Друковані плати світлодіодних аварійних та вихідних світильників: плати з батарейним живленням, електроніка самотестування та драйверів

Аварійне освітлення – це єдина категорія, де продукт існує на той момент, коли все інше виходить з ладу. Коли живлення від мережі втрачається через пожежу або відключення електроенергії, аварійні світильники та покажчики евакуації повинні освітлювати шляхи евакуації та покажчики протягом встановленого часу – зазвичай від 90 хвилин до трьох годин – виключно на батарейках. Це функція безпеки життя, що регулюється суворими нормами, і по суті це проблема електроніки: заряджання батареї, спостереження за нею, миттєве перемикання на неї у разі збою живлення та забезпечення працездатності всього ланцюга.

Highleap Electronics — це повноцінне підприємство з виробництва та складання голих плат «під ключ» , а багатоплатна електроніка всередині аварійних світильників та світильників для виходу з ладу — це саме той тип змішаного живлення та керування, для якого створені наші лінії. Ми не є брендом світильників; ми створюємо кожну плату, необхідну світильнику, та збираємо її в перевірений корпус. У цьому посібнику пояснюється архітектура аварійної електроніки та порядок замовлення. Ширша категорія знаходиться на нашій сторінці можливостей друкованих плат освітлення.

Чому аварійне освітлення є проблемою електроніки, що впливає на безпеку життя

Звичайне освітлення виходить з ладу безпечно — якщо лампочка перегорає, її замінюють. Аварійне освітлення виходить з ладу небезпечно, оскільки несправність виявляється лише в момент реальної надзвичайної ситуації, коли вже занадто пізно. Саме тому аварійні та евакуаційні світильники регулюються кодексами та стандартами в усьому світі — NFPA 101 та Національний електротехнічний кодекс у США, список UL 924 для обладнання та EN 1838/IEC 60598-2-22 на міжнародному рівні — які вимагають мінімальної тривалості (зазвичай 90 хвилин), мінімальних рівнів освітлення та, все частіше, автоматичного тестування. Відповідність цим вимогам майже повністю залежить від електроніки всередині світильника.

Світильник повинен бездоганно виконувати кілька завдань: підтримувати заряд батареї протягом багатьох років без перезаряджання, перемикатися на живлення від батареї достатньо швидко, щоб світло ніколи помітно не падало (такі норми, як NFPA 101, вимагають відновлення освітлення протягом 10 секунд; автономне обладнання зазвичай перемикається за мілісекунди), керувати світлодіодами на потрібному рівні протягом повного номінального часу та регулярно доводити, що він все ще може виконувати все це. Кожна з цих функцій є платою, а плати повинні працювати як одна скоординована система — саме тому аварійне освітлення є найпереконливішим аргументом на користь створення всього комплекту електроніки одним виробником.

Дошка, встановлена ​​всередині аварійного світильника

Аварійний світильник — це найбільш багатоплатний серед поширених освітлювальних приладів, і кожен щит — це окрема дисципліна. Розуміння цього набору пояснює, чому тут так важлива координація:

• Плата зарядного пристрою для акумулятора — підтримує резервний акумулятор зарядженим та справним без перезаряджання, використовуючи профіль заряду, що відповідає хімічному складу акумулятора. Часто виготовляється з використанням наших DC-DC перетворення експертиза
• Плата керування/захисту акумулятора — стежить за напругою, струмом і температурою і захищає елементи; для літієвих акумуляторів це плата захисту акумулятора що саме по собі є критично важливим для безпеки.
• Схема перемикання змінного струму в аварійний — виявляє втрату живлення від мережі та перемикає світло на живлення від батареї протягом встановленої частки секунди, а потім повертає його, коли живлення відновлюється.
• Драйвер постійного струму - а водій який живить світлодіоди від мережі в звичайному режимі та від акумулятора в аварійному режимі, часто на зниженому рівні, щоб збільшити тривалість роботи.
• Легкий двигун - а металевий сердечник або плата FR-4 зі світлодіодами, що забезпечують освітлення шляху евакуації чи знаку виходу.
• Плата самотестування / логіки керування — виконує періодичні тести, керує індикатором стану та (в адресних системах) звітує на центральну панель.

Причина об'єднання всіх цих елементів полягає в тому, що вони утворюють єдиний ланцюг безпеки, і цей ланцюг настільки ж хороший, наскільки хороша координація між його ланками. Профіль зарядного пристрою має відповідати акумулятору, який захищає плата захисту; перемикання схеми передачі має бути достатньо швидким, щоб драйвер залишав світло увімкненим без видимого розриву; логіка самотестування має відображати реальний шлях заряджання, передачі та керування, а не його симуляцію. Коли один виробник будує та тестує весь комплект за програмою "під ключ" , ця координація вже продумана. Коли плати надходять від різних постачальників, саме розриви в інтеграції є тим місцем, де продукт життєзабезпечення не проходить випробування на введення в експлуатацію — або, що ще гірше, тихо виходить з ладу в польових умовах.

Плати заряджання та керування акумулятором

Підсистема акумуляторів є серцем аварійного світильника, оскільки акумулятор є одночасно тим, що забезпечує роботу виробу, і тим, що найімовірніше обмежує термін його служби. Правильне налаштування електроніки заряджання та керування – це те, що відрізняє світильник, який все ще працює через п’ять років, від того, який тихо вийшов з ладу через два роки.

Заряджання виконано правильно. Аварійний акумулятор безперервно заряджається роками, тому зарядна плата повинна підтримувати його повний заряд, не погіршуючи його роботу. Це означає профіль заряду, що відповідає хімічному складу:

• Профілі, що відповідають хімії — NiMH, NiCd, LiFePO4 та Li-ion потребують різного підходу до заряджання; неправильний профіль призводить або до недостатнього заряду (короткий час аварійного режиму), або до надмірного заряду (передчасна смерть акумулятора).
• Підтримуюча та підтримуюча зарядка — утримання повного заряду без нагрівання елементів протягом років безперервного підключення.
• Зарядка з компенсацією температури — коригування з урахуванням температури навколишнього середовища, оскільки поведінка заряду та безпечні межі змінюються з нагріванням.

Управління та захист. Спостереження за акумулятором є функцією безпеки саме по собі, особливо для літієвих акумуляторів:

• Моніторинг напруги та струму — виявлення слабкого або несправного акумулятора до того, як він не зможе забезпечити номінальний час роботи; це ключовий фактор управління акумулятором працювати.
• Захист від перезаряду, перерозряду та перевантаження по струму — утримання клітин у межах їх безпечного операційного вікна.
• Температурний захист — вимкнення заряджання або розряджання у разі перегріву акумулятора, що є критично важливим для безпеки літію.
• Тестування ємності — процедура самотестування періодично запускає акумулятор, щоб підтвердити, що він все ще має достатній заряд протягом повного номінального часу роботи, а не лише те, що він має певний заряд.

Це справді критично важлива для безпеки електроніка: літієва аварійна батарея з погано розробленою платою захисту становить пожежну небезпеку, а аварійний прилад, акумулятор якого непомітно втратив ємність, є порушенням коду, яке лише чекає на виявлення під час перевірки — або надзвичайної ситуації. Ми створюємо зарядний пристрій та плату захисту відповідно до зазначеного акумулятора та узгоджуємо це з логікою самотестування, щоб прилад залишався безпечним та підтверджував свою готовність до використання. Збірка цих пристроїв разом з рештою електроніки — єдиний спосіб гарантувати, що профіль заряду, пороги захисту та процедура тестування будуть узгоджені для одного й того ж акумулятора.

Логіка самотестування та самодіагностики

Ручне тестування аварійного освітлення — хтось ходить будівлею, щомісяця натискає кнопки тестування та щорічно проводить повноцінне тестування — є трудомістким процесом, який легко пропустити, тому норми все частіше вимагають автоматичного самотестування. Ми створюємо логічні плати, які його забезпечують:

• Автоматична перевірка функціональності — періодично перевіряє, чи перемикається прилад на живлення від батареї, а також чи світяться світлодіоди — щомісячна 30-секундна функціональна перевірка, якої вимагає NFPA 101.
• Автоматичний тест тривалості — періодично запускає повний розряд номінальної тривалості (щорічний 90-хвилинний тест ємності), щоб підтвердити, що акумулятор все ще відповідає вимогам.
• Індикація стану — багатоколірний індикатор, який миттєво показує справний стан, несправність батареї або несправність лампи.
• Адресна звітність — у мережевих системах кожен прилад повідомляє результати своїх тестів на центральну панель, що є функцією, яка має спільну дизайнерську ДНК з нашою розумне управління живленням дошки.

Логіка самотестування повинна перевіряти реальний шлях заряджання, передачі та керування, щоб бути змістовною, саме тому ми розробляємо її разом із платами, які вона тестує, а не як додатковий компонент.

Світильники з обслуговуванням та без обслуговування, а також покажчики евакуації

Аварійні світильники мають різні режими роботи, і конструкція плати відповідає цьому режиму:

• Необслуговується — аварійна лампа вимкнена в звичайному режимі роботи та світиться лише тоді, коли зникає живлення від мережі. Логіка перемикання та драйвера побудована для такої поведінки «перехід у режим очікування, а потім активація».
• Підтримується — лампа горить постійно (як звичайне освітлення) і продовжує працювати від батареї, коли відключається мережеве живлення. Драйвер працює від обох джерел і перемикається плавно.
• Знаки виходу — освітлені знаки з фігурками бігунів або текстові знаки, зазвичай обслуговуються, мають ефективний блок освітлення з торцевим або прямим світлом, розмір якого відповідає розміру знака, та акумулятор на встановлений термін служби.
• Комбіновані одиниці — знак виходу плюс аварійні прожектори в одному світильнику, що поєднує обидва світлові двигуни в одному електронному комплекті.

Ми створюємо двигун, драйвер та керування відповідно до режиму, який використовує світильник, узгодженого з тривалістю та рівнем освітлення, що вимагається кодом.

Легковий двигун та драйвер для аварійного режиму

Світлогенеруюча сторона аварійного світильника має свою родзинку: він повинен ефективно працювати від батареї протягом усього терміну служби, тому ефективність та драйвер з двома джерелами живлення важливіші за чисту вихідну потужність. Ми створюємо світловий двигун та драйвер саме для цього:

• Ефективні світлові двигуни — розраховані на забезпечення необхідного освітлення шляху евакуації або знаків за низької потужності, щоб батарея працювала протягом номінального терміну служби.
• Дводжерельні драйвери — робота від мережі зазвичай та від акумулятора в аварійному режимі, часто зі зниженою потужністю для збільшення часу роботи.
• Безперешкодне перемикання — водій утримує світло увімкненим протягом усієї передачі без видимого зазору.
• Постійна потужність від батареї — підтримка стабільного рівня освітлення під час падіння напруги акумулятора під час розряду.

Розробка двигуна та драйвера з урахуванням ефективності використання батареї – це те, що визначає різницю між приладом, який працює на повний номінальний термін служби, та тим, який передчасно вимикається.

Хімічний склад акумулятора, захист та безпека

Вибір батареї формує весь електронний комплект, і ми створюємо її з урахуванням безпечного використання кожного хімічного складу:

• NiMH та NiCd акумулятори — давні аварійні хімічні засоби з простою, надійною зарядкою; досі поширені в багатьох світильниках.
• LiFePO4 — дедалі більше перевагу надають безпеці та довговічності, а схема заряджання та захисту відповідає її характеристикам.
• Літій-іонний — висока щільність енергії, де розмір має значення, завжди у поєднанні з належним плата захисту від літію оскільки запас міцності не підлягає обговоренню.
• Безпека на рівні рюкзака — пороги захисту, температурні межі та обробка несправностей, узгоджені з елементами та перевірені під час випробувань.

Для будь-якого літієво-модульного акумулятора захисна плата вважається критично важливим вузлом для безпеки, виготовленим за стандартом IPC класу 3 та повністю протестованим.

Вимоги до навколишнього середовища та надійності

Аварійні світильники встановлюються на сходових клітках, автостоянках, коридорах та зовнішніх шляхах евакуації, і вони повинні працювати після багатьох років бездіяльності. Це вимагає справжньої інженерії надійності: власне конформне покриття для вологих та зовнішніх приміщень, випробування на надійність випалювання для виявлення ранніх поломок у продукті, який не можна допустити виходу з ладу, виготовлення за стандартом IPC класу 3 та повне відстеження матеріалів і партій для продукту, що забезпечує безпеку життя. Ми виготовляємо кожен аварійний щит відповідно до цього стандарту, тому що коли світильник потрібен один раз, він має працювати.

Огляд можливостей друкованих плат аварійного освітлення

У таблиці підсумовано, що ми привносимо до щитів аварійного освітлення та освітлення евакуацій:

Правильна конфігурація підбирається відповідно до режиму, тривалості та батареї вашого приладу під час безкоштовного огляду DFM.

Чому один завод для всього комплекту аварійної електроніки

Аварійне освітлення є найпереконливішим аргументом у всій цій категорії на користь виробництва з одного постачальника. Зарядний пристрій, захист акумулятора, схема передачі, драйвер, механізм і логіка самотестування утворюють один ланцюг безпеки, і цей ланцюг виходить з ладу в інтеграційних прогалинах між платами, що постачаються з окремих джерел — саме в тих прогалинах, які проявляються лише під час введення в експлуатацію або, що катастрофічно, під час реальної надзвичайної ситуації.

Компанія Highleap Electronics виготовляє кожну плату з цього набору відповідно до класу IPC 3, при цьому профілі заряду, пороги захисту, час перемикання та процедури самотестування розроблені для використання з одним і тим самим акумулятором та одним і тим самим приладом, і тестуються разом. Надішліть режим роботи приладу, тривалість роботи та специфікацію акумулятора нашій команді збірки друкованих плат, щоб отримати цінову пропозицію протягом 24 годин.

Як замовити — файли, мінімальне замовлення та термін виконання

Замовлення щитів аварійного та евакуаційного освітлення від Highleap Electronics починається з визначення режиму роботи світильника, номінального терміну служби та специфікації батареї. Кожна цінова пропозиція включає безкоштовний огляд технологічності (DFM), а мінімальне замовлення – один одиниця без доплати за прототип.

Які файли надсилати

• Тільки виготовлення друкованих плат — Файли Gerber RS-274X (всі шари міді, паяльної маски та шовкографії), файл для свердління Excellon, контур плати на механічному шарі та примітки щодо виготовлення, що охоплюють підкладку, діелектрик, вагу міді, обробку поверхні та колір паяльної маски.
• Збірка друкованих плат (PCBA) — вищезазначене, а також специфікація матеріалів із номерами деталей виробника та їх кількістю, а також файл Pick-and-Place (Centroid) для компонентів поверхневого монтажу.
• Електроніка під ключ — вищезазначене, а також файли механічних деталей (STEP/DXF) для радіатора або корпусу, деталі оптики або лінзи, специфікації драйвера або керування, прошивки, якщо застосовується, та будь-яких фірмових або упаковочних зображень. Якщо файли відсутні, надішліть ті, що у вас є, і наша інженерна команда визначить прогалини під час перевірки DFM.

Мінімальна кількість замовлення та ціноутворення

• Мінімальна кількість замовлення становить 1 блок як за виготовлення, так і за складання, без штрафу за прототип.
• Об'ємна ціна знижується на рівні 10, 50, 100, 500 та 1,000+ одиниць.
• Ми зберігаємо ваші файли, тому для повторних замовлень не потрібно повторно розраховувати вартість інженерії.

Терміни виконання

• Виготовлення друкованих плат — Стандартно від 5 до 7 робочих днів; експрес-від 24 до 48 годин, за умови підтвердження місткості.
• Збірка друкованих плат (PCBA) — від 7 до 12 робочих днів, включаючи пошук компонентів; 5 днів експрес-доставка для наявності специфікації на складі.
• Модулі "під ключ" — зазвичай від 12 до 18 робочих днів залежно від основи, захисту та обсягу.
• Усі терміни виконання підтверджені у вашій ціновій пропозиції та починаються з моменту підтвердження замовлення та затвердження файлу.

Сертифікати та стандарти: управління якістю ISO 9001 , якість виготовлення IPC класу 2 та класу 3 , AOI та функціональне тестування кожної плати, а також рентгенівське, ІКТ та скринінг на вигорання. Ми здійснюємо доставку до понад 40 країн з повним відстеженням та надаємо документацію щодо відповідності на запит. Для проектів друкованих плат зі світлодіодними аварійними та вихідними світильниками надішліть файли Gerber, специфікацію продукції (BOM), вимоги до резервного живлення від батареї, нотатки щодо самотестування та цільові кількості через форму цінової пропозиції на веб-сайті, щоб Highleap Electronics могла разом розглянути комплект світлового двигуна, зарядного пристрою та драйвера.

Світлодіодна друкована плата аварійного та вихідного сигналу — Часті запитання

Ви збираєте весь комплект електроніки аварійного освітлення чи лише одну плату?

Весь комплект. Аварійний світильник — це багатоплатний ланцюг безпеки: зарядний пристрій для акумулятора, плата керування/захисту акумулятора , схема перемикання змінного струму на аварійний, драйвер з двома джерелами живлення, світловий механізм та логіка самотестування — і ми виготовляємо та збираємо кожен з них в одному приміщенні. Їх спільне складання є важливим, оскільки профіль заряду, пороги захисту, час перемикання та процедура випробувань повинні узгоджуватися для одного акумулятора; окреме постачання плат є причиною невдачі цих продуктів у введенні в експлуатацію.

Чи можете ви створити аварійні світильники з функцією самотестування та самодіагностики?

Так. Ми створюємо логічні плати для автоматичного функціонального тестування (перевірка перемикання та роботи лампи за розкладом) та автоматичного тестування тривалості (повний розряд номінальної тривалості для підтвердження того, що акумулятор все ще відповідає нормам), з багатокольоровою індикацією стану та, для мережевих систем, адресною звітністю на центральну панель. Самотестування відстежує реальний шлях заряду, передачі та керування, тому ми проектуємо його разом з платами, які воно тестує.

Як ви забезпечуєте безпеку літієвих батарей в аварійних світильниках?

Для будь-якого літієвого акумулятора (літій-іонного або LiFePO4) ми створюємо спеціальну плату захисту літію як критично важливий для безпеки вузол відповідно до IPC Class 3, із захистом від перезаряду, перерозряду, перевантаження по струму та температури, а також профілем заряду, що відповідає хімічному складу, та температурній компенсації. Пороги захисту узгоджені із зарядним пристроєм та процедурою самотестування, тому акумулятор залишається безпечним, а прилад самостійно підтверджує свою готовність до роботи.

За яким стандартом якості ви виготовляєте щити аварійного освітлення?

Клас захисту IPC 3, на об'єкті ISO 9001, з повним відстеженням матеріалів, партій та операторів — що відповідає вимогам безпеки життя. Кожна плата проходить перевірку на наявність пошкоджень (AOI); ми додаємо випалювання для запобігання раннім збоям, перевірку ємності підсистеми акумуляторів та конформне покриття або заливку для вологих та зовнішніх шляхів евакуації. Коли прилад потрібен, він має працювати єдиний раз, і ми будуємо його відповідно до цього стандарту.

Ви будуєте як обслуговувані, так і необслуговувані споруди, а також покажчики евакуації?

Так. Ми виготовляємо світильники без постійного обслуговування (аварійна лампа вимкнена до збою мережі), світильники з постійним обслуговуванням (лампа горить постійно, продовжує працювати від батареї), освітлені покажчики виходу (зазвичай з постійним обслуговуванням, з ефективним двигуном з торцевим або прямим підсвічуванням) та комбіновані пристрої, що поєднують покажчик виходу з аварійними прожекторами на одному електронному комплекті. Двигун, драйвер та пульт керування розроблені відповідно до режиму, тривалості та рівня освітлення, необхідних для вашого коду.