专利名称：光管型消防应急灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应急灯，特别是一种带回差式低压应急自动转换电路的光管型消防应急灯。
背景技术：
现有光管型消防应急灯的低电压部分在主电状态下是采用变压器或普通恒压开关电源降压来供电的，其普通恒压开关电源电气线路如附
图1所示包括电阻R101、R102、R103、R104、R105、R106、R107，电容C101、C102、C103、C104、C105、C106、C107，二极管D101、D102、D103、D104、D105、D106、D107、D108、D109、D110，发光二极管LD101，三极管Q101、Q102，变压器T106；其中端口M、N与市电相接，端口100、101、102、103为低压输出端。使用这种开关电源的消防应急灯的缺点是电压适应范围窄；而且消防应急灯从主电状态到应急状态和从应急状态到主电状态的主电临界电压固定在同一电压，所以当电网电压进入该临界转换电压时应急灯的低压应急转换电路会在主电状态和应急状态间频繁转换，造成开关电源上的开关三极管频繁地受到逆程高电压的冲击而烧毁，而且这时的消防应急灯会产生闪烁现象。
本实用新型的名词和其它背景技术资料参考中华人民共和国国家标准GB17945-2000《消防应急灯具》。
本实用新型的内容本实用新型的目的是解决现有消防应急灯中存在的电压适应范围窄；当电网电压进入临界转换电压时消防应急灯会产生闪烁现象并容易造成开关电源上的开关三极管烧毁等问题。
实现本实用新型的目的的技术方案是一种光管型消防应急灯，包括集成电路IC、充电电路、保护电路、光管逆变电路、电池和光管；其特征在于低电压部分在主电状态下由纯恒流开关电源电路供电，并设有回差式低压应急自动转换电路；纯恒流开关电源包括三极管Q4和Q5，变压器T1，稳压管DZ2和外围元件；回差式低压应急自动转换电路包括三极管Q1、Q2和Q3，稳压管DZ1和外围元件。
所述的光管型消防应急灯，其特征还在于纯恒流开关电源的外围元件为电阻R10、R11和R12，电容C3、C4、C5，二极管D3、D4、D5。
所述的光管型消防应急灯，其特征还在于回差式低压应急自动转换电路的外围元件为电容C2，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8。
所述的光管型消防应急灯，其特征还在于设有光管延时保护电路；光管延时保护电路包括三极管Q12，二极管D13、D14，电容C12、C13、C14，电阻R33、R34、R35。
所述的光管型消防应急灯，其特征还在于使用的集成电路IC的型号为GK968。
由于采用了本实用新型所述的技术方案，由三极管Q4和Q5、变压器T1、稳压二极管DZ2与外围元件构成的开关电源具有过流、过压、欠压、短路、开路等完善的保护功能，能在主电电压或负载出现大幅度变化时仍能保持恒流输出，而开关电源内置的由三极管Q1和Q2和Q3、稳压二极管DZ1和外围元件组成的回差式低压应急自动转换电路能把低压启动的启动电压与恢复电压间的压差做到20伏特以上，很好地解决了低压应急转换电路在转换临界电压上出现的反复闪烁现象，可以消除开关电源因受频繁的高电压冲击出现的开关三极管逆程高电压击穿，另外本电路的低压转换电路直接对主电电源电压取样，根除了负载变化或变压器参数对取样电压的影响，提高了低压启动电压的精度。另外，由三极管Q12、电容C14、电阻R35等元件组成的阻容分压延时式光管保护电路，在光管开路、没接入线路、光管漏气和光管老化难以启动的几种情况下，保护电路均能在延时几秒钟后切断逆变电路，有效地保护功率管、逆变变压器和电气线路免受逆变输出的高压和空载时逆变电路产生的自激振荡电流击穿，而内置的延时电路可有效避免由于灯头瞬间接触不良或电网的尖峰脉冲干扰导致的光管不正常熄灭现象。
以下结合实施例和附图作进一步说明。
图面说明图1是普通恒压开关电源的线路图；其中M、N分别接市电。
图2是本实用新型所述的实施例的原理方框图；其中1-市电，2-回差式低压应急转换电路，3-充电保护电路，4-故障检测电路，5-纯恒流开关电源，6-充电电路，7-状态指示电路，8-短路保护电路，9-应急转换电路，10-放电保护电路，11-试验开关，12-光管逆变电路，13-光管延时保护电路，E-电池，DG-光管。
图3是本实用新型的实施例的详细线路图；其中G、H两点接市电；AN1是试验开关；DG是灯管；CHC是启辉器；JK1继电器；JK1-1、JK1-2是触点；F1是保险丝；IC是型号为GK968的集成电路；L、L1是电感；VR1可变电阻；R是电阻代号，后面的数字是该电阻的编号；C是电容代号，后面的数字是该电容的编号；D是二极管代号，后面的数字是该二极管的编号；DZ是稳压二极管的代号，后面的数字是该稳压二极管的编号；LD是发光二极管代号，后面的数字是该发光二极管的编号；T是变压器代号，后面的数字是该变压器的编号；Q是三极管代号，后面的数字是该三极管的编号；E-电池，DG-光管。
结合图2、图3，光管型消防应急灯的电路组成如下回差式低压应急转换电路包括三极管Q1、Q2、Q3，稳压管DZ1，电容C2，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8；充电保护电路包括三极管Q9，发光二极管LD2，电阻R21、R22、R23；故障检测电路包括三极管Q6，二极管D6，发光二极管LD3，电阻R14、R15；纯恒流开关电源电路包括三极管Q4和Q5，变压器T1，稳压二极管DZ2，电阻R10、R11和R12，电容C3、C4、C5，二极管D3、D4、D5；充电电路包括三极管Q7，电阻R17、R18、R19；短路保护电路包括三极管Q8，电阻R20；放电保护电路包括三极管Q11，二极管D12，电阻R26、R27和R28；光管逆变电路包括三极管Q13、Q14、Q15、Q16、Q17，电感L1，变压器T2，电容C11，电阻R30、R31、R32；光管延时保护电路包括三极管Q12，二极管D13、D14，电容C12、C13、C14，电阻R33、R34、R35；应急转换电路集成在集成电路GK968内部。
纯恒流开关电电源的工作原理为主电电源接通瞬间，经二极管D1整流后约+300V的电压通过电阻R9给开关三极管Q5提供一个启动电流，开关三极管Q5的的C、E极导通后有一电流流过开关变压器T1的初级线圈，于是在变压器T1的反馈线圈上产生一感生电压，此电压一路通过电容C5、电阻R11给开关管Q5的B极作为反馈电流，只要相位满足反馈条件，就可以维持开关管Q5的正常振荡。另一路通过二极管D4整流，在电容C3上形成一负压，当输出电压过高时，此负压通过稳压管二极管DZ2对开关三极管Q5的B极进行分流，使输出电压维持在某一设定值上。开关管Q5的振荡电流在电阻R12上形成一压降，当输出电流增大时，开关管Q5的振荡电流也增大，此压降使三极管Q4导通后对开关管Q5的B极进行分流，使开关管Q5的振荡电流减小，输出电流也变小。只要对电阻R12和稳压二极管DZ2进行适当取值，就可以使开关电源的输出特性为恒流。纯恒流开关电源的保护电路原理为当输出端出现短路或过流现象时，开关管Q5的振荡电流也增大，电阻R12上的压降使三极管Q4导通后振荡电流维持在某一平衡值上；当输出端出现开路时，输出电压增大，而电容C3上的负压也增大，开关管Q5的振荡电流减小，输出电压也会维持在某一平衡值上；本电路还加了由电容C4、电阻R10、二极管D3组成的尖峰脉冲吸收电路，可以有效的降低开关三极管Q5上的逆程电压。
本实用新型所述的光管型消防应急灯的回差式低压应急自动转换电路的工作原理为当市电电压正常时，在电容C2上有约+300V电压，此电压通过电阻R2、稳压二极管DZ1、电阻R3导致三极管Q1导通使电阻R5一端接地，于是电阻R2和R5对+300V电压进行分压，只要取值得当，此分压值(即电阻R2和R5的连接点电压，暂称为A点)可以击穿稳压二极管DZ1维持三极管Q1的导通，此时三极管Q2和Q3由于基极接地而截止，开关电源正常振荡。市电电压逐步下降到某一设定值时，A点电压不足以击穿稳压二极管DZ1，此时三极管Q1截止，三极管Q2和Q3导通，三极管Q3导通使开关三极管Q5的基极接地，开关电源由于没有反馈电流而停振。三极管Q2导通使电阻R7一端接地，而三极管Q1截止使电阻R5通过电阻R6和三极管Q2的B、E极与电阻R8和三极管Q3的B、E极接地，此时由电阻R2和R7与R5、R6、R8的并联值进行分压，由于此并联值的阻值比电阻R5小，所以在转换瞬间A点电压进一步下降，使三极管Q1可靠截止，避免了闪烁现象。如果市电电压回升，A点电压也逐渐上升，当A点电压上升到足以击穿稳压二极管DZ1时，三极管Q1导通，三极管Q2和Q3截止，通过上述的分压现象的反过程使A点电压进一步上升，使三极管Q1可靠导通，开关电源恢复正常振荡。
本实用新型所述的光管型消防应急灯的光管延时保护电路的工作原理为逆变输出的电压经变压器T2→电容C13→触点JK1-1→光管DG→触点JK1-2→电容C14→电阻R35→变压器T2形成回路，因此在光管接入电路的情况下，在电阻R35上形成一高频电压压降，该电压经高频整流二极管D14整流后给电容C12充电，同时经电阻R34使三极管Q12导通，此时三极管Q11的发射极接地，设计中三极管Q11的发射极接地是电路正常工作的基础。如光管没接入线路或光管漏气(此时光管由于没有气体放电而形同开路)，那么逆变电压由于没有回路而在电阻R35上没有电压，但此时三极管Q12由于电容C12上的电压不会马上泄放而并不会截止，这即是本电路的延时，(延时的目的是解决光管启动时由于没有完全击穿而在电阻R35上形不成足够使三极管Q12导通的压降容易产生的误动作)，延时一段时间后，(延时时间的长短可由电容C12容量大小和电阻R34阻值大小决定)，三极管Q12截止，此时三极管Q11的发射极相当于开路，破坏了电路的正常工作条件(具体解释见后)，电路停止振荡。由电阻R30和R32，三极管Q14、Q15、Q16、Q17和变压器T2组成的电路为一典型的电感三极管推挽式振荡电路，其振荡频率由三极管的结电容和变压器T2的电感量决定，当光管老化时，其内阻加大，即变压器T2的负载变轻，变压器T2的电感量变大，逆变电路的振荡频率变低，电容C13和C14的容抗变大，输出回路的电流变小，电阻R35上的压降自然变小，而输出回路电流变小导致光管内阻进一步加大，输出回路电流也进一步减小(此反馈过程非常快)，所以电阻R35上的电压快速减小直致三极管Q12不能维持导通状态，三极管Q11由于发射极开路而截止，其集电极电位上升，三极管Q13亦截止，三极管Q14、Q15、Q16、Q17四个振荡管基极失去偏置电压而停振。三极管Q11的集电极电位上升后通过电阻R26抬高了集成电路IC-GK968的4脚电压，使其2脚输出低电平(GK968内部是一自锁电路，在其5脚或7脚不再次出现电平变化时，4脚电压即使再降低2脚也不会恢复高电平——详细资料参考2000年12月20日公开的公开号为1277478、申请号为99108578的中国专利申请文件)，可以防止用户反复安装已老化的灯管对振荡电路造成的损害。设置二极管D13、电阻R33是为了防止在应急转换瞬间由于振荡电路还没有起振而出现的三极管Q12截止使电路不能进入正常工作状态。
权利要求1.一种光管型消防应急灯，包括集成电路IC、充电电路、保护电路、光管逆变电路、电池和光管；其特征在于低电压部分在主电状态下由纯恒流开关电源电路供电，并设有回差式低压应急自动转换电路；纯恒流开关电源包括三极管Q4和Q5，变压器T1，稳压管DZ2和外围元件；回差式低压应急自动转换电路包括三极管Q1、Q2和Q3，稳压管DZ1和外围元件。
2.根据权利要求1所述的光管型消防应急灯，其特征还在于纯恒流开关电源的外围元件为电阻R10、R11和R12，电容C3、C4、C5，二极管D3、D4、D5。
3.根据权利要求1或2所述的光管型消防应急灯，其特征还在于回差式低压应急自动转换电路的外围元件为电容C2，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8。
4.根据权利要求1或2所述的光管型消防应急灯，其特征还在于设有光管延时保护电路；光管延时保护电路包括三极管Q12，二极管D13、D14，电容C12、C13、C14，电阻R33、R34、R35。
5.根据权利要求3所述的光管型消防应急灯，其特征还在于设有光管延时保护电路；光管延时保护电路包括三极管Q12，二极管D13、D14，电容C12、C13、C14，电阻R33、R34、R35。
6.根据权利要求1或2所述的光管型消防应急灯，其特征还在于使用的集成电路IC的型号为GK968。
7.根据权利要求3所述的光管型消防应急灯，其特征还在于使用的集成电路IC的型号为GK968。
8.根据权利要求4所述的光管型消防应急灯，其特征还在于使用的集成电路IC的型号为GK968。
9.根据权利要求5所述的光管型消防应急灯，其特征还在于使用的集成电路IC的型号为GK968。
专利摘要本实用新型涉及一种应急灯,特别是一种光管型消防应急灯;包括集成电路IC、充电电路、保护电路、光管逆变电路、电池和光管;其特征在于:低电压部分在主电状态下由纯恒流开关电源电路供电,并设有回差式低压应急自动转换电路;纯恒流开关电源包括:三极管Q4和Q5,变压器T1,稳压管DZ2和外围元件;回差式低压应急自动转换电路包括:三极管Q1、Q2和Q3,稳压管DZ1和外围元件。设有由三极管:Q12,二极管:D13、D14,电容:C12、C13、C14,电阻:R33、R34、R35组成的光管延时保护电路。
文档编号H05B41/28GK2501232SQ01234160
公开日2002年7月17日 申请日期2001年8月17日 优先权日2001年8月17日
发明者钟桂生 申请人:钟桂生