探照灯自动开关电路设计

来源:网络(转载) 作者:何艳芬 发表于:2011-12-07 10:43  点击:
【关健词】 探照灯;延时触发;自动
本文通过日常值班经验及教训,致力于馈管和调配室安全。设计探照灯自动开关电路,通过延时触发,使探照灯能根据台区工作所需,自动开启和熄灭,实现馈管和调配室安全和能源的节约。本文主要介绍、分析设计各部分电路和实现方法。

 0 引言
  馈管和调配室的安全一直是我们中波发射台十分关注的问题。由于这片区域范围很大,且发生盗窃等事故多是晚上甚至是凌晨,难以实现人员留守,因此探照灯的作用就显得十分重要。探照灯的辐射范围足以达到我台调配室、馈管领域,再者,加派人员用望远镜巡视足以保证馈管和调整室的安全。一段时间以来,我们发现,有探照灯的作用,小偷根本不敢作怪。考虑到探照灯的使用寿命,再者也为节约能源,而最重要的是,探照灯起到的是震慑小偷的作用,因此,希望设计探照灯的照明时间自动把晚上时间调整为5个时段。
  1 整体电路介绍
  要改进探照灯的工作时间,首先要对探照灯的内部结构有全面的了解。这部分内容在产品说是书上有一些体现,不足的地方通过网络查询,也可以获得极大的满足。我这里只简单介绍,以便对电路的改造更加容易理解。我台使用的空中探照灯是采用氙气灯为光源,也就是灯泡(或灯管),是高压球形短弧氙灯泡。以下就先介绍下,以氙灯为光源的大功率空中探照灯的工作原理。空中探照灯的光电系统由电源,高压发生器(俗称触发器)和灯管3个部分组成。其工作过程简单的讲就是当给电源输入额定的交流电压后,电源会输出一个稳定的直流电压,然后触发器工作,产生一个瞬间约30kV的极高电压,击穿灯泡内的氙气,由与触发器串联的电极向另一电极发射电子从而产生弧光,点亮灯泡。灯泡点亮后触发器停止工作,灯管的工作状态是低电压高电流。此外,由于探照灯的触发方式有负极触发和正极触发两种方式,因此,要特别注意。其中,负极触发的特点是触发器与灯管负极串联,工作时是灯管负极向正极发射电子,要求负极电路(指电源输出负极端到灯管负极之间的电路)要加强绝缘。我台使用的也就是负极触发的探照灯。在里做一下说明,是为了更清楚地知道改进过程中要注意的事项。本文所设计的电路,就是在直流电压到达触发器之前,先进行延时,以符合自动控制的要求,使得自动控制可以实现。
  探照灯有手动和自动两档。在电路中我们选择自动档,以实现自动开关。通过电脑时控开关输出设定的时间。时间一到,有微电脑的控制下,外界交流电压作用,产生直流电压,通过继电器实现延迟,继而实现触发,以启动探照灯。而555定时器主要起到延时和确定触发时间的作用。
  2 分析各部分电路具体功能
  此电路主要分成4个部分(如图1),现在具体介绍各个部分的功能。
  1)微电脑时控开关。按照使用说明书,连线、选择我们需要的功能设定。通过微电脑时控开关从晚上7时到第二天6时划分为5个时段,其中时间间隔不等,进行时间设定。这个时间设定可以根据季节变化而改动。此外,为了给小偷难以捉摸的时间规律,我们也可以经常改变时间设定;
  2)7812电路连接。使用三端稳压器7812构成单电源电压,输出串联型稳压电源。使用7812的作用:(1)是为了滤波,虑除交流噪声使输出电流更平稳;(2)提供储备电流,当需要突发大电流时变压器不够用时电解电容可以补充瞬间的不足。如图1所示,市电220V/AC经过变压器再经过整流之后,变成15V/DC。整流电路是自己使用4个速流二极管(如IN4001)组成。滤波电容C1、C3一般选取几百到几千微法。这里选择1 000μF。因为稳压器距离整流滤波电路比较远,在输入端入电容器C2(数值为0.01μF ),以抵消线路的电感效应,防止产生自激振荡;
  3)利用555时基单稳态制作延时电路。从555时基集成电路特性可知,当④脚电位高于1.4V时,如果②脚电位低于1/3VDD,集成电路内部触发器处于置位状态,③脚输出高电平;如果②脚和⑥脚电位同时高于2/3VDD,③脚输出低电平;因此,可利用555时基单稳态的翻转特性制作延时器。根据探照灯所需要的触发时间,我们选择两组555时基单稳态电路,来设置时间,分别为3.3s、1s。下面具体介绍为得到相应时间所需要的器件。由图1中图虚框1所示,电路中555时基单稳态电路的翻转时间由电容C4决定,时间常数。根据现有材料,再者考虑电容的精度要求,选择:
  ,由,其中,得:
  ,
  
  由图1中图虚框2所示,电路中555时基单稳态电路的翻转时间由电容C7决定,时间常数为。为了C7的电能在停电时能尽快释放,以免造成误动作,C7电容量应该小。元件选择如下:
  选C7=47μF,由,得:
  。
  
  取R2=;
  4)继电器作用与选择。继电器是一种电控制器件。它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。在设计里,选择继电器正是基于这种考虑。其次,就是其产品已经十分成熟,并且在市面上价格不高,性能价格比较好。选择继电器,必然根据我们所需要的条件进行选择。我们所能提供的控制电路的电源电压为12V,最大电流为0.1A;继电器额定工作电压是继电器最主要的一项技术参数。必须使所在电路的工件电压不超过继电器额定工作电压,否则继电器线圈会被烧毁。因为,我们选择了555电路来产生延时时间,而555电路同时也可以直接驱动继电器,使继电器工作。此设计中,不需要另外设置继电器的驱动电压。查阅相关资料确定使用条件后,首先查看手头上已经有的电磁式继电器,确实可以利用。安装时,考虑到小型继电器安装,并且还要考虑电路板安装布局。为使所做的设备能安装在原来探照灯的触发器的位置,并外观相对好看,我们选择大小合适的机箱。这样,继电器就确定下来了;
  5)整体电路功能。当所设定的时间一到,微电脑时探开关接通“自动”开关,触发电路动作。从图1中可以看到有两组继电器,分别延时为秒和1s。由于探照灯通电后不能马上触发,否则有可能引起瞬间电流过大而烧坏。因此,设计如图1虚框2所示,通电后1秒钟继电器动作,使常闭触点断开,去触发探照灯。再经过2.3s后如图1虚框1所示,继电器动作使常开触点吸合,使触发电路断开,完成一次触发探照灯的动作,点亮探照灯。
  3 结论
  探照灯自动开关电路投入使用以来,确实减轻人员负担,起到了节能环保的作用,特别是,自此以后,再没有发生过小偷盗窃事件。这个电路设计虽然简单,却十分有用。
  参考文献
  [1]朱正伟,等.数字电路逻辑设计.
  [2]顾建军.加装延时电路实现发射机来电自动恢复播出. (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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