LED非常灯・避難誘導灯用プリント基板：バッテリーバックアップ付き基板、自己診断機能、ドライバ回路

非常用照明は、他のあらゆるものが機能しなくなった瞬間にこそ真価を発揮する製品です。火災や停電で主電源が途絶えた場合、非常用照明器具や非常口標識は、バッテリー電源のみで、規定された時間（通常90分から3時間）にわたり、避難経路や標識を照らし続けなければなりません。これは厳格な基準によって定められた人命安全に関わる機能であり、バッテリーの充電、監視、停電時の即時切り替え、そしてシステム全体の動作確認といった、まさに電子機器の問題なのです。

Highleap Electronicsは、フル機能の 素地加工 and ターンキーグレードの組立 工場で製造された当社の製品は、非常用照明器具や避難誘導灯に内蔵されたマルチボード電子機器を、まさに電力と制御が混在する用途向けに設計されています。当社は照明器具のブランドではなく、照明器具に必要なすべてのボードを製造し、テスト済みのパッケージに組み立てています。このガイドでは、非常用電子機器のアーキテクチャと注文方法について説明します。より広いカテゴリについては、当社のウェブサイトをご覧ください。 照明用PCBの機能 ページで見やすくするために変数を解析したりすることができます。

非常用照明が生命安全に関わる電子機器の問題である理由

通常の照明は、電球が切れたら交換すれば済むため、安全に故障します。しかし、非常用照明は、故障が実際に緊急事態が発生した瞬間にしか明らかにならないため、危険な故障となります。そのため、非常用照明器具や避難誘導灯は、世界中で規格や基準によって規制されています。米国ではNFPA 101や米国電気工事規程（NEC）、機器についてはUL 924認証、国際的にはEN 1838/IEC 60598-2-22などがその例です。これらの規格や基準では、最低点灯時間（一般的に90分）、最低照度、そして近年では自動テストが義務付けられています。これらの要件を満たすかどうかは、ほぼすべて照明器具内部の電子回路にかかっています。

照明器具には、いくつかの重要な機能が完璧に備わっている必要があります。例えば、バッテリーを過充電することなく何年も充電状態を維持すること、光量が目に見えて低下しないほど迅速にバッテリー電源に切り替わること（NFPA 101などの規格では10秒以内に照明を復旧することが求められており、一体型ユニット機器は通常ミリ秒単位で切り替わります）、定格時間全体にわたって適切なレベルでLEDを駆動すること、そしてこれらの機能をすべて継続的に実行できることを定期的に証明することなどです。これらの機能はそれぞれ基板で実現されており、基板は連携したシステムとして動作する必要があります。そのため、非常用照明は、電子機器一式を一社で製造するのに最適な分野と言えるのです。

非常用照明器具の中に設置されたボード

非常用照明器具は、一般的な照明製品の中で最も多くの基板で構成されており、各基板はそれぞれ異なる分野に対応しています。この構成を理解することで、なぜここで調整が非常に重要なのかが分かります。

• バッテリー充電ボード — バッテリーの化学組成に合わせた充電プロファイルを使用して、過充電することなくバックアップバッテリーを常に満充電状態に保ちます。多くの場合、当社の製品で構築されています。 DC-DC変換 専門知識
• バッテリー管理／保護基板 — 電圧、電流、温度を監視し、セルを保護します。リチウムパックの場合、これは バッテリー保護ボード それ自体が安全上極めて重要な問題である。
• AC電源から非常用電源への切替回路 主電源の喪失を検知すると、規定の数分の1秒以内にライトをバッテリー電源に切り替え、電源が復旧すると再び主電源に戻す。
• 定電流ドライバ - ドライバー 通常動作時は主電源からLEDを点灯させ、緊急モードではバッテリーから点灯させる。緊急モードでは、点灯時間を延ばすために、多くの場合、点灯レベルを下げて点灯させる。
• ライトエンジン - メタルコア または、避難経路や非常口標識を照らすLEDを搭載したFR-4基板。
• 自己診断／制御ロジックボード 定期テストを実行し、ステータスインジケータを駆動し、（アドレス指定可能なシステムでは）中央パネルに報告します。

これらすべてを一緒に構築する理由は、それらが単一の安全チェーンを形成し、チェーンの有効性はリンク間の連携によって決まるからです。充電器のプロファイルは、保護基板が保護するバッテリーに適合している必要があります。転送回路の切り替えは、ドライバーが目に見えるギャップなくライトを点灯させ続けるのに十分な速さでなければなりません。自己テストロジックは、実際の充電、転送、および駆動経路をシミュレーションではなく実行する必要があります。1つのメーカーがセット全体を構築してテストすると、 ターンキー その調整は、設計段階から組み込まれたプログラムにこそある。基板が異なるサプライヤーから供給される場合、統合のギャップこそが、生命安全製品が試運転テストに合格できない、あるいはさらに悪いことに、現場で静かに故障してしまう原因となる。

バッテリー充電および管理ボード

非常用照明器具において、バッテリーサブシステムはまさに心臓部と言える。なぜなら、バッテリーは製品を動作させる上で不可欠な要素であると同時に、その寿命を最も左右する要素でもあるからだ。充電および管理用電子機器を適切に設計することが、5年後も正常に動作する照明器具と、2年後にひっそりと故障してしまう照明器具を分ける決定的な要素となる。

充電は正常に完了しました。 非常用バッテリーは何年も充電された状態が続くため、充電基板はバッテリーを劣化させることなく満充電状態を維持する必要があります。つまり、バッテリーの化学組成に合わせた充電プロファイルが必要となります。

• 化学組成が一致するプロファイル ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リン酸鉄リチウム電池、リチウムイオン電池はそれぞれ異なる充電方法を必要とします。充電プロファイルが間違っていると、充電不足（緊急時の使用可能時間が短い）または過充電（電池の早期劣化）につながります。
• トリクル充電とメンテナンス充電 ―長年にわたる連続接続においても、電池を過熱させることなくフル充電状態を維持する。
• 温度補償充電 ―周囲温度に合わせて調整する。充電挙動と安全限界は温度によって変化するためである。

管理と保護。 バッテリーを監視することは、それ自体が安全機能であり、特にリチウム系バッテリーの場合はなおさらである。

• 電圧と電流の監視 ―定格駆動時間を提供できなくなる前に、バッテリーの弱体化や故障を検出する。これはコア機能である。 バッテリー管理 作業。
• 過充電、過放電、過電流保護機能 ―細胞を安全な動作範囲内に維持する。
• 温度保護 ・バッテリーパックが過熱した場合に充電または放電を停止する。これはリチウム電池の安全性にとって非常に重要である。
• 能力テスト 自己診断ルーチンは、バッテリーが定格駆動時間全体にわたって十分な充電量を保持していることを確認するために、定期的にバッテリーを作動させます。単に多少の充電量があるかどうかだけでなく、その状態を確認するのです。

これはまさに安全性が極めて重要な電子機器です。保護基板の設計が不十分なリチウム系非常用バッテリーパックは火災の危険性があり、バッテリー容量が静かに低下した非常用照明器具は、点検時、あるいは緊急事態発生時に発覚する可能性のある規格違反となります。当社では、指定されたバッテリーに適合し、自己診断ロジックと連携するように充電器と保護基板を設計・製造することで、照明器具の安全性を確保するとともに、その動作状態を証明します。これらの部品を他の電子機器と一体化して製造することで、充電プロファイル、保護閾値、およびテスト手順がすべて同じバッテリー上で一致することを保証できるのです。

自己テストおよび自己診断ロジック

非常照明の手動テスト（毎月担当者が建物内を巡回し、テストボタンを押し、年に一度フル点灯テストを実施する）は手間がかかり、省略されやすいため、自動セルフテストが求められるケースが増えています。当社は、それを実現するロジックボードを製造しています。

• 自動機能テスト — 定期的に照明器具がバッテリーに切り替わり、LEDが点灯することを確認します。これは、NFPA 101で規定されている月1回の30秒間の機能チェックです。
• 自動持続時間テスト 定期的に定格放電時間（年1回の90分間の容量テスト）を実行し、バッテリーが引き続き規定を満たしていることを確認します。
• ステータス表示 — 正常、バッテリー異常、ランプ異常の状態を一目で確認できるマルチカラーインジケーター。
• 対象を絞ったレポート ネットワークシステムでは、各器具が中央パネルにテスト結果を報告します。この機能は、当社の製品と設計上の共通点を持っています。 スマートな電源管理 ボード。

自己テストロジックが意味を持つためには、実際の充電、転送、および駆動経路を検証する必要があります。そのため、アドオンとしてではなく、テスト対象の基板と一体的に設計しています。

常時点灯式照明器具と非常点灯式照明器具、および非常口標識

非常用照明器具にはそれぞれ異なる動作モードがあり、基板の設計はそのモードに合わせて行われます。

• 維持されていない 非常灯は通常動作時は消灯しており、主電源が遮断された時のみ点灯します。転送およびドライバのロジックは、この待機状態から起動状態への移行動作に対応するように設計されています。
• 維持 ランプは常時点灯（通常の照明と同様）し、主電源が遮断された場合でもバッテリー駆動で点灯し続けます。ドライバーは両方の電源に対応し、シームレスに切り替わります。
• 出口標識 ―通常はメンテナンスされ、標識のサイズに合わせた効率的なエッジライト式または直接照明式の光源と、規定の点灯時間に対応するバッテリーを備えた、照明付きのランニングマンまたは文字看板。
• コンボユニット ―非常口標識と非常用投光器を1つの器具に統合し、両方の照明エンジンを1つの電子機器セットにまとめた。

当社では、照明器具が使用するモードに合わせて、エンジン、ドライバー、および制御装置を設計・製造し、規定で求められる点灯時間と照度レベルに適合させます。

緊急モード用の軽量エンジンとドライバー

非常用照明器具の発光側には独自の工夫があります。全期間にわたってバッテリーから効率的に動作する必要があるため、出力よりも効率とデュアルソースドライバーが重要になります。 軽エンジン ドライバー そのため：

• 効率的な軽エンジン ―必要な避難経路や標識の照明を低電力で提供できるように設計されているため、バッテリーは定格駆動時間まで持続します。
• デュアルソースドライバー 通常は主電源から給電され、緊急時にはバッテリーから給電される。多くの場合、稼働時間を延ばすために出力は下げられる。
• シームレスな切り替え ―運転手は、乗り換え中、目に見える隙間なくライトを点灯し続けます。
• バッテリーの定常出力 バッテリー電圧が放電によって低下する間、光量を一定に保つ。

バッテリー効率を考慮してエンジンとドライバーを設計することが、定格寿命を全うできる照明器具と、早期に性能が低下する照明器具との違いを生む。

バッテリーの化学組成、保護、および安全性

バッテリーの選択は電子機器全体の構成を左右するため、当社ではそれぞれの化学組成に安全に対応できるよう設計しています。

• NiMHとNiCd ― シンプルで堅牢な充電方式を備えた、長年にわたり使用されている非常用消火剤。現在でも多くの照明器具で一般的に使用されている。
• LiFePO4 ―安全性とサイクル寿命の点でますます好まれており、その特性に適した充電および保護システムを備えている。
• リチウムイオン（Li-ion） — サイズが重要な場合、高いエネルギー密度が常に適切な リチウム保護基板 なぜなら、安全マージンは譲れないものだからだ。
• パックレベルの安全性 ―保護しきい値、温度制限、および故障処理は、セルに合わせて調整され、テストで検証済みです。

リチウム電池パックの場合、保護基板は安全上重要な部品として扱われ、IPCクラス3に準拠して製造され、徹底的な試験が行われています。

環境および信頼性に関する要件

非常用照明器具は、階段、駐車場、廊下、屋外避難経路などに設置されており、長年使用されなかった後でも確実に作動しなければなりません。そのためには、真の信頼性エンジニアリングが求められます。 社内製コンフォーマルコーティング 湿気の多い場所や屋外の場所向け バーンイン信頼性試験 生命安全に関わる製品において、絶対に故障させてはならない初期不良を排除するため、IPCクラス3の厳格な製造基準を満たし、材料とロットの完全なトレーサビリティを確保しています。当社はすべての非常用電源盤をこの基準に基づいて製造しています。なぜなら、必要な時に確実に機能しなければならないからです。

非常用照明用PCBの機能概要

下記の表は、当社が非常用照明および避難誘導灯に関して提供する内容をまとめたものです。

無料のDFMレビューでは、照明器具のモード、点灯時間、バッテリーに合わせて最適な構成を選定します。

緊急用電子機器一式を一つの工場で製造する理由

非常用照明は、この分野全体の中で、単一供給元による製造が最も効果的に機能する事例と言えるでしょう。充電器、バッテリー保護回路、転送回路、ドライバー、モーター、自己診断ロジックは、一つの安全チェーンを形成しており、このチェーンは、別々に調達された基板間の統合ギャップによって機能不全に陥ります。そして、まさにこのギャップは、試運転時、あるいは最悪の場合、実際の緊急事態発生時にのみ顕在化するのです。

Highleap Electronicsは、セット内のすべてのボードをIPCクラス3に準拠して製造しており、充電プロファイル、保護しきい値、転送タイミング、自己テストルーチンはすべて、同じバッテリーと治具で一致するように設計され、一緒にテストされています。治具モード、期間、バッテリー仕様を当社までお送りください。 PCBアセンブリ 24時間以内にお見積もりいたします。

注文方法 - ファイル、最小注文数量、納期

Highleap Electronicsで非常用照明および避難誘導灯基板をご注文いただくには、まず照明器具のモード、定格点灯時間、バッテリー仕様をお知らせください。すべてのお見積もりには、製造性設計（DFM）レビューが無料で含まれており、最小注文数量は1台からで、試作品製作費はかかりません。

送信するファイル

• プリント基板製造のみ — ガーバーRS-274Xファイル（すべての銅層、ソルダーマスク層、シルクスクリーン層）、エクセロンドリルファイル、メカニカル層の基板外形図、および基板、誘電体、銅箔厚、表面仕上げ、ソルダーマスクの色に関する製造メモ。
• PCBアセンブリ（PCBA） 上記に加えて、メーカーの部品番号と数量が記載された部品表、およびSMT部品のピックアンドプレース（重心）ファイルが必要です。
• ターンキーエレクトロニクス 上記に加え、ヒートシンクまたはハウジングの機械設計ファイル（STEP/DXF形式）、光学系またはレンズの詳細、ドライバまたは制御仕様、該当する場合はファームウェア、およびブランドまたはパッケージのアートワークが必要です。ファイルが不足している場合は、お手持ちのファイルをお送りください。弊社のエンジニアリングチームがDFMレビュー中に不足しているファイルを特定します。

最小注文数量と価格

• 最小注文数量は 1ユニット 製造と組み立ての両方において、試作品に対する違約金は発生しません。
• 数量割引は、10個、50個、100個、500個、1,000個以上の数量で適用されます。
• お客様のファイルは保管いたしますので、リピート注文の場合は設計費用の再見積もりは不要です。

納期

• PCB製造 ― 標準配送：5～7営業日、速達：24～48時間（配送可能状況によります）。
• PCBアセンブリ（PCBA） 部品調達を含めて7～12営業日。在庫のある部品表の場合は速達で5日。
• ターンキーモジュール ―通常、基材、保護方法、および量によって異なりますが、12～18営業日かかります。
• 納期はすべて見積書に記載されており、注文確認と書類承認から起算されます。

認証および規格: ISO 9001 品質管理、 IPCクラス2およびクラス3 すべての基板について、製造品質、AOI、機能テストを実施しており、X線、ICT、バーンインスクリーニングも可能です。40か国以上への発送に対応しており、追跡サービスも完備。ご要望に応じて適合性に関する文書も提供いたします。LED非常灯および出口灯のPCBプロジェクトについては、ウェブサイトの見積もりフォームからガーバーファイル、BOM、バッテリーバックアップ要件、自己テストに関する注記、目標数量をご提出ください。Highleap Electronicsがライトエンジン、充電器、ドライバパッケージをまとめて確認いたします。

非常口・出口用LED基板 — よくある質問

非常用照明の電子回路一式を組み立てるのですか、それとも基板一枚だけですか？

セット全体。非常用照明器具は、バッテリー充電器、 バッテリー管理保護基板、AC-非常用切替回路、デュアル電源 ドライバーライトエンジンや自己診断ロジックなど、これらすべてを同じ施設で製造・組み立てています。充電プロファイル、保護しきい値、転送タイミング、テストルーチンはすべて同じバッテリー上で一致する必要があるため、これらを一緒に製造することが不可欠です。基板を別々に調達すると、これらの製品の試運転が失敗に終わる可能性があります。

自己テスト機能と自己診断機能を備えた非常用照明器具を製作できますか？

はい。当社では、自動機能テスト（スケジュール通りの切り替えとランプ動作の確認）および自動持続時間テスト（定格時間まで放電してバッテリーが規格を満たしていることを確認する）用のロジックボードを製造しています。これらのボードには、マルチカラーのステータス表示機能と、ネットワークシステムの場合は中央パネルへのアドレス指定可能なレポート機能が備わっています。自己診断テストでは、実際の充電、転送、および駆動経路が検証されるため、テスト対象のボードと一体的に設計しています。

非常用照明器具におけるリチウム電池の安全性はどのように確保していますか？

リチウムパック（Li-ionまたはLiFePO4）ごとに専用の リチウム保護基板 IPCクラス3の安全性が極めて重要なアセンブリとして、過充電、過放電、過電流、温度保護機能を備え、さらに化学組成に合わせた充電プロファイルと温度補償機能を搭載しています。保護しきい値は充電器および自己診断ルーチンと連携しており、バッテリーパックの安全性を確保するとともに、装置自体の動作確認も行います。

非常用照明盤は、どのような品質基準に基づいて製造されていますか？

ISO 9001認証施設で製造されたIPCクラス3の製品で、材料、バッチ、作業者の完全なトレーサビリティを備え、生命安全製品に適しています。すべての基板はAOIに合格しています。 バーンイン 初期故障のスクリーニング、バッテリーサブシステムの容量検証、 コンフォーマルコーティング あるいは、湿気対策や屋外への避難経路として利用することもできます。器具が必要な時に確実に機能しなければならず、私たちはその基準を満たすように製造しています。

保守点検が必要な照明器具と、保守点検が不要な照明器具、そして非常口標識の両方を製作していますか？

はい。当社では、非保持型照明器具（主電源が切れるまで非常灯は消灯）、保持型照明器具（ランプは常に点灯し、バッテリー駆動で継続点灯）、照明付き非常口標識（通常は保持型で、高効率のエッジライト式または直接点灯式モーターを使用）、および非常口標識と非常用投光器を1つの電子機器に組み合わせた複合ユニットを製造しています。モーター、ドライバー、および制御装置は、お客様の規定で求められるモード、点灯時間、および照度レベルに合わせて設計されます。