专利名称：一种应用于跑道警戒灯的启动电路及警戒灯控制电路的制作方法
技术领域：
本发明属于机场警戒灯领域，尤其涉及一种应用于跑道警戒灯的启动电路及警戒 灯控制电路。
背景技术：
在机场助航灯系统中，常亮的卤钨灯具直接接到机场特有的电源系统中，图1示 出了机场助航灯灯光回路系统的结构，升压变压器12的输入端连接恒流调光器11，升压变 压器12的输出端通过隔离变压器13连接灯14 ；对于跑道警戒灯，按照国际民航FAA标准， 警戒灯必须成对使用，每套警戒灯有两个光源，灯光工作状态方式为交替闪烁控制，即四个 光源隔开的光源要同时闪光，闪光的明暗及时间应相同，相邻的光源又要交替闪烁，闪烁频 率为每分钟45 50次；要想实现闪烁功能，最好是用单片机实现，而机场特有的电源系 统为交流电压，这就需要选择一个合适的隔离变压器，将大电流大电压转换成适合单片机 工作的小电流小电压，由于串联了此隔离变压器，在此过程中，首先就要解决电路的启动问 题；然而现有技术中跑道警戒灯的启动速度慢，且当温度低于一定的温度时会导致灯电路 无法正常启动。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种应用于跑道警戒灯的启动电路及警戒灯控制 电路，旨在解决现有的跑道警戒灯的启动速度慢的问题。本发明实施例是这样实现的，一种应用于跑道警戒灯的启动电路，其连接在供电 电源与警戒灯之间；所述启动电路包括开关管；以及依次串联连接在所述开关管的第一 端与第二端之间的第一电阻、第一单向导通元件、第二单向导通元件和第二电阻；所述第一 单向导通元件与所述第二单向导通元件的串联连接端连接至所述开关管的控制端；当所述 第一单向导通元件或所述第二单向导通元件导通时，所述开关管的控制端控制所述开关管 的第一端与第二端之间导通，为警戒灯提供供电回路，实现警戒灯的快速启动。更进一步地，所述第一导通元件为第一二极管，所述第二导通元件为第二二极管， 所述开关管为可控硅；所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述第一可控硅的 Tl极，所述第一二极管的阳极连接至所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极还连 接至所述第一可控硅的触发极G ；所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻连接至所述第 一可控硅的T2极。更进一步地，所述第一导通元件为第一二极管，所述第二导通元件为第二二极管； 所述开关管为MOS管；所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述MOS管的源极， 所述第一二极管的阳极连接至所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极还连接至所 述MOS管的栅极；所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻连接至所述MOS管的漏极。本发明实施例的目的还在于提供一种警戒灯控制电路，其包括依次串联连接在供电电源与警戒灯之间的隔离变压器、直流电路模块、电压变换模块和互锁电路；所述警灯控制电路还包括连接在所述供电电源与所述警戒灯之间的启动电路，所述启动电路为所述警戒灯提供供电回路，实现警戒灯的快速启动；所述直流电路模块控制所述互锁电路 输出闪烁控制信号并控制所述警戒灯交替闪烁；所述启动电路包括开关管；以及依次串 联连接在所述开关管的第一端与第二端之间的第一电阻、第一单向导通元件、第二单向导 通元件和第二电阻；所述第一单向导通元件与所述第二单向导通元件的串联连接端连接至 所述开关管的控制端；当所述第一单向导通元件或所述第二单向导通元件导通时，所述开 关管的控制端控制所述开关管的第一端与第二端之间导通。更进一步地，所述互锁电路包括第二可控硅；依次串联连接在所述第二可控硅 的Tl极与T2极之间的第三电阻、第三二极管、第四二极管和第四电阻；第三可控硅；以及 依次串联连接在所述第三可控硅的Tl极与T2极之间的第五电阻、第五二极管、第六二极管 和第六电阻；所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阳极连接的连接端连接至所述第 三可控硅的触发极G ；所述第五二极管的阳极与所述第六二极管的阳极连接的连接端连接 至所述第二可控硅的触发极G。更进一步地，所述第一导通元件为第一二极管，所述第二导通元件为第二二极管， 所述开关管为可控硅；所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述第一可控硅的 Tl极，所述第一二极管的阳极连接至所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极还连 接至所述第一可控硅的触发极G ；所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻连接至所述第 一可控硅的T2极。更进一步地，所述第一导通元件为第一二极管，所述第二导通元件为第二二极管； 所述开关管为MOS管；所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述MOS管的源极， 所述第一二极管的阳极连接至所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极还连接至所 述MOS管的栅极；所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻连接至所述MOS管的漏极。本发明提供的应用于跑道警戒灯的启动电路通过单向导通元件的导通触发开关 管的导通，从而为警戒灯提供了一个供电回路；加快了警戒灯电路的启动速度；另外，本发 明提供的警戒灯控制电路通过采用启动电路开通电流，为直流电路模块供电，保证单片机 工作，从而警戒灯闪烁电路正常工作；即使是在任一个光源开路的情况下，此电路既起到保 护作用，防止出现高压；也使没有开路的灯能够正常工作。
图1是现有技术提供的机场助航灯灯光回路系统的结构示意图；图2是本发明实施例提供的应用于跑道警戒灯的启动电路的电路图；图3是本发明实施例提供的警戒灯控制电路的模块结构示意图；图4是本发明实施例提供的警戒灯控制电路中直流电路模块的电路图；图5是本发明实施例提供的警戒灯控制电路中电压变换模块和互锁电路的电路 图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供的应用于跑道警戒灯的启动电路通过单向导通元件的导通触发开关管的导通，从而为警戒灯提供了一个供电回路；加快了警戒灯电路的启动速度。图2示出了本发明实施例提供的应用于跑道警戒灯的启动电路的电路，为了便于 说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。应用于跑道警戒灯的启动电路5连接在供电电源10与警戒灯6之间；其中启动电 路5包括开关管51，依次串联连接在开关管51的第一端与第二端之间的第一电阻R16、第 一单向导通元件、第二单向导通元件和第二电阻R15;第一单向导通元件与第二单向导通 元件的串联连接端连接至开关管51的控制端；当第一单向导通元件或第二单向导通元件 导通时，开关管51的控制端控制开关管51的第一端与第二端之间导通，为警戒灯6提供供 电回路，实现警戒灯的快速启动。在本发明实施例中，第一导通元件可以为第一二极管ZD5，第二导通元件可以为第 二二极管ZD4，开关管51可以为第一可控硅Q5 ；其中第一二极管ZD5的阴极通过第一电阻 R16连接至第一可控硅Q5的Tl极，第一二极管ZD5的阳极连接至第二二极管ZD4的阳极， 第一二极管ZD5的阳极还连接至第一可控硅Q5的触发极G ；第二二极管ZD4的阴极通过第 二电阻R15连接至第一可控硅Q5的T2极。在本发明实施例中，第一导通元件为第一二极管ZD5，第二导通元件为第二二极管 ZD4，开关管为MOS管；第一二极管ZD5的阴极通过第一电阻R16连接至MOS管的源极，第 一二极管ZD5的阳极连接至第二二极管ZD4的阳极，第一二极管ZD5的阳极还连接至MOS 管的栅极；第二二极管ZD4的阴极通过第二电阻R15连接至MOS管的漏极。作为本发明的一个实施例，开关管51还可以为其它任何起开关作用的开关器件。为了更进一步说明本发明实施例提供的应用于跑道警戒灯的启动电路5，现结合 图2详述其工作原理如下，开关管51以第一可控硅Q5为例。启动电路5连接在供电电源10与警戒灯6之间，启动电路5的导通为警戒灯6提 供一个供电回路；其中第一电阻R16的一端连接至第一可控硅Q5的Tl极，第一电阻R16的 另一端连接至第一二极管ZD5的阴极，第一二极管ZD5的阳极与第二二极管ZD4的阳极连 接后并连接至第一可控硅Q5的触发极G，第二二极管ZD4的阴极连接至第二电阻R15的一 端，第二电阻R15的另一端连接至第一可控硅Q5的T2极。利用二极管的反向击穿特性，触 发可控硅导通，从而启动电路。当电路接通隔离变压器后，一开始，灯泡处于开路状态，根据 机场恒流调光柜的特性，输出电流是恒流源，当负载开路时，那输出电压就会很高，当输出 电压达到二极管的反向击穿值就会将第一二极管ZD5或第二二极管ZD4击穿，根据可控硅 的触发电流，选择合适的电阻值R16和电阻值R15，会在第一可控硅Q5的触发极G产生一 个触发电流，此触发电流触发第一可控硅Q5导通，从而实现电路的启动。此供电变压器启 动电路简单可靠，只要接通机场电源系统的隔离变压器就能够持续为后续闪烁控制电路供 电，保证电路正常工作。即使是在任一个光源开路的情况下，此电路既起到保护作用，防止 出现高压。也可以启动电路开通电流，为单片机供电，使没有开路的灯和另一套灯具中的灯 能够正常工作。图3示出了本发明实施例提供的警戒灯控制电路的模块结构；为了便于说明，仅 示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
警戒灯控制电路包括隔离变压器1、直流电路模块2、电压变换模块3、互锁电路4和启动电路5 ；其中隔离变压器1、直流电路模块2、电压变换模块3和互锁电路4依次串联 连接在供电电源10与警戒灯6之间；启动电路5连接在供电电源10与警戒灯6之间。启 动电路5为警戒灯6提供供电回路，实现警戒灯6的快速启动；直流电路模块2控制互锁电 路4输出闪烁控制信号并控制警戒灯6交替闪烁。在本发明实施例中，隔离变压器Ll包括初级绕组和次级绕组，隔离变压器Ll的初 级绕组的一端通过接线端子CN3连接至供电电源10，隔离变压器Ll的次级绕组的两端作为 输出端连接至直流电路模块2的输入端。图4示出了直流电路模块2的电路图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相 关的部分，详述如下直流电路模块2包括顺次连接的整流滤波单元21、稳压单元22以及控制单元 23 ；其中，整流滤波单元21包括整流元件Dl、电容Cl、电容C2以及电容C7 ；其中整流元件 Dl的交流输入端正极AC+连接至隔离变压器Ll的次级绕组的一端，整流元件Dl的交流输 入端负极AC-连接至隔离变压器Ll的次级绕组的另一端；电容Cl连接在整流元件Dl的交 流输入端正极AC+与交流输入端负极AC-之间；电容C7连接在整流元件Dl输出端正极V+ 与输出端负极V-之间；电容C2与电容C7并联连接；整流元件Dl输出端负极V-接地。稳压单元22包括稳压芯片U1、电阻R1、电容C3、电容C5、电容C6以及二极管 ZDl ；其中稳压芯片Ul的输入端VIN通过电阻Rl连接至整流元件Dl的输出端正极V+ ；二 极管ZDl的阴极连接至稳压芯片Ul的输入端VIN，二极管ZDl的阳极接地；电容C3与二极 管ZDl并联连接；稳压芯片Ul的地端GND接地；稳压芯片Ul的输出端VOUT通过电容C5接 地；电容C6与电容C5并联连接。控制单元23包括单片机U2、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R8以及电 容C4 ；其中单片机U2的RES端通过电阻R4连接至稳压芯片Ul的输出端VOUT ；单片机U2 的VCC端连接至稳压芯片Ul的输出端VOUT ；单片机U2的PB3端通过电阻R2接地；单片机 U2的PB4端通过电阻R3接地；单片机U2的GND端接地；单片机U2的PBO端通过电容C4 接地；单片机U2的PBl端通过电阻R7连接至电压转换模块3 ；单片机U2的PB2端通过电 阻R8连接至电压转换模块3。图5示出了电压变换模块3、互锁电路4和启动电路5的具体电路；为了便于说明， 仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下电压变换模块3包括光电耦合器OPl、光电耦合器0P2、三极管Ql、三极管Q2、电 阻R5、电阻R6、电阻R9、电阻RlO ；其中三极管Ql的基极通过电阻R7连接至单片机U2的 PBl端；三极管Ql的基极还通过电阻R5接地，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的集电 极连接至光电耦合器OPl中二极管的阴极；三极管Q2的基极通过电阻R8连接至单片机U2 的PB2端；三极管Q2的基极还通过电阻R6接地，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集 电极连接至光电耦合器0P2中二极管的阴极；光电耦合器OPl中二极管的阳极通过依次串 联连接的电阻R9和电阻RlO连接至光电耦合器0P2中二极管的阳极；电阻R9和电阻RlO 的串联连接端连接至直流电路模块2 ；光电耦合器OPl的第一输出端通过电阻R13连接至 隔离变压器Ll的初级绕组的另一端，光电耦合器OPl的第二输出端连接至第二可控硅Q3 的触发极G ；光电耦合器0P2的第一输出端通过电阻R14连接至隔离变压器Ll的初级绕组的另一端，光电耦合器0P2的第二输出端连接至第三可控硅Q4的触发极G。互锁电路4包括第二可控硅Q3、第三电阻R18、第三二极管ZD7、第四二极管ZD6、 第四电阻R17、第三可控硅Q4、第五电阻R12、第五二极管ZD3、第六二极管ZD2和第六电阻 Rll ；其中第三电阻R18、第三二极管ZD7、第四二极管ZD6和第四电阻R17依次串联连接在 第二可控硅Q3的Tl极与T2极之间；第五电阻R12、第五二极管ZD3、第六二极管ZD2和第 六电阻Rll依次串联连接在第三可控硅Q4的Tl极与T2极之间；第三二极管ZD7的阳极与 第四二极管ZD6的阳极连接的连接端连接至第三可控硅Q4的触发极G ；第五二极管ZD3的 阳极与第六二极管ZD2的阳极连接的连接端连接至第二可控硅Q3的触发极G。
启动电路5包括第一可控硅Q5、第六电阻R11、第五电阻R12、二极管ZD5以及二 极管ZD4 ；其中第一可控硅Q5的Tl极连接至隔离变压器Ll的初级绕组的另一端，第一可 控硅Q5的T2极通过接线端子CN3连接至供电电源；二极管ZD5的阴极通过电阻R16连接 至第一可控硅Q5的Tl极，二极管ZD5的阳极连接至二极管ZD4的阳极，二极管ZD5的阳极 还连接至第一可控硅Q5的触发极G ；二极管ZD4的阴极通过电阻R15连接至第一可控硅Q5 的T2极。为了进一步说明本发明实施例提供的警戒灯控制电路，现结合图4和图5详述其 工作原理如下用于连接供电电源10的接线端子CN3的一端连接至隔离变压器Ll的初级绕组的 一端，接线端子CN3的另一端连接至互锁电路4和启动电路5的交流回路部分，第一警戒灯 61和第二警戒灯62的一端均连接至隔离变压器Ll的初级绕组的另一端；第一警戒灯61的 另一端连接至第二可控硅Q3的Tl极，第二警戒灯62的另一端连接至第三可控硅Q4的Tl 极，第三电阻R18、第三二极管ZD7、第四二极管ZD6和第四电阻R17依次串联连接在第二可 控硅Q3的Tl极与T2极之间；第五电阻R12、第五二极管ZD3、第六二极管ZD2和第六电阻 Rll依次串联连接在第三可控硅Q4的Tl极与T2极之间；第三二极管ZD7的阳极与第四二 极管ZD6的阳极连接的连接端连接至第三可控硅Q4的触发极G ；第五二极管ZD3的阳极与 第六二极管ZD2的阳极连接的连接端连接至第二可控硅Q3的触发极G ；第二可控硅Q3的 T2极和第三可控硅Q4的T2极均连接至接线端子CN3的另一端。当电路接通机场隔离变压 器1后，由于警戒灯的开路电阻很小，利用稳压二极管的反向击穿特性，两路二极管管都会 被击穿，从而触发两路可控硅击穿，为隔离变压器Ll提供供电回路，从而实现电路启动。采用本发明实施例提供的警戒灯控制电路，大大提高了电路的启动能力，选用合 适稳压值的稳压管，能够快速击穿稳压管触发可控硅导通，从而实现快速启动。另外，当电 路启动后，单片机U2工作，第一警戒灯61和第二警戒灯62交替闪烁，抑制了两个光源亮度 不一致的现象。如果采用现有的常规思维设计，直接将两路启动电路分别并联在两个光源 上，那么当此路光源亮的同时就会有一小部分电流通过二极管分流，可控硅处于微导通状 态，那么光源的亮度不仅远远达不到标准要求而且不能熄灭。本发明实施例采用上述设计， 当第一警戒灯61亮时，第二可控硅Q3是处于导通状态，将电压拉低，第三电阻R18支路的 二极管就不会被击穿或者漏电流；同理当第二警戒灯62亮时，第五电阻R12支路上也不会 有分流；从而；实现光源亮度保持一致性。还可以根据可控硅的特性低温下需要的触发电 流比较大，选用合适的电阻值，实现低温下的启动，具体地，能够承受低温下-40°C启动。在本发明实施例中，当电路接通机场电流变压器Ll时，一开始，警戒灯处于开路状态，根据机场恒流调光柜的特性，输出电流是恒流源，当负载开路时，那输出电压就会很 高，当输出电压达到稳压二极管的反向击穿值就会将第一二极管ZD5或第二二极管ZD4击 穿，根据可控硅的触发电流选择合适的电阻值R16和R15，那么就会在第一可控硅Q5的触 发极G产生一个触发电流，触发第一可控硅Q5导通，从而使得隔离变压器Ll的一端有电流 通过，电路顺利实现启动。此供电变压器启动电路简单可靠，只要接通机场电源系统的隔离 变压器就能够持续为后续闪烁控制电路供电，保证电路正常工作。即使是在任一个光源开 路的情况下，此电路既起到保护作用，防止出现高压。也可以启动电路开通电流，为单片机 U2供电，使没有开路的警戒灯和另一套灯具中的副灯能够正常工作；当四个警戒灯中的任 意一个灯失效时，其他未失效灯仍能正常闪烁，从而继续实现警示作用。本发明实施例提供的应用于跑道警戒灯的启动电路通过单向导通元件的导通触发开关管的导通，从而为警戒灯提供了一个供电回路；加快了警戒灯电路的启动速度；且 能够抑制两个光源亮度不一致，能够承受低温下-40°C的启动；电路简单可靠，高光强和低 光强警戒灯能够达到共用，节约成本，提高生产率。另外，本发明提供的警戒灯控制电路通 过采用启动电路开通电流，为直流电路模块供电，保证单片机工作，从而警戒灯闪烁电路正 常工作；即使是在任一个光源开路的情况下，此电路既起到保护作用，防止出现高压；也使 没有开路的灯能够正常工作。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种应用于跑道警戒灯的启动电路，其连接在供电电源与警戒灯之间；其特征在于，所述启动电路包括开关管；以及依次串联连接在所述开关管的第一端与第二端之间的第一电阻、第一单向导通元件、第二单向导通元件和第二电阻；所述第一单向导通元件与所述第二单向导通元件的串联连接端连接至所述开关管的控制端；当所述第一单向导通元件或所述第二单向导通元件导通时，所述开关管的控制端控制所述开关管的第一端与第二端之间导通，为警戒灯提供供电回路，实现警戒灯的快速启动。
2.如权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述第一导通元件为第一二极管，所述 第二导通元件为第二二极管，所述开关管为可控硅；所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述第一可控硅的T1极，所述第 一二极管的阳极连接至所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极还连接至所述第一 可控硅的触发极G;所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻连接至所述第一可控硅的T2极。
3.如权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述第一导通元件为第一二极管，所述 第二导通元件为第二二极管；所述开关管为M0S管；所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述M0S管的源极，所述第一二极 管的阳极连接至所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极还连接至所述M0S管的栅 极；所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻连接至所述M0S管的漏极。
4.一种警戒灯控制电路，其包括依次串联连接在供电电源与警戒灯之间的隔离变压 器、直流电路模块、电压变换模块和互锁电路；其特征在于，所述警戒灯控制电路还包括连接在所述供电电源与所述警戒灯之间的启动电路，所述启动电路为所述警戒灯提供 供电回路，实现警戒灯的快速启动；所述直流电路模块控制所述互锁电路输出闪烁控制信 号并控制所述警戒灯交替闪烁；所述启动电路包括开关管；以及依次串联连接在所述开关管的第一端与第二端之间的第一电阻、第一单 向导通元件、第二单向导通元件和第二电阻；所述第一单向导通元件与所述第二单向导通元件的串联连接端连接至所述开关管的 控制端；当所述第一单向导通元件或所述第二单向导通元件导通时，所述开关管的控制端控制 所述开关管的第一端与第二端之间导通。
5.如权利要求4所述的警戒灯控制电路，其特征在于，所述互锁电路包括第二可控硅；依次串联连接在所述第二可控硅的T1极与T2极之间的第三电阻、第三二极管、第四二 极管和第四电阻；第三可控硅；以及依次串联连接在所述第三可控硅的T1极与T2极之间的第五电阻、第五二极管、第六二极管和第六电阻；所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阳极连接的连接端连接至所述第三可控 硅的触发极G;所述第五二极管的阳极与所述第六二极管的阳极连接的连接端连接至所述第二可控 硅的触发极G。
6.如权利要求4所述的警戒灯控制电路，其特征在于，所述第一导通元件为第一二极 管，所述第二导通元件为第二二极管，所述开关管为可控硅；所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述第一可控硅的T1极，所述第 一二极管的阳极连接至所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极还连接至所述第一 可控硅的触发极G;所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻连接至所述第一可控硅的T2极。
7.如权利要求4所述的警戒灯控制电路，其特征在于，所述第一导通元件为第一二极 管，所述第二导通元件为第二二极管；所述开关管为M0S管；所述第一二极管的阴极通过所述第一电阻连接至所述M0S管的源极，所述第一二极 管的阳极连接至所述第二二极管的阳极，所述第一二极管的阳极还连接至所述M0S管的栅 极；所述第二二极管的阴极通过所述第二电阻连接至所述M0S管的漏极。
全文摘要
本发明适用于机场警戒灯领域，提供了一种应用于跑道警戒灯的启动电路及警戒灯控制电路；应用于跑道警戒灯的启动电路连接在供电电源与警戒灯之间；其包括开关管；以及依次串联连接在开关管的第一端与第二端之间的第一电阻、第一单向导通元件、第二单向导通元件和第二电阻；第一单向导通元件与第二单向导通元件的串联连接端连接至开关管的控制端；当第一单向导通元件或第二单向导通元件导通时，开关管的控制端控制开关管的第一端与第二端之间导通，为警戒灯提供了供电回路。本发明提供的应用于跑道警戒灯的启动电路通过单向导通元件的导通触发开关管的导通，从而为警戒灯提供了一个供电回路；加快了警戒灯电路的启动速度。
文档编号H05B39/02GK101827482SQ20091023907
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者周明杰, 孙艳丽, 谭威 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技术有限公司