Cartes électroniques pour éclairage de secours et de sortie à LED : cartes avec batterie de secours, autotest et circuit de commande

L'éclairage de secours est un domaine où le produit est conçu pour les situations d'urgence absolue. En cas de coupure de courant (incendie, panne générale, etc.), les luminaires et panneaux de signalisation de secours doivent assurer l'éclairage des issues de secours et la signalisation pendant une durée réglementaire (généralement de 90 minutes à trois heures), sur batterie uniquement. Cette fonction de sécurité vitale est soumise à des normes strictes et relève fondamentalement de l'électronique : charger la batterie, la surveiller, basculer instantanément sur celle-ci en cas de coupure de courant et garantir le bon fonctionnement de l'ensemble du système.

Highleap Electronics est une usine de fabrication de cartes nues et d'assemblage clé en main offrant une gamme complète de services . L'électronique multicarte intégrée aux luminaires de secours et de sortie de secours correspond exactement au type d'application mixte alimentation et contrôle pour lequel nos lignes de production sont conçues. Nous ne sommes pas une marque de luminaires ; nous fabriquons chaque carte nécessaire et les assemblons dans un boîtier testé. Ce guide explique l'architecture électronique des systèmes de secours et la procédure de commande. Pour plus d'informations, consultez notre page dédiée aux solutions de circuits imprimés pour l'éclairage .

Pourquoi l'éclairage de secours est un problème d'électronique de sécurité des personnes

L'éclairage ordinaire fonctionne sans danger en cas de panne : si une ampoule grille, on la remplace. L'éclairage de secours, en revanche, présente un danger : la défaillance ne se manifeste qu'au moment de l'urgence, lorsqu'il est trop tard. C'est pourquoi les luminaires de secours et d'évacuation sont soumis à des normes et réglementations internationales : la norme NFPA 101 et le Code national de l'électricité aux États-Unis, la norme UL 924 pour les équipements et la norme EN 1838/IEC 60598-2-22 à l'international. Ces normes imposent une durée minimale (généralement 90 minutes), des niveaux d'éclairage minimaux et, de plus en plus souvent, des tests automatiques. Le respect de ces exigences repose presque entièrement sur l'électronique interne du luminaire.

Le dispositif doit remplir plusieurs fonctions à la perfection : maintenir la charge de la batterie pendant des années sans la surcharger, basculer sur l’alimentation par batterie suffisamment rapidement pour que la luminosité ne baisse jamais de façon perceptible (des normes comme la NFPA 101 exigent un rétablissement de l’éclairage en moins de 10 secondes ; les unités autonomes effectuent généralement cette transition en quelques millisecondes), alimenter les LED au niveau adéquat pendant toute la durée nominale et prouver régulièrement son bon fonctionnement. Chacune de ces fonctions est assurée par une carte électronique, et ces cartes doivent fonctionner comme un système coordonné. C’est pourquoi l’éclairage de secours est l’exemple le plus probant de la fabrication de l’ensemble des composants électroniques par un seul fabricant.

Le tableau est placé à l'intérieur d'un luminaire de secours

Un luminaire de secours est le produit d'éclairage courant le plus complexe, et chaque circuit correspond à une discipline différente. Comprendre cet ensemble permet de comprendre pourquoi la coordination est si importante dans ce cas :

• carte de chargeur de batterie — maintient la batterie de secours chargée et en bon état sans la surcharger, grâce à un profil de charge adapté à sa chimie. Souvent conçu avec notre Conversion DC-DC compétence.
• carte de gestion/protection de la batterie — surveille la tension, le courant et la température et protège les cellules ; pour les batteries au lithium, il s’agit d’un panneau de protection de batterie qui est en soi un élément essentiel à la sécurité.
• Circuit de transfert CA vers circuit de secours — détecte la coupure de courant et bascule l'éclairage sur l'alimentation par batterie dans la fraction de seconde requise, puis revient à l'alimentation principale lorsque le courant est rétabli.
• Pilote à courant constant - une driver qui alimente les LED sur secteur en fonctionnement normal et sur batterie en mode d'urgence, souvent à un niveau réduit pour prolonger la durée.
• Moteur léger - une noyau métallique ou une carte FR-4 portant les LED qui assurent l'éclairage de la voie d'évacuation ou du panneau de sortie.
• Carte logique d'autotest/de contrôle — effectue les tests périodiques, pilote l'indicateur d'état et (dans les systèmes adressables) fait rapport à un panneau central.

L'intérêt de concevoir l'ensemble de ces éléments réside dans la formation d'une chaîne de sécurité unique, dont l'efficacité dépend de la coordination de ses maillons. Le profil du chargeur doit correspondre à celui de la batterie protégée par la carte de protection ; la commutation du circuit de transfert doit être suffisamment rapide pour que le circuit de commande maintienne le voyant allumé sans interruption visible ; la logique d'autotest doit reproduire le cycle réel de charge, de transfert et de commande, et non une simulation. Lorsqu'un seul fabricant conçoit et teste l'ensemble dans le cadre d'une solution clé en main , cette coordination est intégrée dès la conception. En revanche, lorsque les cartes proviennent de différents fournisseurs, les lacunes d'intégration sont précisément ce qui entraîne l'échec d'un dispositif de sécurité lors de sa mise en service, voire pire, une défaillance silencieuse sur le terrain.

cartes de charge et de gestion de la batterie

Le système de batterie est essentiel à un luminaire de secours, car la batterie est à la fois l'élément qui assure son fonctionnement et celui qui risque le plus d'en limiter la durée de vie. La conception optimale des systèmes électroniques de charge et de gestion est ce qui distingue un luminaire fonctionnant encore cinq ans après un autre qui tombe en panne discrètement après deux ans.

Charge effectuée correctement. Une batterie de secours reste chargée en permanence pendant des années ; le circuit de charge doit donc la maintenir pleine sans la dégrader. Cela implique un profil de charge adapté à sa chimie :

• Profils compatibles en chimie — Les batteries NiMH, NiCd, LiFePO4 et Li-ion nécessitent chacune une approche de charge différente ; un profil incorrect entraîne soit une sous-charge (durée d'urgence courte), soit une surcharge (détérioration prématurée de la batterie).
• Charges d'entretien et de maintenance — en conservant une charge complète sans surchauffe des cellules, même après des années de connexion continue.
• Charge compensée en température — en tenant compte de la température ambiante, car le comportement de la charge et les limites de sécurité varient avec la chaleur.

Gestion et protection. La surveillance de la batterie constitue une fonction de sécurité à part entière, notamment pour les batteries au lithium :

• Surveillance de la tension et du courant — détecter une batterie faible ou défaillante avant qu'elle ne puisse plus fournir la durée nominale ; c'est essentiel gestion de la batterie .
• Protection contre les surcharges, les décharges excessives et les surintensités — en maintenant les cellules dans leur plage de fonctionnement sûre.
• Protection de la température — l’arrêt de la charge ou de la décharge en cas de surchauffe de la batterie, un point crucial pour la sécurité des batteries au lithium.
• Tests de capacité — la routine d'autotest vérifie périodiquement que la batterie dispose toujours d'une charge suffisante pour toute la durée nominale, et non pas seulement qu'elle a une certaine charge.

Il s'agit d'électronique véritablement critique pour la sécurité : une batterie de secours au lithium dotée d'une carte de protection mal conçue présente un risque d'incendie, et un dispositif d'éclairage de secours dont la batterie a silencieusement perdu de sa capacité constitue une infraction au code du bâtiment susceptible d'être découverte lors d'une inspection – ou en cas d'urgence. Nous concevons le chargeur et la carte de protection pour qu'ils soient compatibles avec la batterie spécifiée et coordonnés avec la logique d'autotest, garantissant ainsi la sécurité du dispositif et attestant de son bon fonctionnement. Leur intégration avec le reste de l'électronique est le seul moyen de garantir la cohérence du profil de charge, des seuils de protection et de la procédure de test pour une même batterie.

Logique d'autotest et d'autodiagnostic

Les tests manuels d'éclairage de secours — une personne parcourant le bâtiment et appuyant sur les boutons de test chaque mois, puis effectuant un test complet chaque année — sont fastidieux et faciles à négliger. C'est pourquoi les normes exigent de plus en plus d'autotests automatiques. Nous fabriquons les cartes logiques qui les prennent en charge.

• Test de fonctionnement automatique — vérifie périodiquement que le luminaire passe sur batterie et que les LED s'allument — le contrôle fonctionnel mensuel de 30 secondes exigé par la norme NFPA 101.
• Test de durée automatique — effectue périodiquement une décharge complète de durée nominale (le test de capacité annuel de 90 minutes) pour confirmer que la batterie répond toujours aux exigences.
• Indication d'état — un indicateur multicolore permettant de visualiser en un coup d'œil l'état de fonctionnement, le défaut de batterie ou le défaut de lampe.
• Rapports adressables — dans les systèmes en réseau, chaque appareil transmet ses résultats de test à un panneau central, une caractéristique qui partage un ADN de conception commun avec notre gestion intelligente de l'alimentation planches.

Pour être pertinente, la logique d'autotest doit exercer le véritable chemin de charge, de transfert et de pilotage ; c'est pourquoi nous la concevons en même temps que les cartes qu'elle teste, et non comme un module complémentaire.

Luminaires entretenus et non entretenus, et panneaux de sortie

Les dispositifs de secours fonctionnent selon différents modes, et la conception du tableau électrique s'adapte au mode :

• Non entretenu — La lampe de secours est éteinte en fonctionnement normal et ne s'allume qu'en cas de coupure de courant. La logique de transfert et de commande est conçue pour ce comportement de veille puis d'activation.
• facile La lampe reste allumée en permanence (comme un éclairage normal) et continue de fonctionner sur batterie en cas de coupure de courant. Le circuit de commande fonctionne sur les deux sources d'alimentation et la commutation est imperceptible.
• Panneaux de sortie — panneaux lumineux à bonhomme qui court ou à texte, généralement entretenus, avec un moteur d'éclairage efficace à éclairage latéral ou direct dimensionné pour le panneau et une batterie pour la durée requise.
• Unités combinées — panneau de sortie et projecteurs de secours dans un seul luminaire, combinant les deux systèmes d'éclairage sur un seul ensemble électronique.

Nous concevons le moteur, le pilote et le système de contrôle en fonction du mode utilisé par le luminaire, en adéquation avec la durée et le niveau d'éclairage requis par le code.

Moteur léger et conducteur pour le mode d'urgence

La partie éclairage d'un luminaire de secours présente une particularité : elle doit fonctionner efficacement sur batterie pendant toute sa durée d'utilisation. L'efficacité et le système de commande à double source sont donc plus importants que la puissance brute. Nous concevons le module d'éclairage et le système de commande en conséquence.

• moteurs légers efficaces — dimensionnées pour fournir l'éclairage requis pour les voies d'évacuation ou la signalisation à faible consommation, afin que la batterie dure la durée nominale.
• Pilotes à double source — fonctionnant normalement sur secteur et sur batterie en cas d'urgence, souvent à puissance réduite pour prolonger l'autonomie.
• Transition sans interruption — le conducteur maintient le phare allumé pendant toute la durée du transfert, sans interruption visible.
• Alimentation continue sur batterie — en maintenant le niveau d'éclairage stable pendant que la tension de la batterie diminue lors de la décharge.

La conception du moteur et du circuit d'alimentation pour une efficacité optimale de la batterie fait toute la différence entre un luminaire qui atteint sa durée nominale et un autre qui s'éteint prématurément.

Chimie, protection et sécurité des batteries

Le choix de la batterie détermine l'ensemble du système électronique, et nous concevons des produits adaptés à chaque chimie en toute sécurité :

• NiMH et NiCd — des systèmes chimiques d'urgence éprouvés, à charge simple et robuste ; encore courants dans de nombreux appareils.
• LiFePO4 — de plus en plus prisée pour sa sécurité et sa durée de vie, avec un système de charge et de protection adapté à ses caractéristiques.
• Li-ion — haute densité énergétique là où la taille compte, toujours associée à un système approprié carte de protection au lithium car la marge de sécurité n'est pas négociable.
• Sécurité au niveau du pack — seuils de protection, limites de température et gestion des défauts adaptés aux cellules et vérifiés lors des tests.

Pour chaque pack lithium, la carte de protection est considérée comme un assemblage critique pour la sécurité, construite selon la norme IPC classe 3 et entièrement testée.

exigences environnementales et de fiabilité

Les dispositifs d'éclairage de secours sont installés dans les cages d'escalier, les parkings, les couloirs et les issues de secours extérieures, et ils doivent être opérationnels même après des années d'inactivité. Cela exige une ingénierie de fiabilité rigoureuse : un revêtement de protection interne pour les environnements humides et extérieurs, des tests de rodage pour détecter les défaillances précoces d'un produit dont la fiabilité est cruciale, une fabrication conforme à la norme IPC Classe 3 et une traçabilité complète des matériaux et des lots pour un produit de sécurité vitale. Nous fabriquons chaque tableau électrique de secours selon ces exigences, car le jour où il sera nécessaire, il devra être opérationnel.

Aperçu des capacités des cartes de circuits imprimés pour l'éclairage de secours

Le tableau récapitule notre contribution aux tableaux d'éclairage de secours et de sortie :

La configuration optimale est adaptée au mode, à la durée et à la batterie de votre appareil photo lors de l'analyse DFM gratuite.

Pourquoi une seule usine pour l'ensemble des équipements électroniques de secours ?

L'éclairage de secours est l'exemple le plus probant, dans cette catégorie, d'une fabrication à partir d'un seul fournisseur. Le chargeur, la protection de la batterie, le circuit de transfert, le pilote, le moteur et la logique d'autotest forment une chaîne de sécurité unique, et cette chaîne présente des failles au niveau de l'intégration des cartes provenant de fournisseurs distincts – des failles qui ne se révèlent qu'à la mise en service ou, de façon catastrophique, lors d'une véritable situation d'urgence.

Highleap Electronics conçoit chaque carte du kit selon la norme IPC Classe 3, avec des profils de charge, des seuils de protection, des temps de transfert et des routines d'autotest adaptés à une même batterie et un même dispositif de test – et testés ensemble. Communiquez le mode de votre dispositif, sa durée et les spécifications de votre batterie à notre équipe d'assemblage de circuits imprimés pour obtenir un devis sous 24 heures.

Comment commander — Fichiers, quantité minimale de commande et délai de livraison

Pour commander des tableaux d'éclairage de secours et d'évacuation auprès de Highleap Electronics, il vous suffit de préciser le mode d'éclairage, la durée nominale et les caractéristiques de la batterie. Chaque devis inclut une étude de faisabilité (DFM) gratuite, et notre commande minimale est d'une seule unité, sans supplément pour les prototypes.

Quels fichiers envoyer

• Fabrication de circuits imprimés uniquement — Fichiers Gerber RS-274X (toutes les couches de cuivre, de masque de soudure et de sérigraphie), fichier de perçage Excellon, contour de la carte sur la couche mécanique et notes de fabrication couvrant le substrat, le diélectrique, le poids du cuivre, la finition de surface et la couleur du masque de soudure.
• Assemblage PCB (PCBA) — ce qui précède, plus une nomenclature avec les références et les quantités des pièces du fabricant, et un fichier Pick-and-Place (Centroid) pour les composants CMS.
• Électronique clé en main — Les éléments ci-dessus, ainsi que les fichiers mécaniques (STEP/DXF) relatifs au dissipateur thermique ou au boîtier, aux détails optiques ou aux lentilles, aux spécifications du pilote ou des commandes, au firmware le cas échéant, et à tout élément graphique (marque ou emballage). Si des fichiers sont manquants, veuillez nous envoyer ceux dont vous disposez ; notre équipe d’ingénieurs identifiera les éléments manquants lors de l’analyse de fabricabilité (DFM).

Quantité minimale de commande et prix

• La quantité minimum de commande est unité 1 pour la fabrication et l'assemblage, sans frais de pénalité pour le prototype.
• Des remises sur volume s'appliquent à partir de 10, 50, 100, 500 et 1 000 unités et plus.
• Nous conservons vos dossiers afin que les commandes répétées n'aient pas à demander un nouveau devis pour les coûts d'ingénierie.

Les délais

• Fabrication de PCB — 5 à 7 jours ouvrables en standard ; 24 à 48 heures en express, sous réserve de confirmation de capacité.
• Assemblage PCB (PCBA) — 7 à 12 jours ouvrables, approvisionnement des composants inclus ; 5 jours en express pour une nomenclature en stock.
• modules clés en main — généralement de 12 à 18 jours ouvrables en fonction du support, de la protection et du volume.
• Tous les délais de livraison sont confirmés dans votre devis et commencent à partir de la confirmation de la commande et de l'approbation du fichier.

Certifications et normes : Gestion de la qualité ISO 9001 , fabrication conforme aux normes IPC Classe 2 et Classe 3 , contrôle AOI et tests fonctionnels sur chaque carte, avec tests aux rayons X, ICT et de rodage disponibles. Nous expédions dans plus de 40 pays avec suivi complet et fournissons la documentation de conformité sur demande. Pour les projets de circuits imprimés d'éclairage de secours et de sortie de secours à LED, veuillez soumettre les fichiers Gerber, la nomenclature, les exigences relatives à l'alimentation de secours par batterie, les notes d'autotest et les quantités cibles via le formulaire de devis du site web afin que Highleap Electronics puisse examiner le module d'éclairage, le chargeur et le circuit de commande.

Circuit imprimé LED d'urgence et de sortie — Foire aux questions

Construisez-vous l'ensemble du système électronique d'éclairage de secours ou seulement une carte ?

L'ensemble complet. Un luminaire de secours est une chaîne de sécurité multicartes : chargeur de batterie, carte de gestion /protection de la batterie, circuit de conversion CA/secours, pilote double source , module d'éclairage et circuit d'autotest. Nous fabriquons et assemblons chacun de ces composants dans la même usine. Leur fabrication conjointe est essentielle car le profil de charge, les seuils de protection, le temps de transfert et la procédure de test doivent tous être compatibles avec la même batterie ; l'approvisionnement séparé en cartes est la principale cause des problèmes de mise en service de ces produits.

Est-il possible de concevoir des dispositifs d'urgence à autotest et à autodiagnostic ?

Oui. Nous fabriquons les cartes logiques pour les tests de fonctionnement automatiques (vérification de la commutation et du fonctionnement des lampes selon le calendrier prévu) et les tests d'autonomie automatiques (exécution d'une décharge complète de la durée nominale pour confirmer que la batterie est toujours conforme aux spécifications), avec indication d'état multicolore et, pour les systèmes en réseau, transmission des données à un panneau central. L'autotest sollicite le circuit réel de charge, de transfert et de commande ; nous le concevons donc conjointement avec les cartes qu'il teste.

Comment gérez-vous la sécurité des batteries au lithium dans les luminaires de secours ?

Pour chaque batterie lithium (Li-ion ou LiFePO4), nous intégrons une carte de protection dédiée, conforme à la norme IPC classe 3, constituant un élément critique pour la sécurité. Cette carte assure une protection contre la surcharge, la décharge excessive, la surintensité et la surchauffe, et propose un profil de charge adapté à la chimie de la batterie et compensé en température. Les seuils de protection sont coordonnés avec le chargeur et la procédure d'autotest afin de garantir la sécurité de la batterie et le bon fonctionnement du système.

À quelle norme de qualité répondez-vous pour la fabrication des tableaux électriques d'éclairage de secours ?

Fabriqué dans une usine certifiée ISO 9001, conforme à la classe IPC 3 et garantissant une traçabilité complète des matériaux, des lots et des opérateurs, ce qui est indispensable pour un dispositif de sécurité vitale. Chaque carte est soumise à un contrôle AOI ; nous effectuons un rodage pour détecter les défaillances précoces, une vérification de la capacité du sous-système de batterie et appliquons un revêtement de protection ou un enrobage pour les voies d'évacuation en milieu humide et extérieur. Le dispositif doit être opérationnel dès sa première utilisation, et nous garantissons son bon fonctionnement.

Fabriquez-vous à la fois des installations entretenues et non entretenues, ainsi que des panneaux de sortie ?

Oui. Nous fabriquons des luminaires non permanents (lampe de secours éteinte jusqu'à coupure de courant), des luminaires permanents (lampe toujours allumée, alimentation par batterie), des panneaux de sortie lumineux (généralement permanents, avec un moteur à éclairage périphérique ou direct performant) et des unités combinées intégrant un panneau de sortie et des projecteurs de secours sur un seul système électronique. Le moteur, le contrôleur et la commande sont conçus pour répondre aux exigences de votre réglementation en matière de mode, de durée et d'intensité lumineuse.