CN112965009A - 一种应急照明系统、交流电网断电检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

一种应急照明系统、交流电网断电检测电路及检测方法，适用于多个应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2以并联且零火线混接的方式连接在所述交流电网中的零线VN和火线VL之间，应急照明电路包括断电检测电路，使能驱动模块和应急照明模块；断电检测电路包括压差检测模块、选择模块、第一检测通路、第二检测通路、阻值检测模块和判断模块。因此，本发明利用对称的双向检测通路的电路结构，通过检测并记录断电瞬间交流电网零火线的压差，同步了多个应急照明电路的检测电流通路的检测方向，实现了交流电网断网状态的判断，从而避免了检测冲突；且本发明的电路具有结构简单、抗干扰、应用广泛和实用性强的特点。

Description

一种应急照明系统、交流电网断电检测电路及检测方法

技术领域

本发明属于交流电压检测电路技术领域，涉及一种应急照明系统、交流电网断电检测电路及检测方法。

背景技术

应急照明是现代公共建筑及工业建筑的重要安全设施，它同人身安全和建筑物安全紧密相关。当建筑物发生电源中断时，应急照明对人员疏散、消防救援工作，对重要的生产、工作的继续运行或必要的操作处置，都有重要的作用。

在使用市电交流电输入的电路系统中，应急照明的启闭是依据检测交流电状态的情况来确定；交流电状态分为有电状态和无电状态，无电状态又分为断网状态和断开状态。在断网状态下，通常表现为突然断电，此时，市电交流电零火线上还并联着很多负载，所以零火线等效负载Rac较小。在断开状态下，通常表现为开关断开，所以零火线等效负载Rac很大，甚至为开路。

在检测零火线等效负载Rac大小的时候，一般要求负载电路系统(例如，应急照明电路系统)内部电源从其中一个输入端(例如，输入端AC1)流出电流，经过交流电网返回到另外一个输入端(例如，输入端AC2)。

请参阅图1，图1所示为现有技术中用于检测零火线等效负载Rac大小的交流电压检测电路结构的示意图。如图1所示，在交流电网有供电的状态下，Vdet被检测和控制电路U1钳位在较高电压，检测和控制电路U2检测到Vdet具有较高电压时，关闭场效应晶体管MOSFET M1和场效应晶体管MOSFET M2，以隔离交流高压；在无电状态下，检测和控制电路U2检测到Vdet较低电压，打开MOSFET M1和场效应晶体管MOSFETM2。

在无电状态下，检测电流通路为：电路系统内部电源VDD，经场效应晶体管MOSFETM1和电阻R1到火线VL，通过寄生等效电阻Rac到零线VN，再通过电阻R2到Vdet，然后通过电阻R3和场效应晶体管MOSFET M2到接地端GND，其中，Vdet＝VDD*R3/(R1+Rac+R2+R3)，U2检测Vdet大小，判断输出交流电状态，是否为断网状态。

请参阅图2，图2所示为接在一个交流电网中的两个应急照明电路零火线混接的示意图。如图2所示，接在一个交流电网中的应急照明电路1和应急照明电路2的检测输入端是混接到交流电网的零火上的。本领域技术人员清楚，如果多个应急照明电路的检测输入端混接，在断电检测时，就可能导致检测电网等效阻抗Rac发生错误，即零火线混接会产生检测冲突。

具体地，请参阅图3，图3所示为两个分别设置于各自相应的应急照明电路中的断电检测电路的示意图，其中两个断电检测电路的零火线是混接的。如图3所示，在交流电网供电系统处于无电状态，两个检测电路同时检测Rac，但是两个检测电路的两条检测通路是相反的，两个断电检测电路流过等效等效电阻Rac的电流是反向的，等效等效电阻Rac上的流过电流相互抵消，压差变小，此时，等效等效电阻Rac短路，钳位电压Vdet会变高，因此可能导致断电检测电路判断错误。

因此，目前业界通常采取的措施是，要求系统产品用不同颜色电源线来区分零线VN和火线VL，并且，两个应急照明电路产品并联接入供电电网时，需要严格区分零线VN和火线VL。然而，上述技术方案对应急照明电路产品应用和布线施工提出更高的要求，在复杂的并联布线过程中，一旦有电路系统产品的零火线接反，此时，可能就无法正确检测区分供电电网的无电状态。

因此，如何基于多个应急照明电路并联且零火线混接的情况下，实现准确的交流电网的断网状态检测，成了业界一个急需探讨的问题。

发明内容

为解决的上述技术问题，本发明提出一种应急照明系统、交流电网断电检测电路及检测方法。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种应急照明系统，所述应急照明系统包括多个应急照明电路，其特征在于，所述多个应急照明电路通过输入端AC1和输入端AC2并联连接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述多个应急照明电路并联连接的方式包括混接和不混接的方式，所述混接方式为至少一个应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2与其余的应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是反向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述不混接方式为所有所述应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是同向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上；所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路包括断电检测电路、使能驱动模块和应急照明模块；所述断电检测电路包括压差检测模块、选择模块、第一检测通路、第二检测通路、阻值检测模块和判断模块；

所述压差检测模块用于检测所述交流电网在断电瞬间检测端AC1和检测端AC2两端的电压差，根据压差记录应急电路检测端电压高的一端和电压低的一端，同样对应交流零火线中电压高的一端和电压低的一端；

所述选择模块根据所述断电电压差选择所述第一检测通路或所述第二检测通路的通断；本例选择，当断电电压差大于等于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；(同理可以选择，当断电电压差大于等于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭，在这里不在重复说明。)所述第一检测通路导通或所述第二检测通路导通时，检测电流都是从检测端电压高的一端流出，流入交流零火线中电压高的一端，再从交流零火线中电压低的一端流出，确保流过等效电阻Rac的电流方向一致；其中，所述等效电阻Rac为断电后，交流零线VN和交流火线VL两端的等效电阻；

所述阻值检测模块用于检测所述交流零线VN和交流火线VL两端的等效电阻Rac的大小；

所述判断模块根据所述等效电阻Rac的大小判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，如果所述等效电阻Rac大于等于一预定的阈值，所述交流电网是断开状态，如果所述等效电阻Rac小于一预定的阈值，所述交流电网是断网状态；

当所述使能驱动模块接收所述断网状态信息后，驱动与其相应的应急照明模块，使所述应急照明系统使能在应急照明状态下，即断网状态使能应急照明，断开状态关闭应急照明。

为实现上述目的，本发明又一技术方案如下：

一种用于上述的应急照明系统的检测方法，所述多个应急照明电路通过输入端AC1和输入端AC2并联连接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述多个应急照明电路并联连接的方式包括混接和不混接的方式，所述混接方式为至少一个应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2与其余的应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是反向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述不混接方式为所有所述应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是同向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上；所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路包括断电检测电路、使能驱动模块和应急照明模块；所述断电检测电路包括压差检测模块、选择模块、第一检测通路、第二检测通路、阻值检测模块和判断模块；其特征在于，所述方法包括断电检测步骤S1和使能驱动步骤S2，所述断电检测步骤S1包括：

步骤S11：检测所述交流电网是处于无电状态还是处于有电状态？如果处于无电状态，检测在断电瞬间输入端AC1和输入端AC2两端的断电电压差；

步骤S12：根据所述断电电压差选择所述第一检测通路或所述第二检测通路的通断；其中，当断电电压差大于等于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；(同理可以选择，当断电电压差大于等于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭，在这里不在重复说明。)所述第一检测通路导通或所述第二检测通路导通时，检测电流都是从检测端电压高的一端流出，流入交流零火线中电压高的一端，再从交流零火线中电压低的一端流出，确保流过等效电阻Rac的电流方向一致；其中，所述等效电阻Rac为无电状态下交流零线VN和交流火线VL两端的等效电阻；

步骤S13：检测所述等效电阻Rac的大小；

步骤S14：根据所述等效电阻Rac的大小判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，如果所述等效电阻Rac大于等于一预定的阈值，所述交流电网是断开状态，如果所述等效电阻Rac小于一预定的阈值，所述交流电网是断网状态；

步骤S2：当所述使能驱动模块接收所述断网状态信息后，驱动与其相应的应急照明电路，启动所述多个应急照明电路的应急照明模块，当所述使能驱动模块接收所述断开状态信息后，驱动与其相应的应急照明电路，关闭所述多个应急照明电路的应急照明模块。

为实现上述目的，本发明还一技术方案如下：

一种应急照明系统，所述应急照明系统包括多个应急照明电路，所述多个应急照明电路通过输入端AC1和输入端AC2并联连接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述多个应急照明电路并联连接的方式包括混接和不混接的方式，所述混接方式为至少一个应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2与其余的应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是反向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述不混接方式为所有所述应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是同向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上；所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路包括断电检测电路、使能驱动模块和应急照明模块；所述断电检测电路用于检测等效电阻Rac，所述等效电阻Rac用于判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，所述等效电阻Rac为断电瞬间输入端AC1和输入端AC2之间的等效电阻；

所述断电检测电路包括：钳位模块U1，钳位模块U2，NMOS晶体管M1，NMOS晶体管M2、NMOS晶体管M3、NMOS晶体管M4、电阻R1、电阻R2，电阻R3、电阻R4、比较器201、比较器202、比较器203、比较器204、比较器205、反相器207、反相器210、反相器211、反相器213、或非门206、或非门212、或非门208、或非门214、或非门215、与非门209、与非门215和与非门216；其中，所述NMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2的漏极接电源VDD，所述NMOS晶体管M1的源极、所述电阻R1的一端、所述电阻R3的一端、比较器201的负输入端、钳位模块U1的正端、比较器202的正输入端和比较器203的正输入端连接在Vdet1节点；所述NMOS晶体管M2的源极、所述电阻R2的一端、所述电阻R4的一端、钳位模块U2的正端、比较器201的正输入端、比较器204的正输入端和比较器205的正输入端连接在Vdet2节点；所述电阻R1的另一端接输入端AC1，所述电阻R2的另一端接输入端AC2；所述钳位模块U1的负端、钳位模块U2的负端、所述NMOS晶体管M3的源极和所述NMOS晶体管M4的源极连接地端GND；所述电阻R3的另一端接所述NMOS晶体管M3的漏极，所述电阻R4的另一端接所述NMOS晶体管M4的漏极；所述NMOS晶体管M1的栅极接所述NMOS晶体管M4的栅极和或非门206的输出端，所述NMOS晶体管M2的栅极接所述NMOS晶体管M3的栅极和或非门212的输出端；比较器202的负输入端和比较器204的负输入端接参考电压Vref1，比较器203的负输入端和比较器205的负输入端接参考电压Vref2；比较器202的输出端接或非门206的一个输入端和或非门208的一个输入端，比较器203的输出端经或反相器207反向后接与非门208的另一个输入端；与非门209的一个输入端接或非门208的输出端，与非门209的另一个输入端接或非门206的另一个输入端和反相器211的输出端，与非门215和与非门209的输出端分别接与非门216的两个输入端，非门216的输出端即为断电检测电路的输出端；比较器204的输出端接或非门214和或非门215的一个输入端，比较器205的输出端经反相器213反向后接或非门214的另一个输入端，或非门214的输出端与所述或非门215的另一个输入端相连，所述比较器201经反相器210反向后接反相器211的输入端和或非门212的另一个输入端。

为实现上述目的，本发明再一技术方案为一种交流电网断电检测电路，其包括：钳位模块U1，钳位模块U2，NMOS晶体管M1，NMOS晶体管M2、NMOS晶体管M3、NMOS晶体管M4、电阻R1、电阻R2，电阻R3、电阻R4、比较器201、比较器202、比较器203、比较器204、比较器205、反相器207、反相器210、反相器211、反相器213、或非门206、或非门212、或非门208、或非门214、或非门215、与非门209、与非门215和与非门216；其中，所述NMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2的漏极接电源VDD，所述NMOS晶体管M1的源极、所述电阻R1的一端、所述电阻R3的一端、比较器201的负输入端、钳位模块U1的正端、比较器202的正输入端和比较器203的正输入端连接在Vdet1节点；所述NMOS晶体管M2的源极、所述电阻R2的一端、所述电阻R4的一端、钳位模块U2的正端、比较器201的正输入端、比较器204的正输入端和比较器205的正输入端连接在Vdet2节点；所述电阻R1的另一端接输入端AC1，所述电阻R2的另一端接输入端AC2；所述钳位模块U1的负端、钳位模块U2的负端、所述NMOS晶体管M3的源极和所述NMOS晶体管M4的源极连接地端GND；所述电阻R3的另一端接所述NMOS晶体管M3的漏极，所述电阻R4的另一端接所述NMOS晶体管M4的漏极；所述NMOS晶体管M1的栅极接所述NMOS晶体管M4的栅极和或非门206的输出端，所述NMOS晶体管M2的栅极接所述NMOS晶体管M3的栅极和或非门212的输出端；比较器202的负输入端和比较器204的负输入端接参考电压Vref1，比较器203的负输入端和比较器205的负输入端接参考电压Vref2；比较器202的输出端接或非门206的一个输入端和或非门208的一个输入端，比较器203的输出端经或反相器207反向后接与非门208的另一个输入端；与非门209的一个输入端接或非门208的输出端，与非门209的另一个输入端接或非门206的另一个输入端和反相器211的输出端，与非门215和与非门209的输出端分别接与非门216的两个输入端，非门216的输出端即为断电检测电路的输出端；比较器204的输出端接或非门214和或非门215的一个输入端，比较器205的输出端经反相器213反向后接或非门214的另一个输入端，或非门214的输出端与所述或非门215的另一个输入端相连，所述比较器201经反相器210反向后接反相器211的输入端和或非门212的另一个输入端。

从上述技术方案可以看出，本发明的应急照明系统、交流电网断电检测电路及检测方法，推出了一种可实现多个应急照明电路并联且零火线混接的交流电压检测电路，其利用对称的双向检测通路的电路结构实现了所述交流电网断开状态情况下，通过检测断电瞬间记录所述交流电网零火线的压差，同步多个应急照明电路的检测电流通路的检测方向，避免检测冲突；并且，本发明的电路结构简单，抗干扰能力强，应用广泛，实用性强。

附图说明

图1所示为现有技术中用于检测零火线等效负载Rac大小的交流电压检测电路结构的示意图

图2所示为接在一个交流电网中的两个应急照明电路系统零火线混接的示意图

图3所示为两个分别设置于各自相应的应急照明电路中的断电检测电路的示意图，其中，两个断电检测电路的零火线是混接的

图4所示为本发明实施例中两个并接于交流电网中的应急照明电路的示意图，其中，第一个应急照明电路的输入端AC1是接零线VN的，输入端AC2是接火线VL的；第二个应急照明电路的输入端AC1是接火线VL的，输入端AC2是接零线VN的

图5所示为本发明实施例中多个应急照明电路的模块示意图

图6所示为本发明实施例中第一检测通路和第二检测通路导通时的电流路径示意图

图7所示为本发明实施例中所示为本发明实施例中的断电检测电路的示意图

具体实施方式

下面结合附图4-7，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，本发明的该种具有交流电网断电检测的应急照明系统，应用于由一个交流电网供电的多个应急照明电路；所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路都有两个输入端(也称高压检测端)AC1和AC2，所述多个应急照明电路通过输入端AC1和输入端AC2并联连接在所述交流电网上，所述交流电网有零线VN和火线VL，且所述多个应急照明电路并联连接的方式包括混接和不混接的方式，所述混接方式就是有些应急电路的输入端AC1接电网VN，输入端AC2接电网VL，另外一些应急电路的输入端AC1接电网VL，输入端AC2接电网VN，所述不混接方式就是所有应急电路的输入端AC1都接电网VN，输入端AC2都接接电网VL，或者所有应急电路的输入端AC1接电网VL，输入端AC2接电网VN；也就是说，本发明针对零线VN和火线VL混接的多个应急照明电路，提出了一个全新的解决方案。

请参阅图4，图4所示为本发明实施例中两个并接于交流电网中的应急照明电路的示意图，其中，第一个应急照明电路的输入端AC1是接零线VN的，输入端AC2是接火线VL的；第二个应急照明电路的输入端AC1是接火线VL的，输入端AC2是接零线VN的。

需要说明的是，在本发明的实施例中，输入端AC1和输入端AC2可根据需要成为节点AC1和节点AC2，也可以称为检测端AC1和检测端AC2。

请参阅图5，图5所示为本发明实施例中多个应急照明电路的模块示意图。在本发明的实施例中，所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路包括断电检测电路，使能驱动模块，应急照明模块，每个断电检测电路连接在交流电网的两个输入端之间(节点AC1和节点AC2)，用于检测和输出交流电状态是否为无电状态，并且进一步判断该无电状态是，否为断网状态或为断开状态。在本发明的实施例中，可以是节点AC1为零线输入端VN和节点AC2为交流火线输入端VL，也可以是节点AC2为零线输入端VN和节点AC1为交流火线输入端VL。

该断电检测电路可以包括所述断电检测电路包括压差检测模块、选择模块、第一检测通路、第二检测通路、阻值检测模块和判断模块，所述压差检测模块用于检测所述交流电网是处于无电状态还是处于有电状态？如果处于无电状态，检测在断电瞬间输入端AC1和输入端AC2两端的断电电压差。

所述选择模块根据所述断电电压差选择所述第一检测通路或所述第二检测通路的通断；其中，当断电电压差大于等于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭。请参阅图6，图6所示为本发明实施例中第一检测通路和第二检测通路导通时的电流路径示意图。

并且，当所述第一检测通路导通或所述第二检测通路导通时，确保流过等效电阻Rac的电流方向的电流方向一致；其中，所述等效电阻Rac为断电瞬间，零线输入端VN和交流火线输入端VL两端的等效电阻；所述判断模块根据所述等效电阻Rac判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，如果所述等效电阻Rac大于等于一预定的阈值，所述交流电网是断开状态，如果所述等效电阻Rac小于一预定的阈值，所述交流电网是断网状态；当所述使能驱动模块接收所述断网状态信息后，驱动与其相应的应急照明电路，使所述应急照明系统使能在应急照明状态下。

具体地，请参阅图7，图7所示为本发明实施例中所示为本发明实施例中的断电检测电路的示意图。如图4所示，本发明的交流电压检测电路实现方式是利用断电瞬间记录零火线压差和两个同步检测电流通路，实现在同一个交流电网供电的多个应急照明电路存在零火线混接时的交流电网断电检测电路。

具体地，所述多个应急照明电路的每一个应急照明电路的检测端AC1和AC2并联连接在所述交流电网中，且所述多个应急照明电路并联连接的方式包括检测端与交流零火线混接、检测端与交流零火线混接不混接的方式；所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路包括断电检测电路，使能驱动模块，应急照明模块；所述断电检测电路用于检测等效电阻Rac，所述等效电阻Rac用于判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，所述等效电阻Rac为断电后交流零火线之间的等效电阻。

也就是说，在本发明的实施例中，多个应急照明电路并联接入供电电网时，不需要严格区分零线VN和火线VL，即可以任意分别接入零火线(混接)，多个应急照明电路直接并联在交流电网的零线VN和火线VL，不用考虑零火线是否接反的问题。

具体地，所述断电检测电路包括：钳位模块U1，钳位模块U2，NMOS晶体管M1，NMOS晶体管M2、NMOS晶体管M3、NMOS晶体管M4、电阻R1、电阻R2，电阻R3、电阻R4、比较器201、比较器202、比较器203、比较器204、比较器205、反相器207、反相器210、反相器211、反相器213、或非门206、或非门212、或非门208、或非门214、或非门215、与非门209、与非门215和与非门216。

其中，所述NMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2的漏极接电源VDD，所述NMOS晶体管M1的源极、所述电阻R1的一端、所述电阻R3的一端、比较器201的负输入端、钳位模块U1的正端、比较器202的正输入端和比较器203的正输入端连接在Vdet1节点；所述NMOS晶体管M2的源极、所述电阻R2的一端、所述电阻R4的一端、钳位模块U2的正端、比较器201的正输入端、比较器204的正输入端和比较器205的正输入端连接在Vdet2节点；所述电阻R1的另一端接输入端AC1，所述电阻R2的另一端接输入端AC2；所述钳位模块U1的负端、钳位模块U2的负端、所述NMOS晶体管M3的源极和所述NMOS晶体管M4的源极连接地端GND；所述电阻R3的另一端接所述NMOS晶体管M3的漏极，所述电阻R4的另一端接所述NMOS晶体管M4的漏极；所述NMOS晶体管M1的栅极接所述NMOS晶体管M4的栅极和或非门206的输出端，所述NMOS晶体管M2的栅极接所述NMOS晶体管M3的栅极和或非门212的输出端；比较器202的负输入端和比较器204的负输入端接参考电压Vref1，比较器203的负输入端和比较器205的负输入端接参考电压Vref2；比较器202的输出端接或非门206的一个输入端和或非门208的一个输入端，比较器203的输出端经或反相器207反向后接与非门208的另一个输入端；与非门209的一个输入端接或非门208的输出端，与非门209的另一个输入端接或非门206的另一个输入端和反相器211的输出端，与非门215和与非门209的输出端分别接与非门216的两个输入端，非门216的输出端即为断电检测电路的输出端；比较器204的输出端接或非门214和或非门215的一个输入端，比较器205的输出端经反相器213反向后接或非门214的另一个输入端，或非门214的输出端与所述或非门215的另一个输入端相连，所述比较器201经反相器210反向后接反相器211的输入端和或非门212的另一个输入端。

本领域技术人员清楚，上述电路中所用到的NMOS晶体管是起到一个开关作用，因此，完全可以用PMOS晶体管或其它开关管。并且，电路中的所用到的电阻、比较器、反相器、或非门和与非门等也均可以用其它元件或电路等同替换，只要能实现本发明的技术方案即可，在此不再赘述。

下面以详细阐述一下上述电路的工作原理如下：

在使用市电交流电输入的电路系统中，应急照明的启闭是依据检测交流电状态的情况来确定；交流电状态分为有电状态(第一种情况)和无电状态，无电状态又分为断网状态(第二种情况)和断开状态(第三种情况)。

第一种情况

①、当交流电状态为有电状态(第一种情况)时，例如，交流火线输入端VL和交流零线输入端VN之间的输入电压是交流220V电压的时候，节点AC1和节点AC2有交流220V输入(有电状态)，此时，如果在检测瞬间节点AC1的电压>节点AC2的电压，节点Vdet1的电压>节点Vdet2的电压，比较器201比较输出(节点a0)为低电平，反相器210输出节点a1为高电平，反相器211输出节点a2为低电平；AC1为正向电压，所以节点Vdet1的电压被钳位器U1钳位，节点Vdet1的电压>vref1，比较器202输出节点a5为高电平，或非门206输出节点a3为低电平，此时NMOS晶体管M1和M4关闭，形成隔离保护；又因为节点a1为高电平，或非门212输出节点a4为低电平，因此NMOS晶体管M2和M3关闭，也形成隔离保护；AC2为负电压，所以节点Vdet2的电压<vref1，且节点Vdet2的电压<vref2，所以比较器205输出节点a8为低电平，反相器213输出节点a10为高电平，或非门214输出节点a12为低电平，与非门215输出节点a14为高电平，又因为节点a5为高电平，或非门208输出节点a11为低电平，与非门209输出节点a13为高电平，所以与非门216输出节点OUT为低电平，输出OUT即应急照明使能信号EN为低电平，此时该应急照明电路没有被启动。

②、当交流电状态为有电状态(第一种情况)时，例如，交流火线输入端VL和交流零线输入端VN之间的输入电压是交流220V电压的时候，节点AC1和节点AC2有交流220V输入(有电状态)，此时，如果在检测瞬间节点AC1的电压<节点AC2的电压，节点Vdet2的电压>节点Vdet1的电压，比较器201输出节点a0为高电平，反相器210输出节点a1为低电平，反相器211输出节点a2为高电平；节点AC2接交流正电压，所以节点Vdet2的电压被钳位器U2钳位，节点Vdet2的电压>vref1，比较器204输出节点a6为高电平，或非门212输出节点a4为低电平，此时NMOS晶体管M2和M3关闭，形成隔离保护；又因为节点a2为高电平，或非门206输出节点a3为低电平，因此NMOS晶体管M1和M4关闭，也形成隔离保护；AC1接交流负电压，所以节点Vdet1的电压<vref1，且节点Vdet1的电压<vref2，所以比较器203输出节点a7为低电平，反相器207输出节点a9为高电平，或非门208输出节点a11为低电平，与非门209输出节点a13为高电平，又因为节点a6为高电平，或非门214输出节点a12为低电平，与非门215输出节点a14为高电平，所以与非门216输出节点OUT为低电平，输出OUT即应急照明使能信号EN为低电平，此时该应急照明电路没有被启动。

下面详述一下第二种情况和第三种情况的区分

当交流火线输入端VL、交流零线输入端VN之间的输入电压是交流220V电压突然处于无电状态时，如果处于断网状态下，通常表现为突然断电，此时，市电交流电零火线上还并联着很多负载，所以零火线等效负载Rac较小。如果处于断开状态下，通常表现为开关断开，所以零火线等效负载Rac很大，甚至为开路。具体地：

在检测瞬间节点AC1的电压和节点AC2的电压无交流220V输入(无电状态)，此时，如果在检测瞬间节点AC1的电压>节点AC2的电压，节点Vdet1的电压>节点Vdet2的电压，比较器201输出节点a0为低电平，反相器210输出节点a1为高电平，反相器211输出节点a2为低电平，此时节点Vdet1的电压<vref1，比较器202输出节点a5为低电平，或非门206输出节点a3为高电平，NMOS晶体管M1和M4导通；又因为节点a1为高电平，或非门212输出节点a4为低电平，因此NMOS晶体管M2和M3关闭。此时测试通路为：

电源VDD，M1，R1，RAC，R2，R4，NMOS晶体管M4，接地端GND(即相当于第一检测通路)。

节点Vdet2的电压为：

Vdet2＝VDD*R4/(R1+Rac+R2+R4)

①、当Rac≥RT(RT为某个阈值)，节点Vdet2的电压<参考电压Vref2，比较器205输出节点a8为低电平，反相器213输出节点a10为高电平，或非门214输出节点a12为低电平，与非门215输出节点a14为高电平，又因为节点a2为低电平，与非门209输出节点a13为高电平，所以与非门216输出的使能信号EN为低电平，此时就可以判断为断开状态，该应急照明电路没有启动。

②、当Rac<RT(RT为某个阈值)，节点Vdet2的电压>参考电压Vref2，Vref1>Vdet2>Vref2，比较器204输出节点a6为低电平，比较器205输出节点a8为高电平，反相器213输出节点a10为低电平，或非门214输出节点a12为高电平，又因为a1为高电平，与非门215输出节点a14为低电平，所以与非门216输出节点OUT为高电平，即与非门216输出的使能信号EN为高电平，此时就可以判断为断网状态，该应急照明电路启动。

需要说明的是，在检测瞬间节点AC1的电压和节点AC2的电压无交流220V输入(无电状态)，此时，如果在检测瞬间节点AC1的电压<节点AC2的电压，工作原理也同上。

具体地，如果在检测瞬间节点如果在检测瞬间节点AC1的电压<节点AC2的电压，节点Vdet1的电压<节点Vdet2的电压，节点Vdet2的电压<vref1，NMOS晶体管M2和M3打开，NMOS晶体管M1和M4关闭；此时测试通路为：

电源VDD，M2，R2，Rac，R1，R3，NMOS晶体管M3，接地端GND(即相当于第二检测通路)。

节点Vdet1的电压为：

Vdet1＝VDD*R3/(R1+Rac+R2+R3)。

当Rac≥RT(RT为某个阈值)，节点Vdet1的电压<Vref1，与非门216输出的使能信号EN为低电平，此时就可以判断为断开状态。

当Rac<RT(RT为某个阈值)，节点Vdet1的电压>Vref1，与非门216输出的使能信号EN为高电平，此时就可以判断为断网状态。

总结一下，在本发明的实施例中，多个具有断电检测电路的应急照明电路的接入交流电网后，每一个断电检测电路在断电瞬间都会记录零火线电压高的一端，断电检测电路也会引导检测电流从高的一端流入到低的一端(第一检测通路或第二检测通路)，这样，就可以在多个应急照明电路并联且零火线混接的情况下，在实现异片应急照明电路的同步检测(测试不冲突)。

在本发明的实施例中还包括一种用于上述的应急照明系统的检测方法，所述方法包括断电检测步骤S1和使能驱动步骤S2，所述断电检测步骤S1包括：

步骤S11：检测所述交流电网是处于无电状态还是处于有电状态？如果处于无电状态，检测在断电瞬间输入端AC1和输入端AC2两端的断电电压差；

步骤S12：根据所述断电电压差选择所述第一检测通路或所述第二检测通路的通断；其中，当断电电压差大于等于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；并且，当所述第一检测通路导通或所述第二检测通路导通时，确保断电瞬间流过等效电阻Rac的电流方向的电流方向一致；其中，所述等效电阻Rac为断电瞬间输入端AC1和输入端AC2之间的等效电阻；

步骤S13：检测所述等效电阻Rac；

步骤S14：根据所述等效电阻Rac判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，如果所述等效电阻Rac大于等于一预定的阈值，所述交流电网是断开状态，如果所述等效电阻Rac小于一预定的阈值，所述交流电网是断网状态；

步骤S2：当所述使能驱动模块接收所述断网状态信息后，驱动与其相应的应急照明电路，启动所述多个应急照明电路，当所述使能驱动模块接收所述断开状态信息后，使所述应急照明系统处于断开状态，即关闭所述多个应急照明电路。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种应急照明系统，所述应急照明系统包括多个应急照明电路，其特征在于，所述多个应急照明电路通过输入端AC1和输入端AC2并联连接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述多个应急照明电路并联连接的方式包括混接和不混接的方式，所述混接方式为至少一个应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2与其余的应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是反向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述不混接方式为所有所述应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是同向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上；所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路包括断电检测电路、使能驱动模块和应急照明模块；所述断电检测电路包括压差检测模块、选择模块、第一检测通路、第二检测通路、阻值检测模块和判断模块；

所述压差检测模块用于检测所述交流电网在断电瞬间检测端AC1和检测端AC2两端的电压差，根据压差记录应急电路检测端电压高的一端和电压低的一端，同样对应交流零火线中电压高的一端和电压低的一端；

所述选择模块根据所述断电电压差选择所述第一检测通路或所述第二检测通路的通断；本例选择，当断电电压差大于等于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；(同理可以选择，当断电电压差大于等于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭，在这里不在重复说明。)所述第一检测通路导通或所述第二检测通路导通时，检测电流都是从检测端电压高的一端流出，流入交流零火线中电压高的一端，再从交流零火线中电压低的一端流出，确保流过等效电阻Rac的电流方向一致；其中，所述等效电阻Rac为无电状态下，交流零线VN和交流火线VL两端的等效电阻；

所述阻值检测模块用于检测所述交流零线VN和交流火线VL两端的等效电阻Rac的大小；

所述判断模块根据所述等效电阻Rac的大小判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，如果所述等效电阻Rac大于等于一预定的阈值，所述交流电网是断开状态，如果所述等效电阻Rac小于一预定的阈值，所述交流电网是断网状态；

当所述使能驱动模块接收所述断网状态信息后，驱动与其相应的应急照明模块，使所述应急照明系统使能在应急照明状态下，即断网状态使能应急照明，断开状态关闭应急照明。

2.一种用于权利要求1所述的应急照明系统的检测方法，其特征在于，所述多个应急照明电路通过输入端AC1和输入端AC2并联连接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述多个应急照明电路并联连接的方式包括混接和不混接的方式，所述混接方式为至少一个应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2与其余的应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是反向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述不混接方式为所有所述应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是同向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上；所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路包括断电检测电路、使能驱动模块和应急照明模块；所述断电检测电路包括压差检测模块、选择模块、第一检测通路、第二检测通路、阻值检测模块和判断模块；所述方法包括断电检测步骤S1和使能驱动步骤S2，所述断电检测步骤S1包括：

步骤S11：检测所述交流电网是处于无电状态还是处于有电状态？如果处于无电状态，检测在断电瞬间输入端AC1和输入端AC2两端的断电电压差；

步骤S12：根据所述断电电压差选择所述第一检测通路或所述第二检测通路的通断；其中，当断电电压差大于等于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；(同理可以选择，当断电电压差大于等于零时，所述第二检测通路导通，所述第一检测通路关闭；当断电电压差小于零时，所述第一检测通路导通，所述第二检测通路关闭，在这里不在重复说明。)所述第一检测通路导通或所述第二检测通路导通时，检测电流都是从检测端电压高的一端流出，流入交流零火线中电压高的一端，再从交流零火线中电压低的一端流出，确保流过等效电阻Rac的电流方向一致；其中，所述等效电阻Rac为无电状态下交流零线VN和交流火线VL两端的等效电阻；

步骤S13：检测所述等效电阻Rac的大小；

步骤S14：根据所述等效电阻Rac的大小判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，如果所述等效电阻Rac大于等于一预定的阈值，所述交流电网是断开状态，如果所述等效电阻Rac小于一预定的阈值，所述交流电网是断网状态；

步骤S2：当所述使能驱动模块接收所述断网状态信息后，驱动与其相应的应急照明电路，启动所述多个应急照明电路的应急照明模块，当所述使能驱动模块接收所述断开状态信息后，驱动与其相应的应急照明电路，关闭所述多个应急照明电路的应急照明模块。

3.一种应急照明系统，所述应急照明系统包括多个应急照明电路，其特征在于，所述多个应急照明电路通过输入端AC1和输入端AC2并联连接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述多个应急照明电路并联连接的方式包括混接和不混接的方式，所述混接方式为至少一个应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2与其余的应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是反向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上，所述不混接方式为所有所述应急照明电路的输入端AC1和输入端AC2是同向接在所述交流电网的零线VN和火线VL上；所述多个应急照明电路中的每一个应急照明电路包括断电检测电路、使能驱动模块和应急照明模块；所述断电检测电路用于检测等效电阻Rac，所述等效电阻Rac用于判断所述交流电网的无电状态是为断网状态或为断开状态，并将判断结果发送给所述使能驱动模块；其中，所述等效电阻Rac为无电状态下交流零线VN和交流火线VL两端的等效电阻；

所述断电检测电路包括：钳位模块U1，钳位模块U2，NMOS晶体管M1，NMOS晶体管M2、NMOS晶体管M3、NMOS晶体管M4、电阻R1、电阻R2，电阻R3、电阻R4、比较器201、比较器202、比较器203、比较器204、比较器205、反相器207、反相器210、反相器211、反相器213、或非门206、或非门212、或非门208、或非门214、或非门215、与非门209、与非门215和与非门216；其中，所述NMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2的漏极接电源VDD，所述NMOS晶体管M1的源极、所述电阻R1的一端、所述电阻R3的一端、比较器201的负输入端、钳位模块U1的正端、比较器202的正输入端和比较器203的正输入端连接在Vdet1节点；所述NMOS晶体管M2的源极、所述电阻R2的一端、所述电阻R4的一端、钳位模块U2的正端、比较器201的正输入端、比较器204的正输入端和比较器205的正输入端连接在Vdet2节点；所述电阻R1的另一端接输入端AC1，所述电阻R2的另一端接输入端AC2；所述钳位模块U1的负端、钳位模块U2的负端、所述NMOS晶体管M3的源极和所述NMOS晶体管M4的源极连接地端GND；所述电阻R3的另一端接所述NMOS晶体管M3的漏极，所述电阻R4的另一端接所述NMOS晶体管M4的漏极；所述NMOS晶体管M1的栅极接所述NMOS晶体管M4的栅极和或非门206的输出端，所述NMOS晶体管M2的栅极接所述NMOS晶体管M3的栅极和或非门212的输出端；比较器202的负输入端和比较器204的负输入端接参考电压Vref1，比较器203的负输入端和比较器205的负输入端接参考电压Vref2；比较器202的输出端接或非门206的一个输入端和或非门208的一个输入端，比较器203的输出端经或反相器207反向后接与非门208的另一个输入端；与非门209的一个输入端接或非门208的输出端，与非门209的另一个输入端接或非门206的另一个输入端和反相器211的输出端，与非门215和与非门209的输出端分别接与非门216的两个输入端，非门216的输出端即为断电检测电路的输出端；比较器204的输出端接或非门214和或非门215的一个输入端，比较器205的输出端经反相器213反向后接或非门214的另一个输入端，或非门214的输出端与所述或非门215的另一个输入端相连，所述比较器201经反相器210反向后接反相器211的输入端和或非门212的另一个输入端。

4.一种交流电网断电检测电路，其特征在于，包括：所述断电检测电路包括：钳位模块U1，钳位模块U2，NMOS晶体管M1，NMOS晶体管M2、NMOS晶体管M3、NMOS晶体管M4、电阻R1、电阻R2，电阻R3、电阻R4、比较器201、比较器202、比较器203、比较器204、比较器205、反相器207、反相器210、反相器211、反相器213、或非门206、或非门212、或非门208、或非门214、或非门215、与非门209、与非门215和与非门216；其中，所述NMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2的漏极接电源VDD，所述NMOS晶体管M1的源极、所述电阻R1的一端、所述电阻R3的一端、比较器201的负输入端、钳位模块U1的正端、比较器202的正输入端和比较器203的正输入端连接在Vdet1节点；所述NMOS晶体管M2的源极、所述电阻R2的一端、所述电阻R4的一端、钳位模块U2的正端、比较器201的正输入端、比较器204的正输入端和比较器205的正输入端连接在Vdet2节点；所述电阻R1的另一端接输入端AC1，所述电阻R2的另一端接输入端AC2；所述钳位模块U1的负端、钳位模块U2的负端、所述NMOS晶体管M3的源极和所述NMOS晶体管M4的源极连接地端GND；所述电阻R3的另一端接所述NMOS晶体管M3的漏极，所述电阻R4的另一端接所述NMOS晶体管M4的漏极；所述NMOS晶体管M1的栅极接所述NMOS晶体管M4的栅极和或非门206的输出端，所述NMOS晶体管M2的栅极接所述NMOS晶体管M3的栅极和或非门212的输出端；比较器202的负输入端和比较器204的负输入端接参考电压Vref1，比较器203的负输入端和比较器205的负输入端接参考电压Vref2；比较器202的输出端接或非门206的一个输入端和或非门208的一个输入端，比较器203的输出端经或反相器207反向后接与非门208的另一个输入端；与非门209的一个输入端接或非门208的输出端，与非门209的另一个输入端接或非门206的另一个输入端和反相器211的输出端，与非门215和与非门209的输出端分别接与非门216的两个输入端，非门216的输出端即为断电检测电路的输出端；比较器204的输出端接或非门214和或非门215的一个输入端，比较器205的输出端经反相器213反向后接或非门214的另一个输入端，或非门214的输出端与所述或非门215的另一个输入端相连，所述比较器201经反相器210反向后接反相器211的输入端和或非门212的另一个输入端。

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