durch, steuert die Statusanzeige und (in adressierbaren Systemen) meldet sich bei einem zentralen Bedienfeld.

Der Grund für die gemeinsame Fertigung all dieser Komponenten liegt darin, dass sie eine durchgehende Sicherheitskette bilden, deren Wirksamkeit von der Koordination ihrer einzelnen Glieder abhängt. Das Ladeprofil des Ladegeräts muss mit dem der Schutzplatine angepasst sein; die Umschaltung der Umschaltschaltung muss schnell genug erfolgen, damit der Fahrer die Kontrollleuchte ohne sichtbare Unterbrechung eingeschaltet lassen kann; die Selbsttestlogik muss den tatsächlichen Lade-, Übertragungs- und Ansteuerprozess prüfen, nicht nur eine Simulation. Wenn ein Hersteller das gesamte System im Rahmen eines Komplettprogramms fertigt und testet , ist diese Koordination bereits integriert. Stammen die Platinen hingegen von verschiedenen Zulieferern, liegen die Integrationslücken genau an dem Punkt, an dem ein sicherheitsrelevantes Produkt den Inbetriebnahmetest nicht besteht – oder schlimmer noch, im praktischen Einsatz unbemerkt versagt.

Batterielade- und Managementplatinen

Das Batteriesystem ist das Herzstück einer Notleuchte, denn die Batterie ist sowohl die funktionelle Grundlage als auch der Faktor, der ihre Lebensdauer am ehesten begrenzt. Eine einwandfreie Lade- und Steuerungselektronik entscheidet darüber, ob eine Leuchte auch nach fünf Jahren noch funktioniert oder bereits nach zwei Jahren ausfällt.

Korrektes Laden. Eine Notstrombatterie wird jahrelang ununterbrochen geladen, daher muss die Ladeplatine sie voll halten, ohne sie zu beschädigen. Das erfordert ein auf die chemische Zusammensetzung abgestimmtes Ladeprofil:

• Chemisch abgestimmte Profile — NiMH-, NiCd-, LiFePO4- und Li-Ionen-Akkus benötigen jeweils ein anderes Ladeverfahren; das falsche Ladeprofil führt entweder zu einer Unterladung (kurze Notladedauer) oder zu einer Überladung (vorzeitiger Ausfall des Akkus).
• Erhaltungsladung — die volle Ladung auch nach jahrelanger kontinuierlicher Verbindung halten, ohne die Zellen zu überhitzen.
• Temperaturkompensiertes Laden — Anpassung an die Umgebungstemperatur, da sich das Ladeverhalten und die sicheren Grenzwerte mit der Temperatur verändern.

Management und Schutz. Die Überwachung der Batterie ist eine eigenständige Sicherheitsfunktion, insbesondere bei Lithium-Batterien:

• Spannungs- und Stromüberwachung — eine schwache oder defekte Batterie zu erkennen, bevor sie die Nennlaufzeit nicht mehr erreicht; dies ist Kern Batteriemanagement Arbeit.
• Schutz vor Überladung, Tiefentladung und Überstrom — die Zellen innerhalb ihres sicheren Betriebsfensters zu halten.
• Temperatur-Schutz — Abschalten des Lade- oder Entladevorgangs bei Überhitzung des Akkus, was für die Sicherheit der Lithium-Ionen-Batterie von entscheidender Bedeutung ist.
• Kapazitätstest — Die Selbsttestroutine startet den Akku in regelmäßigen Abständen, um zu bestätigen, dass er noch genügend Ladung für die gesamte Nennlaufzeit enthält, und nicht nur, dass er noch etwas Ladung hat.

Hierbei handelt es sich um sicherheitskritische Elektronik: Ein Lithium-Notstromakku mit einer mangelhaft ausgelegten Schutzschaltung stellt eine Brandgefahr dar, und eine Notleuchte, deren Akku unbemerkt an Kapazität verloren hat, ist ein Verstoß gegen die Vorschriften, der bei einer Inspektion – oder im Notfall – entdeckt werden kann. Wir fertigen Ladegerät und Schutzschaltung passend zum jeweiligen Akku und abgestimmt auf die Selbsttestlogik, sodass die Leuchte sowohl sicher bleibt als auch ihre Einsatzbereitschaft unter Beweis stellt. Die gemeinsame Fertigung dieser Komponenten mit der übrigen Elektronik ist die einzige Möglichkeit, sicherzustellen, dass Ladeprofil, Schutzschwellenwerte und Testroutine für denselben Akku übereinstimmen.

Logik für Selbsttests und Selbstdiagnose

Die manuelle Prüfung der Notbeleuchtung – monatliches Begehen des Gebäudes durch eine Person, um Testknöpfe zu drücken, und jährliche Durchführung eines Dauertests – ist arbeitsintensiv und wird leicht vernachlässigt. Daher fordern die Vorschriften zunehmend automatische Selbsttests. Wir fertigen die dafür notwendigen Logikplatinen:

• Automatischer Funktionstest — überprüft regelmäßig, ob die Leuchte auf Batteriebetrieb umschaltet und die LEDs leuchten — der monatliche 30-Sekunden-Funktionscheck, den NFPA 101 vorschreibt.
• Automatischer Dauertest — führt regelmäßig die vollständige Entladung über die Nenndauer durch (den jährlichen 90-minütigen Kapazitätstest), um zu bestätigen, dass die Batterie weiterhin den Vorgaben entspricht.
• Statusanzeige — eine mehrfarbige Anzeige, die auf einen Blick den Zustand (gesund, Batterie defekt oder Lampe defekt) anzeigt.
• Adressierbare Berichterstattung — In vernetzten Systemen meldet jede Prüfvorrichtung ihre Testergebnisse an ein zentrales Bedienfeld – eine Funktion, die die Design-DNA mit unserem System teilt. Intelligentes Energiemanagement Bretter.

Die Selbsttestlogik muss den realen Lade-, Übertragungs- und Antriebspfad durchlaufen, um aussagekräftig zu sein. Deshalb entwickeln wir sie zusammen mit den zu testenden Platinen und nicht als Zusatzmodul.

Wartungsbetriebene vs. nicht gewartete Leuchten und Notausgangsschilder

Notleuchten verfügen über unterschiedliche Betriebsmodi, und die Platinenkonstruktion richtet sich nach dem jeweiligen Modus:

• Nicht gewartet Die Notbeleuchtung ist im Normalbetrieb ausgeschaltet und schaltet sich nur bei Stromausfall ein. Die Umschalt- und Treiberlogik ist auf dieses Standby- und anschließende Aktivierungsverhalten ausgelegt.
• Leicht Die Lampe leuchtet permanent (wie normale Beleuchtung) und läuft auch bei Netzausfall mit Batterie weiter. Der Treiber kann mit beiden Stromquellen betrieben werden und schaltet nahtlos um.
• Ausgangsschilder — beleuchtete Laufmann- oder Textschilder, die in der Regel gewartet werden, mit einer effizienten, randbeleuchteten oder direkt beleuchteten Lichtquelle, die auf das Schild abgestimmt ist, und einer Batterie für die vorgeschriebene Betriebsdauer.
• Kombigeräte — Notausgangsschild und Notfluter in einer Leuchte, wobei beide Lichtquellen in einem Elektronikgerät vereint sind.

Wir entwickeln Motor, Treiber und Steuerung passend zu dem jeweiligen Betriebsmodus der Leuchte, abgestimmt auf die vom Code geforderte Leuchtdauer und Lichtstärke.

Lichtmotor und Fahrer für Notbetrieb

Die Lichtquelle einer Notleuchte hat eine besondere Herausforderung: Sie muss über die gesamte Betriebsdauer effizient mit einer Batterie betrieben werden, daher sind Effizienz und der Dual-Source-Treiber wichtiger als die reine Lichtleistung. Wir entwickeln die Lichtquelle und den Treiber genau dafür:

• Effiziente Lichtmaschinen — so dimensioniert, dass die erforderliche Fluchtweg- oder Schilderbeleuchtung bei geringem Stromverbrauch gewährleistet ist, damit die Batterie die angegebene Laufzeit erreicht.
• Dual-Source-Treiber — Betrieb im Normalbetrieb über das Stromnetz und im Notfall über die Batterie, oft mit reduzierter Leistung, um die Laufzeit zu verlängern.
• Nahtloser Übergang — Der Fahrer lässt das Licht während des gesamten Übergangs ohne sichtbare Unterbrechung eingeschaltet.
• Konstante Leistung im Batteriebetrieb — die Lichtstärke konstant halten, während die Batteriespannung durch die Entladung sinkt.

Die Auslegung von Motor und Treiber auf Batterieeffizienz macht den Unterschied zwischen einer Leuchte, die ihre volle Nennlaufzeit erreicht, und einer, die frühzeitig an Leistung verliert.

Batteriechemie, Schutz und Sicherheit

Die Wahl der Batterie bestimmt die gesamte Elektronik, und wir bauen unsere Produkte so, dass sie für jede Batteriechemie sicher geeignet sind:

• NiMH und NiCd — seit langem bewährte Notfallchemikalien mit einfacher, robuster Ladefunktion; noch immer in vielen Armaturen üblich.
• LiFePO4 — wird aufgrund seiner Sicherheit und langen Lebensdauer zunehmend bevorzugt, mit einem Lade- und Schutzsystem, das auf seine Eigenschaften abgestimmt ist.
• Li-ion — hohe Energiedichte dort, wo die Größe eine Rolle spielt, immer gepaart mit einem geeigneten Lithium-Schutzplatine weil der Sicherheitsabstand nicht verhandelbar ist.
• Sicherheit auf Packebene — Schutzschwellenwerte, Temperaturgrenzen und Fehlerbehandlung wurden auf die Zellen abgestimmt und im Test verifiziert.

Bei jedem Lithium-Akkumulator wird die Schutzplatine als sicherheitskritische Baugruppe behandelt, gemäß IPC-Klasse 3 gefertigt und vollständig geprüft.

Umwelt- und Zuverlässigkeitsanforderungen

Notbeleuchtungen befinden sich in Treppenhäusern, Parkhäusern, Fluren und Fluchtwegen im Freien und müssen auch nach jahrelangem Nichtgebrauch einwandfrei funktionieren. Das erfordert höchste Zuverlässigkeit: eine hauseigene Schutzlackierung für Feuchträume und Außenbereiche, Dauertests zur frühzeitigen Erkennung von Produktfehlern, die unbedingt vermieden werden müssen, Verarbeitung nach IPC-Klasse 3 sowie vollständige Material- und Chargenrückverfolgbarkeit für ein lebensrettendes Produkt. Wir fertigen jede Notbeleuchtungsanlage nach diesem Standard, denn wenn sie im Ernstfall benötigt wird, muss sie funktionieren.

Notbeleuchtungs-Leiterplattenfunktionen im Überblick

Die Tabelle fasst zusammen, was wir zu Not- und Fluchtwegbeleuchtungsanlagen beitragen:

Die passende Konfiguration wird während der kostenlosen DFM-Überprüfung auf den Betriebsmodus, die Dauer und den Akku Ihrer Leuchte abgestimmt.

Warum nur eine Fabrik für das gesamte Notfallelektronik-Set?

Notbeleuchtung ist in dieser Kategorie das überzeugendste Beispiel für die Fertigung aus einer einzigen Quelle. Ladegerät, Batterieschutz, Umschaltschaltung, Treiber, Motor und Selbsttestlogik bilden eine Sicherheitskette, die an den Integrationslücken zwischen separat bezogenen Platinen versagt – genau jenen Lücken, die erst bei der Inbetriebnahme oder, im schlimmsten Fall, in einem echten Notfall sichtbar werden.

Highleap Electronics fertigt alle Platinen des Sets gemäß IPC-Klasse 3. Ladeprofile, Schutzschwellenwerte, Übertragungszeiten und Selbsttestroutinen sind so ausgelegt, dass sie mit demselben Akku und derselben Prüfvorrichtung funktionieren – und werden gemeinsam getestet. Senden Sie uns Ihre Prüfvorrichtungseinstellungen, die gewünschte Dauer und die Akkuspezifikationen für ein Angebot innerhalb von 24 Stunden.

So bestellen Sie – Dateien, Mindestbestellmenge & Lieferzeit

Die Bestellung von Not- und Fluchtwegbeleuchtungsanlagen bei Highleap Electronics beginnt mit der Angabe des Leuchtenmodus, der Nennbetriebsdauer und der Batteriespezifikation. Jedes Angebot beinhaltet eine kostenlose Prüfung der Fertigungsgerechtigkeit (DFM). Unsere Mindestbestellmenge beträgt eine einzelne Einheit ohne Prototypenzuschlag.

Welche Dateien sollen gesendet werden?

• Leiterplattenfertigung — Gerber RS-274X-Dateien (alle Kupfer-, Lötstopplack- und Siebdruckschichten), Excellon-Bohrdatei, Platinenumriss auf der mechanischen Schicht und Fertigungshinweise zu Substrat, Dielektrikum, Kupfergewicht, Oberflächenbeschaffenheit und Lötstopplackfarbe.
• Leiterplattenbestückung (PCBA) — zuzüglich der oben genannten Angaben eine Stückliste mit Herstellerteilenummern und Mengen sowie eine Pick-and-Place-Datei (Centroid) für die SMT-Komponenten.
• Komplette Elektronik — Zusätzlich zu den oben genannten Dateien benötigen wir mechanische Dateien (STEP/DXF) für den Kühlkörper bzw. das Gehäuse, Details zur Optik bzw. Linse, Spezifikationen für Treiber oder Steuerung, gegebenenfalls Firmware sowie jegliches Branding- oder Verpackungsdesign. Sollten Dateien fehlen, senden Sie uns bitte die vorhandenen. Unser Entwicklungsteam wird die fehlenden Dateien im Rahmen der DFM-Prüfung identifizieren.

Mindestbestellmenge und Preisgestaltung

• Mindestbestellmenge ist 1 Einheit sowohl für die Fertigung als auch für die Montage, ohne Strafgebühr für den Prototyp.
• Mengenrabatt bei 10, 50, 100, 500 und über 1,000 Einheiten.
• Wir speichern Ihre Dateien, sodass bei Folgeaufträgen die Entwicklungskosten nicht erneut berechnet werden müssen.

Vorlaufzeiten

• PCB-Herstellung — Standardmäßig 5 bis 7 Werktage; Express 24 bis 48 Stunden, vorbehaltlich der Verfügbarkeitsbestätigung.
• Leiterplattenbestückung (PCBA) — 7 bis 12 Werktage inklusive Komponentenbeschaffung; 5 Tage Expresslieferung bei vorrätiger Stückliste.
• Schlüsselfertige Module — typischerweise 12 bis 18 Werktage, abhängig von Untergrund, Schutzmaßnahmen und Volumen.
• Alle Lieferzeiten sind in Ihrem Angebot bestätigt und beginnen mit der Auftragsbestätigung und der Freigabe der Dateien.

Zertifizierungen und Standards: Qualitätsmanagement nach ISO 9001 , IPC-Klasse 2 und 3 , AOI- und Funktionstests jeder Platine, Röntgen-, ICT- und Burn-In-Tests sind verfügbar. Wir liefern in über 40 Länder mit Sendungsverfolgung und stellen auf Anfrage Konformitätsdokumente bereit. Für LED-Not- und Fluchtwegleuchten-Leiterplattenprojekte übermitteln Sie bitte die Gerber-Dateien, die Stückliste, die Anforderungen an die Notstromversorgung, die Selbsttestprotokolle und die Zielmengen über das Angebotsformular auf unserer Website, damit Highleap Electronics die Lichtquelle, das Ladegerät und das Treiberpaket gemeinsam prüfen kann.

Not- und Ausgangs-LED-Leiterplatte – Häufig gestellte Fragen

Bauen Sie die gesamte Elektronik für die Notbeleuchtung selbst oder nur eine einzelne Platine?

Das komplette Set. Eine Notleuchte ist eine mehrstufige Sicherheitskette – bestehend aus Ladegerät, Batteriemanagement- /Schutzplatine, Netz-Notstrom-Umschaltschaltung, Dual-Source -Treiber , Leuchtmittel und Selbsttestlogik. Alle Komponenten werden von uns im selben Werk gefertigt und montiert. Die gemeinsame Fertigung ist unerlässlich, da Ladeprofil, Schutzschwellen, Umschaltzeiten und Testroutine für dieselbe Batterie aufeinander abgestimmt sein müssen. Werden die Platinen separat beschafft, scheitern diese Produkte bei der Inbetriebnahme.

Können Sie Notfallvorrichtungen mit Selbsttest- und Selbstdiagnosefunktion entwickeln?

Ja. Wir fertigen die Logikplatinen für automatische Funktionstests (Überprüfung der planmäßigen Umschaltung und Lampenfunktion) und automatische Dauertests (Durchführung einer vollständigen Entladung über die Nennlaufzeit, um sicherzustellen, dass die Batterie den Normen entspricht). Diese verfügen über eine mehrfarbige Statusanzeige und, bei vernetzten Systemen, über eine adressierbare Meldung an eine zentrale Bedieneinheit. Der Selbsttest prüft den realen Lade-, Übertragungs- und Ansteuerprozess; daher entwickeln wir ihn gemeinsam mit den zu testenden Platinen.

Wie wird die Sicherheit von Lithiumbatterien in Notbeleuchtungen gewährleistet?

Für jeden Lithium-Akku (Li-Ion oder LiFePO4) fertigen wir eine spezielle Lithium-Schutzplatine als sicherheitskritische Komponente gemäß IPC-Klasse 3. Diese bietet Schutz vor Überladung, Tiefentladung, Überstrom und Überhitzung sowie ein auf die jeweilige Akkuchemie abgestimmtes und temperaturkompensiertes Ladeprofil. Die Schutzschwellenwerte sind mit dem Ladegerät und dem Selbsttestprogramm abgestimmt, um den Akku zu schützen und die Betriebsbereitschaft der Vorrichtung zu gewährleisten.

Nach welchem ​​Qualitätsstandard fertigen Sie Notbeleuchtungsverteiler?

IPC-Klasse 3, gefertigt in einer ISO 9001-zertifizierten Anlage mit vollständiger Rückverfolgbarkeit von Material, Charge und Bedienpersonal – geeignet für ein Produkt, das für die Sicherheit von Menschenleben sorgt. Jede Platine durchläuft den AOI-Test; zusätzlich führen wir einen Burn-In -Test durch, um frühzeitige Ausfälle zu erkennen, überprüfen die Kapazität des Batteriesystems und versehen die Platinen mit einer Schutzlackierung oder Vergussmasse für Feuchträume und Fluchtwege im Freien. Wenn die Leuchte einmal benötigt wird, muss sie funktionieren – und genau diesem Standard entsprechen unsere Produkte.

Stellen Sie sowohl gewartete als auch nicht gewartete Einrichtungsgegenstände und Notausgangsschilder her?

Ja. Wir fertigen Leuchten mit Dauerlicht (Notbeleuchtung aus, bis die Netzstromversorgung ausfällt), Leuchten mit Dauerlicht (Lampe leuchtet dauerhaft, Betrieb über Batterie), beleuchtete Notausgangsschilder (in der Regel mit Dauerlicht, mit effizienter Rand- oder Direktbeleuchtung) und Kombinationsgeräte, die ein Notausgangsschild und Notstrahler in einem Elektronikgerät vereinen. Die Steuerung, der Treiber und die Regelungstechnik werden entsprechend den Anforderungen Ihrer Vorschriften hinsichtlich Betriebsart, Leuchtdauer und Lichtstärke ausgelegt.