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一种长寿命的航空障碍灯

阅读:1040发布:2020-05-29

专利汇可以提供一种长寿命的航空障碍灯专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开一种长寿命的航空障碍灯,应用于助航灯光设备领域,所述航空障碍灯的LED控制部分包括主控 制模 块 、副 控制模块 和MCU芯片;其中,所述主控制模块的 电路 结构包括受U1控制基极电平的 三极管 Q1,和栅极与所述三极管Q1集 电极 相接的场效应管Q2;所述副控制模块的电路结构包括基极受U1控制基极电平的三极管Q3,和栅极与所述三极管Q3集电极相接的场效应管Q4;本实用新型的优点在于具有两套控制电路,可以同时或者交替控制照明LED的工作 电流 ,减少照明LED的温升效应,延长 灯具 的使用寿命。,下面是一种长寿命的航空障碍灯专利的具体信息内容。

1.一种长寿命的航空障碍灯,其特征在于,所述航空障碍灯的LED控制部分包括主控制模、副控制模块和MCU芯片U1;所述主控制模块和副控制模块能够基于MCU芯片U1控制,同时或者交替控制照明LED的工作电流;其中,所述主控制模块的电路结构包括受U1控制基极电平的三极管Q1,和栅极与所述三极管Q1集电极相接的场效应管Q2;所述副控制模块的电路结构包括基极受U1控制基极电平的三极管Q3,和栅极与所述三极管Q3集电极相接的场效应管Q4。
2.根据权利要求1所述的航空障碍灯,其特征在于,所述三极管Q1和三极管Q3的发射极接地,所述三极管Q1和三极管Q3的集电极与上拉电阻相接;所述场效应管Q2和场效应管Q4的源极接地,所述场效应管Q2和场效应管Q4的漏极与照明LED的负极相接。
3.根据权利要求2所述的航空障碍灯,其特征在于,在所述场效应Q2的栅极和源极之间设有反向连接的齐纳二极管D2,在所述场效应管Q4的栅极和源极之间设有反向连接的齐纳二极管D5,所述齐纳二极管D2和齐纳二极管D5用于限制电压,防止所述场效应管Q2和场效应管Q4的栅极与源极之间绝缘层被高压击穿。
4.根据权利要求3所述的航空障碍灯,其特征在于,在所述场效应管Q2的漏极与所述照明LED的工作电压V LED之间设有反向连接的整流二极管D3,在所述场效应管Q4的漏极与所述照明LED的工作电压VLED之间设有反向连接的整流二极管D6。
5.根据权利要求4所述的航空障碍灯,其特征在于,所述场效应管Q2和场效应管Q4为N沟道增强型场效应管IRF530,所述三极管Q1和三极管Q3为S9014,所述齐纳二极管D2和二极管D5为IN4742,所述整流二极管D3和二极管D6为IN4007。
6.根据权利要求1所述的航空障碍灯,其特征在于,所述主控制模块还包括:光耦合器U2,所述光耦合器U2的发光体引脚分别与场效应管Q2的漏极和地相接,所述光耦合器U2的受光体引脚分别与MCU控制脚和地相接。
7.根据权利要求6所述的航空障碍灯,其特征在于,所述光耦合器U2为CNX62。
8.根据权利要求1所述的航空障碍灯,其特征在于,所述MCU芯片U1是STC8F2K16S2。
9.根据权利要求1所述的航空障碍灯,其特征在于,所述航空障碍灯具有控制AC电源导通的光控模块,所述光控模块包括:设置有光敏二极管VD1和滑动变阻器RP1的光监测单元,设置有555定时器U3的第一处理单元,设置有模数转换芯片U4和单片机U5的第二处理单元,设置有三极管Q5,法拉电容C5和继电器K1的驱动单元;所述光监测单元用于获取第一光感信号并发送至第一处理单元,以及获取第二光感信号并发送至第二处理单元;所述第一光感信号用于指示外界环境为白昼或黑夜,所述第二光感信号用于指示黑夜中的闪电光;所述第一处理单元用于基于所述第一光感信号向所述驱动单元发送预定的开关信号;所述第二处理单元用于基于所述第二光感信号向所述驱动单元发送预定的开关信号;所述驱动单元用于基于所述预定开关信号控制AC电源的导通。
10.根据权利要求1所述的航空障碍灯,其特征在于,所述航空障碍灯的电源部分包括:
基于MCU控制的主电源模块,以及与主电源模块具有电连接的副电源模块;其中,所述主电源模块包括AC-DC芯片U6,DC-DC芯片U7,光耦合器U8,继电器K2,三极管Q6和三极管Q7;所述副电源模块包括变压器T1和整流桥B1;所述AC-DC芯片U6用于将AC市电转换为照明电路的工作电压V LED,所述DC-DC芯片U7用于将电压V LED转换为MCU芯片U1的工作电压VCC,所述三极管Q6用于控制光耦合器U8的发光体导通,所述光耦合器U8用于控制三极管Q7的基极电平,所述三极管Q7用于控制继电器K2的导通,所述继电器用于控制所述副电源模块的AC市电导通,所述副电源模块用于在AC市电导通时将AC市电转换为照明电路的工作电压V LED。

说明书全文

一种长寿命的航空障碍灯

技术领域

[0001] 本实用新型涉及助航灯光设备领域,尤其涉及一种长寿命的航空障碍灯。

背景技术

[0002] 航空障碍灯又称助航灯,是一种标识障碍物的特种灯具。通过预设的闪光模式,航空障碍灯可以显示构筑物的轮廓,使飞行器驾驶员能判断障碍物的高度与轮廓,起到警示作用,保障飞行安全。
[0003] 由于航空障碍灯要求被设置在高于45米的建筑顶部,其维修更换难度和人工成本很大。而当灯具长时间工作时,温升效应会大大减低LED灯体的寿命,若灯具频繁出现问题停止工作,将会影响飞行器的飞行安全。实用新型内容
[0004] 为解决现有技术中航空障碍灯因为长时间工作时因为温升导致寿命短的问题,本实用新型提供了一种长寿命的航空障碍灯,能够通过两套电路控制LED的工作电流,从而减少温度对灯具寿命的影响。
[0005] 本实用新型的具体方案如下:
[0006] 一种长寿命的航空障碍灯,其特征在于,所述航空障碍灯的LED控制部分包括主控制模、副控制模块和MCU芯片U1;所述主控制模块和副控制模块能够基于MCU芯片U1控制,同时或者交替控制照明LED的工作电流;其中,所述主控制模块的电路结构包括受U1控制基极电平的三极管Q1,和栅极与所述三极管Q1集电极相接的场效应管Q2;所述副控制模块的电路结构包括基极受U1控制基极电平的三极管Q3,和栅极与所述三极管Q3集电极相接的场效应管Q4。
[0007] 进一步地,所述三极管Q1和三极管Q3的发射极接地,所述三极管Q1和三极管Q3的集电极与上拉电阻相接;所述场效应管Q2和场效应管Q4的源极接地,所述场效应管Q2和场效应管Q4的漏极与照明LED的负极相接。
[0008] 进一步地,在所述场效应管Q2的栅极和源极之间设有反向连接的齐纳二极管D2,在所述场效应管Q4的栅极和源极之间设有反向连接的齐纳二极管D5,所述齐纳二极管D2和齐纳二极管D5用于限制电压,防止所述场效应管Q2和场效应管Q4的栅极与源极之间绝缘层被高压击穿。
[0009] 进一步地,在所述场效应管Q2的漏极与所述照明LED的工作电压VLED之间设有反向连接的整流二极管D3,在所述场效应管Q4的漏极与所述照明LED的工作电压VLED之间设有反向连接的整流二极管D6。
[0010] 进一步地,所述场效应管Q2和场效应管Q4为N沟道增强型场效应管IRF530,所述三极管Q1和三极管Q3为S9014,所述齐纳二极管D2和二极管D5为IN4742,所述整流二极管D3和二极管D6为IN4007。
[0011] 进一步地,所述主控制模块还包括:光耦合器U2,所述光耦合器U2的发光体引脚分别与场效应管Q2的漏极和地相接,所述光耦合器U2的受光体引脚分别与MCU控制脚和地相接。
[0012] 进一步地,所述光耦合器U2为CNX62。
[0013] 进一步地,所述MCU芯片U1是STC8F2K16S2。
[0014] 进一步地,所述航空障碍灯具有控制AC电源导通的光控模块,所述光控模块包括:设置有光敏二极管VD1和滑动变阻器RP1的光监测单元,设置有555定时器U3的第一处理单元,设置有模数转换芯片U4和单片机U5的第二处理单元,设置有三极管Q5,法拉电容C5和继电器K1的驱动单元;所述光监测单元用于获取第一光感信号并发送至第一处理单元,以及获取第二光感信号并发送至第二处理单元;所述第一光感信号用于指示外界环境为白昼或黑夜,所述第二光感信号用于指示黑夜中的闪电光;所述第一处理单元用于基于所述第一光感信号向所述驱动单元发送预定的开关信号;所述第二处理单元用于基于所述第二光感信号向所述驱动单元发送预定的开关信号;所述驱动单元用于基于所述预定开关信号控制AC电源的导通。
[0015] 进一步地,所述航空障碍灯的电源部分包括:基于MCU控制的主电源模块,以及与主电源模块具有电连接的副电源模块;其中,所述主电源模块包括AC-DC芯片U6,DC-DC芯片U7,光耦合器U8,继电器K2,三极管Q6和三极管Q7;所述副电源模块包括变压器T1和整流桥B1;所述AC-DC芯片U6用于将AC市电转换为照明电路的工作电压VLED,所述DC-DC芯片U7用于将电压VLED转换为MCU芯片U1的工作电压VCC,所述三极管Q6用于控制光耦合器U8的发光体导通,所述光耦合器U8用于控制三极管Q7的基极电平,所述三极管Q7用于控制继电器K2的导通,所述继电器用于控制所述副电源模块的AC市电导通,所述副电源模块用于在AC市电导通时将AC市电转换为照明电路的工作电压VLED。
[0016] 采用上述方案后,本实用新型的有益效果如下:
[0017] 1、本实用新型的航空障碍灯具有两套控制LED的工作电路,当其中一套电路出问题时,可以使用另一套电路控制LED工作,延长航空障碍灯的使用寿命。
[0018] 2、本实用新型可以基于两套LED工作电路交替工作或者共同工作的模式调节LED的工作电流,降低电路温升效应,延长航空障碍灯的使用寿命。
[0019] 3、本实用新型具有控制AC电源导通的光控模块,可以在白天或者有闪电时断开航空障碍灯与AC电源之间的连接,不仅减少了AC能耗,还可以有效防雷击,延长航空障碍灯的使用寿命。
[0020] 4、本实用新型的航空障碍灯的电源部分采用双电源设计,正常工作情况下只有主电源工作,当主电源故障时副电源自动启动,延长航空障碍灯的使用寿命。附图说明
[0021] 图1为本实用新型的LED控制部分示意图;
[0022] 图2为本实用新型的主控制模块电路结构示意图;
[0023] 图3为本实用新型的副控制模块电路结构示意图;
[0024] 图4为本实用新型的MCU最小系统电路结构示意图;
[0025] 图5为本实用新型的光控部分电路结构示意图;
[0026] 图6为本实用新型的电源部分电路结构示意图。

具体实施方式

[0027] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0028] 因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0029] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。下面结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
[0030] 如图1所示本新型的LED控制部分示意图,可知,本新型的LED控制部分包括主控制模块、副控制模块和MCU芯片U1;其中,主控制模块和副控制模块能够基于MCU芯片U1控制,同时或者交替控制照明LED的工作电流。
[0031] 可以理解地,由于航空障碍灯通常会长时间保持工作状态,因此LED的发光体会产生温升效应,其灯罩内的温度不断升高,影响各电路电子元件的寿命。因此,本新型期望通过主副两套控制电路对LED的工作电流进行控制,从而实现降低LED工作温度的目的。
[0032] 如图2所示本新型的主控制模块电路结构示意图和图3所示本新型的副控制模块电路结构示意图,其中,J1和J2都是与LED正负极连接的插座,LEDOUT1和LEDOUT2是MCU控制脚发送的控制电平。
[0033] 可以理解地,主控制模块与副控制模块的部分电路相同,具体地,主控制模块的电路结构主要包括受U1控制基极电平的三极管Q1,和栅极与三极管Q1集电极相接的场效应管Q2;副控制模块的电路结构包括基极受U1控制基极电平的三极管Q3,和栅极与三极管Q3集电极相接的场效应管Q4。
[0034] 进一步地,三极管Q1和三极管Q3的发射极接地,三极管Q1和三极管Q3的集电极与上拉电阻相接;场效应管Q2和场效应管Q4的源极接地,场效应管Q2和场效应管Q4的漏极与照明LED的负极相接。
[0035] 可以理解地,本新型中由于与LED负极连接的插座与场效应管的漏极D相连,因此通过控制场效应管的漏极电流ID大小就能够实现控制LED的工作电流,而场效应管的漏极电流ID与栅源极间电压VGS呈指数关系。这里,通过与场效应管栅极相连的三极管Q1和三极管Q3,可以实现对MCU控制引脚LEDOUT1和LEDOUT2上发送的脉冲宽度调制信号(Pulse Width Modulation,PWM)进行放大的作用,即实现了MCU对于照明LED的工作电流的控制。
[0036] 具体地,脉冲宽度调制技术可以包括相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、正弦PWM法、线电压控制PWM等方法,此处不再赘述。
[0037] 需要注意的是,本新型中,无论是主控制电路还是副控制电路都是同时与MCU控制引脚LEDOUT1和LEDOUT2相连,这样的方案有两个好处,一是当主控制电路出现故障时,MCU仍然可以通过副控制电路对LED的工作电流进行控制;二是在主副控制电路都正常工作时,可以基于MCU的控制引脚LEDOUT1和LEDOUT2实现主副控制电路的交替或者同时工作,实现对于LED工作电流的各种调整,达到本新型减少LED温升的目的。
[0038] 具体地,本新型在具体实现方式中,可以通过在LED周围放置温度检测装置检测LED的实时温度,并发送给MCU,当MCU获取的LED温度达到阈值时,可以通过输出PWM电平减少LED的工作电流降低LED的功耗,使LED逐渐降温;在另一种可实现方式中,可以经由主副控制模块交替或者同时工作,对LED的工作电流进行分流,利用扩大电路散热面积进行降温。另一方面,通过主副控制电路交替式对LED进行控制,还可以延长控制电路的寿命。
[0039] 可以理解地,在正常工作情况下,优先使用主控制模块对LED的工作电流进行控制。
[0040] 可以理解地,在场效应管Q2的栅极和源极之间设有反向连接的齐纳二极管D2,相对应的,在场效应管Q4的栅极和源极之间设有反向连接的齐纳二极管D5,这里的齐纳二极管D2和齐纳二极管D5用于限制电压,防止场效应管Q2和场效应管Q4的栅极与源极之间的绝缘层被高压击穿。
[0041] 可以理解地,在场效应管Q2的漏极与照明LED的工作电压VLED之间设有反向连接的整流二极管D3,相对应的,在场效应管Q4的漏极与照明LED的工作电压VLED之间设有反向连接的整流二极管D6。
[0042] 具体地,场效应管Q2和场效应管Q4为N沟道增强型场效应管IRF530,三极管Q1和三极管Q3为S9014,齐纳二极管D2和二极管D5为IN4742,整流二极管D3和二极管D6为IN4007。
[0043] 可选地,场效应管Q2和场效应管Q4,齐纳二极管D2和齐纳二极管D5,三极管Q1和三极管Q3还可以是其他型号,此处不再赘述。
[0044] 进一步地,主控制模块的电路结构相较于副控制模块,还具有光耦合器U2,具体地,光耦合器U2的发光体引脚分别与场效应管Q2的漏极和地相接,光耦合器U2的受光体引脚分别与MCU控制脚P1.7和地相接。这样,当航空障碍灯开始工作时,基于MCU的P1.7控制脚,可以确保主控制模块对于LED控制的优先权。
[0045] 优选地,光耦合器U2为CNX62。对于光耦合器U2可能的其他型号,此处不再赘述。
[0046] 参见图4所示本新型的MCU最小系统电路结构示意图,其中,LED1和LED2是下载指示灯,用于反馈MCU预设程序的烧录状态,MCU通过P3.0和P3.1脚与J3插座相连,藉于此可以通过J3插座下载程序。MCU的P3.0-P3.7等七个引脚与排阻Res1相接,排阻Res1的另一端接电压VCC,用于提供上拉驱动支持。MCU的P5.4脚输出LEDOUT1控制电平,P5.5脚输出LEDOUT2控制电平。在MCU的VCC供电引脚和地引脚之间设置有滤波电容C1和C2分别滤波高频和低频噪声。
[0047] 显而易见地,本实用新型的航空障碍灯具有两套控制LED的工作电路,因此可以基于两套LED工作电路交替工作或者共同工作的模式调节LED的工作电流,降低电路温升效应,并且当其中一套电路出问题时,可以使用另一套电路控制LED工作,从而延长航空障碍灯的使用寿命。
[0048] 可以理解地,本新型中其他部分模组的电路结构也有利于增加航空障碍灯的使用寿命。
[0049] 参见图5所示本实用新型的光控部分电路结构示意图,可以理解地,本新型的航空障碍灯具有控制AC电源导通的光控模块以实现节能效果。
[0050] 具体地,本新型的光控模块包括光监测单元,第一处理单元,第二处理单元和驱动单元;其中,光监测单元用于获取第一光感信号并发送至第一处理单元,以及获取第二光感信号并发送至第二处理单元;具体地,第一光感信号用于指示外界环境为白昼或黑夜,第二光感信号用于指示黑夜中的闪电光;第一处理单元用于基于第一光感信号向驱动单元发送预定的开关信号,第二处理单元用于基于第二光感信号向驱动单元发送预定的开关信号;驱动单元用于基于预定的开关信号控制AC电源的导通。
[0051] 可以理解地,光监测单元主要通过光敏传感器获取外界环境的光线变化信号,具体地,是获取用于指示外界环境为白天或黑夜的第一光感信号,以及获取用于指示黑夜中出现闪电光的第二光感信号。
[0052] 可选地,第一光感信号和第二光感信号可以是来自光监测单元中的同一个光敏传感器,也可以是来自光监测单元中不同的光敏传感器,也就是说,既可以在光监测单元中只设置一个光敏传感器进行第一光感信号和第二光感信号的数据采集,也可以在光监测单元中设置不同组的光敏传感器进行第一光感信号和第二光感信号的数据采集。
[0053] 可以理解地,本新型的光敏传感器具体是指一种光敏二极管。光敏二极管与半导体二极管结构类似,管芯是一个具有光敏特征的PN结,具有单向导电性。在图5中,RP1与R1之间的连接点圆1表示光监测单元电路输出端与第一处理单元电路输入端之间的电连接位置1,与R12相连的连接点圆2表示第一处理单元输出端与驱动单元电路之间的电连接位置2。光敏二极管VD1反向与工作电压VCC相接,在夜晚时,无环境光,VD1中仅有很小的饱和反向漏电流,即暗电流,这时VD1处于截止态;在白天时,环境光充足,此时VD1中饱和反向漏电流大大增加最终使VD1导通,形成光电流,该光电流的大小与环境光的强度有直接关系,即与VD1相关支路上的电流大小与环境光强度有直接关系。
[0054] 具体地,光敏二极管VD1可以是2CU型、2DU型、HPD型、SPD型、SBC型、BS型和PD型的光敏二极管,包括:2CU5、SPDI752、PD438等型号,此处不再赘述。
[0055] 可以理解地,本新型的光监测单元中设置有与VD1串联的电阻R10,用于限流保护VD1不被大电流烧毁。
[0056] 可以理解地,本新型的光监测单元中还设置有滑动变阻器RP1与光敏二极管VD1的低电势端串联相接,滑动变阻器RP1能够通过改变VD1串路的总阻值实现对光敏二极管VD1灵敏度的调节作用。
[0057] 可选地,VD1还可以使用光敏电阻或者光敏三极管,对于由于VD1的选型变化导致的具体电路改变,此处不再赘述。
[0058] 可以理解地,第一处理单元包括555定时器U3。具体地,U3处于单稳态模式下,作为单次触发脉冲发生器工作。
[0059] 可以理解地,本新型的第一处理单元中还包括与U3输入脚连接的接地电容C3,C3用于延时U3输入脚获取的脉冲信号,从而使U3触发更稳定的PWM波形
[0060] 可以理解地,第一处理单元通过接收与外界光线强度有关的光感信号,可以向驱动单元输出对应的开关信号。具体地,当外界环境为白天时,光监测单元的光敏二极管从截止态到导通态,连接点圆1处电位随光线强度升高而升高,当555芯片的第6脚的电平大于等于2/3的工作电压VCC时,555芯片的第3脚输出低电平;相对应地,当外界环境为黑夜时,光敏二极管从导通态到截止态,连接点圆1处电位随光线强度减弱而降低,当555定时器的第2脚的电平小于等于1/3的工作电压VCC时,555芯片的第3脚输出高电平。
[0061] 可以理解地,由于555定时器的价格相比单片机或微处理器更加低廉,因此作为本新型的优选方案。可选地,本新型的第一处理单元还可以使用其他类型的单片机或微处理器作为对第一光感信号进行处理的芯片,此处不再赘述。
[0062] 可以理解地,本新型的第二处理单元包括模数转换芯片U4和单片机U5,其中,与U4第26脚相接的连接点圆1表示光监测单元电路输出端与第一处理单元电路输入端之间的电连接位置1,与U5第7脚相连的连接点圆3表示第一处理单元输出端与驱动单元电路之间的电连接位置3。
[0063] 具体地,本新型的第二处理单元中,U4是ADC0809芯片,U5是STC11F02E芯片。U4的第26脚作为输入脚接收到光监测单元输出的模拟量;U4的第6脚和第22脚与U5的第12脚相连,用于接收U5发送的AD转换起始信号;U4的第7脚与U5的第13脚相连,用于接收U5发送的AD转换结束信号;U4的第9脚与U5的第14脚相连,用于接收U5发送的允许传输信号;U4的第10脚与U5的第15脚相连,用于接收U5发送的时钟信号CLK,一般来说,ADC0809芯片的时钟要求为500KHz,也可以通过外接晶振解决;U4的第21脚与U5的第16脚相连,用于向U5发送AD转换后的数据。
[0064] 需要解释说明的是,图5中的引脚标号P1.0-P1.4是特指U5的引脚,与MCU引脚无关。并且本领域技术人员应当知晓,本新型的光控模块与MCU芯片U1之间并无数据联系。
[0065] 可以理解地,第二处理单元通过接收与外界光线强度有关的光感信号,可以向驱动单元输出对应的开关信号,具体地,是基于短时间的光线强度信息变化向驱动单元发送脉冲,U4根据输入脚接收到的模拟量,能够获取对应的光线强度信息并发送给U5,U5根据预设算法向驱动单元发送与该数字量参数对应的脉冲电平。
[0066] 举例来说,假设黑夜对应的环境光线强度信息为0,出现闪电时对应的环境光线强度为100;当无闪电时,环境保持黑暗,U4被设置为在获取环境光线强度为0时向U5发送“0000000”的数字信号,并在获取环境光线强度变化为100时向U5发送“0000001”的数字信号;而U5被设置为在接收到数字信号“0000001”时向驱动单元发送低电平脉冲,并在接收到数字信号“0000000”时向驱动单元发送高电平脉冲,这样就实现了基于黑夜中的环境光变化向驱动单元发送开关信号。
[0067] 可以理解地,在本新型的电路结构中,U5的输出采用强推挽模式,因此U5的第7脚作为输出脚与阻值为15K的电阻R15串联相接。可选地,U5的输出还可以采用弱上拉模式,此时需要加一个阻值为10K的上拉电阻。
[0068] 可选地,U4和U5也可以是其他可实现的选型和电路结构,此处不再赘述。
[0069] 可以理解地,本新型的驱动单元包括三极管Q5,拉法电容C5和继电器K1;其中,三极管Q5的基集与第一处理单元和第二处理单元的输出端相连,三极管Q5集电极与继电器K1的控制端相连,三极管Q5的发射集与拉法电容C5的负极并联接地,拉法电容C5的正极与工作电压VCC相接;三极管Q5用于基于预定开关信号控制继电器K1断开或闭合;继电器K1用于在闭合时使AC电源导通。
[0070] 可以理解地,当电连接位置2和/或3为高电平时,三极管Q5导通,使继电器K1吸合,从而使AC电源导通,航空障碍灯的LED灯可以工作;当电连接位置2和/或3为低电平时,三极管Q5截止,继电器K1断开,AC电源不导通,航空障碍灯的LED灯不工作。
[0071] 需要注意的是,由于第一处理单元是直接根据电连接位置1处的电平阈值输出高低电平开关信号,而第二处理单元是对电连接位置1处的电平进行预定义处理得到对应的光强度信息,从而输出脉冲电平开关,也就是说,由第一处理单元产生的开关信号和第二处理单元产生的开关信号是基于不同类型的参数信息,并且第一处理单元和第二处理单元都被设置为有光时输出高电平,无光时输出低电平,只是对于光强度的响应不同,因此并不会出现冲突的情况。例如,在黑夜中,光敏二极管保持截止态,即是电连接位置1处保持低电平,此时,第一处理单元输出高电平使三极管Q5导通,AC电源导通,灯具开始工作;而当黑夜中出现闪电时,由于光持续的时间很短,强度不足,对于第一处理单元来说,可能无法对此进行响应,而第二处理单元可以基于预设定义,在光线强度信息达到预设定义时输出低电平使三极管Q5截止,此时AC电源断开,保护设备不会吸引雷电,在雷电天气结束后,由于持续无光,第一处理单元又可以控制AC电源导通,使设备正常工作。
[0072] 可以理解地,本新型的工作电压VCC是由AC电源转换获取的,进一步地,当继电器K1的闭合后,工作电压VCC能够对法拉电容C5进行充电。对于实现电压转换的具体电路以及障碍灯的具体工作方式,此处不再赘述。
[0073] 可以理解地,拉法电容C5用于当继电器K1断开时为光控模块提供工作电压VCC。具体地,法拉电容C5的容量大于240F,以实现可以保证光控模块的正常工作。
[0074] 进一步地,在三极管Q5的集电极与工作电压VCC之间还设置有一个反向连接的二极管D1,用于保护Q5不被K1导通所产生的反向电流击穿。
[0075] 具体地,三极管Q5型号为S9614,二极管D7型号为IN4148。
[0076] 可选地,三极管Q5和二极管D7还可以是其他型号,此处不再赘述。
[0077] 显而易见地,本实用新型可控制AC电源导通的光控模块,可以在白天或者有闪电时断开航空障碍灯与AC电源之间的连接,这样不仅可以减少AC能耗,还可以有效防雷击,这样可以延长航空障碍灯的使用寿命。
[0078] 参见图6所示本实用新型电源部分的电路结构示意图,可以理解地,本实用新型的电源部分通过双电源设计可以延长航空障碍灯的使用寿命。
[0079] 可以理解地,本新型航空障碍灯的电源部分包括:主电源模块,以及与主电源模块具有电连接的副电源模块。可以理解地,本新型的主电源模块能够基于MCU的控制进行通断,副电源模块并不与MCU相连,即,副电源的启动只与主电源模块的状态相关,当主电源模块不工作时,副电源模块启动,为障碍灯的灯体进行供电。显而易见地,相较于主副电源都基于MCU控制的方案,本新型的方案保证了MCU能够对主电源控制的基础上避免了因为MCU故障导致主副电源都无法正常启动的可能。
[0080] 具体地,本新型的主电源模块包括AC-DC芯片U6,DC-DC芯片U7,光耦合器U8,继电器K2,三极管Q6和三极管Q7。
[0081] 可以理解地,AC-DC芯片U6用于将AC市电转换为照明电路的工作电压VLED,使航空障碍灯实现照明功能。
[0082] 具体地,U6的型号是SP6007芯片,U6的两相AC输入脚分别与AC市电的L相和N相连接,并输出直流VLED。
[0083] 可选地,U6可以是其他型号的芯片,例如XD308H,TMF0165等,也可以是一种交流转直流的变压器。对于其他型号的电压转换设备以及相应的具体电路结构,此处不再赘述。
[0084] 进一步地,在L相和N相之间,还设置有用于保护U6不被大电流击穿的压敏电阻RT1。显而易见地,压敏电阻作为一种限压型保护元件,可以在AC市电出现不正常波动时,特别是使U6承受过压时,进行电压钳位,吸收多余的电流以保护U6不被过压击穿。
[0085] 具体地,压敏电阻RT1的型号为7D471。可选地,RT1还可以选择其他型号,此处不再赘述。
[0086] 进一步地,在U6的正负极输出端之间还设置有用于保护U6的后极电路不被击穿的反向连接的瞬变抑制二极管D8。
[0087] 具体地,D8的型号为P6KE12A。可选地,D8还可以是其他型号的二极管,此处不再赘述。
[0088] 进一步地,DC-DC芯片U7将VLED转换为MCU的工作电压VCC,以实现对MCU供电。可以理解地,由于MCU的工作电压往往区分于障碍灯照明电路的工作电压,因此需要U7进行电压转换。
[0089] 具体地,本新型中的VLED为12伏,VCC为5伏。由此可见,DC-DC芯片U7具有降压的作用。在VLED与U7之间,还可以设置一个二极管IN5408用于VLED的滤波整流。
[0090] 具体地,DC-DC芯片U7的型号为78L05芯片。
[0091] 可以理解地,若VLED小于等于VCC,那么DC-DC芯片U7还可以是具有升压或稳压功能的其他型号的芯片,对于U7相关基本电路以及其他可行方案的具体实现电路结构,此处不再赘述。
[0092] 进一步地,主电源模块的电路结构还包含光耦合器U8,继电器K2,三极管Q6和三极管Q7,以实现主副电源之间的切换。具体地,光耦合器U8的发光体正极与VLED相接,发光体负极与Q6集电极相接,受光体正极与VLED相接,受光体负极与Q7基集相接;而三极管Q6基集与MCU的P1.6控制管脚相连,三极管Q7的集电极与继电器K2的控制脚相连。明显地,Q6可以在MCU的控制管脚电平为高电平时导通,继而使光耦合器U8的发光体发光,U8的受光体导通,从而使Q7也导通,而Q7的导通态可以控制继电器K2的断开闭合。
[0093] 具体地,本新型中,光耦合器U8的型号为CNX62。
[0094] 可选地,光耦合器U8还可以是其他型号的光耦合器,此处不在赘述。
[0095] 进一步地,主电源模块还包括反向连接于继电器K2集电极和VLED之间的二极管D10,和正向连接于继电器K2集电极和VLED之间的发光二极管D9。
[0096] 可以理解地,二极管D10用于保护Q7不被反向电流击穿。具体地,本新型的二极管D10型号为IN4148。
[0097] 可以理解地,发光二极管D9用于指示本新型主电源模块的工作状态是否正常:若主电源模块正常工作,VLED供电使D9保持发光状态;相反,若主电源模块出现问题,那么也就无法输出VLED供电,D9不工作。
[0098] 可以理解地,还可以将发光二极管D9替换成其他类型的发光元件,以实现对主电源模块工作状态的提示效果。对于其他具体实现过程,此处不再赘述。
[0099] 进一步地,主电源模块的电路结构还包括与发光二极管D9串联的限流电阻R21,R21用于保护发光二极管D9不被过流烧毁。
[0100] 可以理解地,继电器K2的一端与AC市电的L相和N相相连,另一端与向副电源模块供电的L相和N相相连,即,继电器K2可以控制副电源模块的AC市电导通。
[0101] 可以理解地,本新型的副电源模块包括变压器T1和整流桥B1,可以直接将AC市电转化为障碍灯照明电路需要的直流低压。
[0102] 可以理解地,本新型的副电源模块与主电源模块之间具有电连接,具体地,是副电源模块的变压器T1两相输入与主电源模块的继电器K2一端输出相接,在继电器K2控制下,变压器T1输入端可以输入AC市电进行降压处理,整流桥B1将降压后的交流电压转化为照明电路的工作电压VLED,与此同时,VLED也与主电源模块的U7相连,用于在主电源模块故障时保证MCU工作电压VCC的输出。
[0103] 具体地,VLED的电压值是12V,这样方便直接使用U7转化VCC,无需多余的转压电路。
[0104] 可选地,在一种可实现方式中,可以设置主电源输出VLED与D3之间的通路电流和副电源输出VLED与D3之间的通路电流不同,此时D3可以选择双色发光二极管,以实现分别指示主电源模块和副电源模块的工作状态,例如D3在主电源产生的VLED工作下为红光,在副电源产生的VLED工作下为绿光,这样可以实现更好的指示效果。
[0105] 可以理解地,本新型航空障碍灯的电源部分工作原理如下:
[0106] 在正常工作状态下,继电器K2使副电源模块的AC市电默认导通;此时,主副电源都与AC市电相接;U6输出VLED使照明电路工作;U7输出为MCU供电的电压VCC;MCU根据预设程序通过P1.6脚向Q6发送高电平使Q6导通;Q6集电极拉低电势使U8导通,继而使Q7导通控制继电器K2吸合;当K2吸合时,控制副电源模块的AC市电断开。
[0107] 在主电源模块出现故障无法工作状态下,由于失去了VLED和VCC供电,MCU无法工作,从而使Q6的基极脚接收到低电平;Q6截止,使光耦合器U8的输出端输出低电平;Q7截止;继电器K2改变导通方向,使副电源模块的AC市电导通,起到为障碍灯供电的作用。
[0108] 由此可见,本新型的航空障碍灯在接入AC市电之后,只有主电源模块工作,在主电源模块出现问题之后,副电源模块可以自动启动,既避免了双电源模块同时工作的能耗浪费,又无需担心MCU失效对副电源模块启动的影响。
[0109] 显而易见地,本实用新型的电源部分采用双电源设计,正常工作情况下只有主电源工作,当主电源故障时副电源自动启动,这样可以有效延长航空障碍灯的使用寿命。
[0110] 本实用新型不局限于上述具体实施例,应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。总之,凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
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