LAT型全自動(dòng)消防應(yīng)急照明燈電路分析與維修
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本文介紹的LAT型消防應(yīng)急照明燈安裝在一般工業(yè)與民用建筑中，以便停電時(shí)，為人員的疏散或消防作業(yè)提供應(yīng)急性的照明，同時(shí)該燈具還具有"自檢"和"自保"功能，是一款全自動(dòng)型消防應(yīng)急照明燈具。燈具的外形如圖1所示。內(nèi)部電路如圖2所示。
圖1 燈具的外形圖
圖2 內(nèi)部電路圖
一、電路工作原理分析
1.正常狀態(tài)的自動(dòng)充電電路
市電AC220V經(jīng)C4、R16降壓，由D1~D4整流、C2濾波，形成5.5-5.9V直流充電電壓（與電池電壓高低有關(guān)系），經(jīng)R13限流、D8隔離，加到鎳鎘電池組正極，進(jìn)行自動(dòng)充電。在充電時(shí)，由于R6和R3分壓為Q2的b極提供偏壓偏低，Q2截止，此時(shí)紅色充電指示燈LED3經(jīng)Rl0可獲得1.79V電壓而發(fā)光，表示電池處于充電狀態(tài)。當(dāng)電池充滿(mǎn)時(shí)（實(shí)測(cè)約為4,37V），Q2的b極偏壓增高并使Q2導(dǎo)通，c極電壓降低，LED3熄滅，表示充滿(mǎn)電后自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流浮充狀態(tài)。
2.應(yīng)急狀態(tài)的自動(dòng)放電電路
在充電過(guò)程中，充電電壓經(jīng)R15加到D6正極，在D6和D7的負(fù)極形成4.53V電壓，該電壓將D7封鎖住，使D7無(wú)法導(dǎo)通，導(dǎo)致Q4的b極無(wú)偏置，使Q4截止。正在充電時(shí)，即充電燈亮?xí)r，Q4的c極電壓為一0.1V;當(dāng)電池充滿(mǎn)時(shí)，即充電燈滅時(shí)，電壓變?yōu)?span lang="EN-US">0.03V,Q5都因b極偏壓太低而截止，此時(shí)c極為高電位，電壓在4.27~5.91V之間變化，所以在充電的全過(guò)程中，Lal、La2聚光燈不會(huì)亮。
當(dāng)突然停電時(shí)，充電電壓立刻消失，但在充電過(guò)程中，充電電壓經(jīng)R15、R1、D5向Cl充電，并在Q3的b極形成的0.73V電壓不會(huì)立刻消失。另一方面，當(dāng)充電電壓消失后，封鎖在D7負(fù)極上的4.53V電壓也隨之消失，即D6對(duì)D7的封鎖被解除，電池電壓立刻經(jīng)Rll、D7、R5加到Q3的c極并使Q3導(dǎo)通。Q3導(dǎo)通后，為Q4的b極提供不小于0.7V的偏壓，使Q4飽和導(dǎo)通，從而也使Q5飽和導(dǎo)通，電池經(jīng)Q5放電，將Lal、La2點(diǎn)亮。同時(shí)電池電壓經(jīng)Q4、D9、R4（取代Rl和D5）繼續(xù)向Cl充電，保證Q3持續(xù)飽和導(dǎo)通，于是電路自動(dòng)轉(zhuǎn)入應(yīng)急照明狀態(tài)。
3.自動(dòng)故障檢測(cè)
當(dāng)電池未裝、失效或開(kāi)路時(shí)，由于負(fù)載減輕引起充電電壓由5.91V上升到9.83V,經(jīng)R13加到ZD1負(fù)極電壓為9.16V,ZD1被擊穿，使Ql的b極由1.28V升至2.59V,Q1導(dǎo)通，黃色故障指示燈亮，提示電路出現(xiàn)故障。同時(shí)，D8負(fù)極充電電壓由4.12V上升到8.48V,加到Lal、La2正端，該電壓又加到Q4的e極，經(jīng)Rll、D7、R5、Q3到地構(gòu)成通路（當(dāng)電池出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，D6將對(duì)D7失去封鎖作用，見(jiàn)下文"故障2"），但為Q4提供的偏置只有0.64V（測(cè)Q4的b極電壓為7.84V），所以Q4僅為弱導(dǎo)通。Q5的b極電壓為0.62V,則Q5也變?yōu)槿鯇?dǎo)通，在其內(nèi)部有5.14V左右的壓降，此時(shí)Lal、La2雖然比正常狀態(tài)亮，但不至于燒毀。
4.過(guò)放電自動(dòng)保護(hù)
由C1、Rl、D5、D9、R4及Q3組成的自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路，不僅可以實(shí)現(xiàn)正常和應(yīng)急兩個(gè)狀態(tài)間自動(dòng)轉(zhuǎn)換，同時(shí)又可為后備電池過(guò)放電自動(dòng)保護(hù)。在應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，電池電壓經(jīng)Q4、D9、R4向Cl充電，使Q3在轉(zhuǎn)換過(guò)程中保持飽和導(dǎo)通，Q4、Q5工作，將Lal、La2點(diǎn)亮。為了電池的使用壽命，不希望放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，所以當(dāng)電壓放電低于額定電壓的85%時(shí)，通過(guò)電池電壓向Cl充電能力的自然下降使Q3截止，從而達(dá)到過(guò)放電自動(dòng)保護(hù)目的。該燈具在"自檢"和"自保"兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)，都是一種電路兩種用途，非常巧妙。
常見(jiàn)故障分析與維修
故障現(xiàn)象1:在正常狀態(tài)下，按試驗(yàn)開(kāi)關(guān)AN1,Lal、La2偶爾能亮，拔下電源插頭模擬突然性停電，Lal、La2很難再亮。
分析檢修：經(jīng)檢查Cl失效，在正常狀態(tài)下下端電壓不能完全達(dá)到0.68V-0.73V,當(dāng)m現(xiàn)突然停電時(shí)，由于充電電壓隨之消失，無(wú)法使Q3迅速導(dǎo)通，進(jìn)而影響Q4和Q5,從而導(dǎo)致Lal、La2很難再亮。
故障現(xiàn)象2:在正常狀態(tài)下，按AN1和模擬突然停電，Lal、La2均不亮。
分析檢修：此故障大多是由于連接線(xiàn)有問(wèn)題所致，因?yàn)樗玫膶?dǎo)線(xiàn)比較細(xì)，芯線(xiàn)強(qiáng)度有限，容易在導(dǎo)線(xiàn)的焊接點(diǎn)處出現(xiàn)斷路。
同時(shí)也要注意檢查后備電池的接點(diǎn)是否開(kāi)路，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)開(kāi)路就會(huì)使充電電壓大幅增加，而且充電電壓加在D6和D7正極卜。的電壓幾乎相等，均為7.9V左右，因此D6對(duì)D7已經(jīng)起不到封鎖的作用。盡管電路在設(shè)計(jì)方面已采取了相應(yīng)的保護(hù)措施，但當(dāng)Q4或Q5 r作點(diǎn)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)使Lal、Lal過(guò)壓，導(dǎo)致其老化或損壞。
故障現(xiàn)象3:在正常狀態(tài)下，按AN1試驗(yàn)開(kāi)關(guān)，Lal,La2亮；模擬突然停電Lal、La2不亮。
分析檢修：檢查自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路各元件未見(jiàn)異常，后備電池也未出現(xiàn)開(kāi)路，測(cè)試電池發(fā)現(xiàn)沒(méi)有電壓，而且發(fā)現(xiàn)多臺(tái)燈具都有這種狀況，分析認(rèn)為燈具所采用的后備電池性能比較差，過(guò)充或過(guò)放都容易造成電池失效，表現(xiàn)出的現(xiàn)象是永遠(yuǎn)充不滿(mǎn)電（和那種"一充即滿(mǎn)，一用即光"有所不同），測(cè)兩極電壓為0V.實(shí)修時(shí)應(yīng)注意檢查，看看電路是否存在"過(guò)充"和"過(guò)放"問(wèn)題。
維修資料
利用面板上3個(gè)開(kāi)關(guān)和3個(gè)指示燈，對(duì)燈具進(jìn)行檢查，具體方法如下：
在正常狀態(tài)下按住AN1時(shí)Lal、La2亮，松開(kāi)后熄滅。同時(shí)，松開(kāi)AN1后充電指示燈LED3會(huì)亮一會(huì)兒再熄滅。如果充電指示燈原先是亮的，按住AN1則熄滅。
在正常狀態(tài)按AN2、AN3均無(wú)效。在應(yīng)急狀態(tài)下按AN1無(wú)效。Lal、La2亮?xí)r，按AN2熄滅，再按AN3,Lal、La2亮，但充電指示燈始終不亮。如果在上述檢查過(guò)程中出現(xiàn)異常，即表明電路存在問(wèn)題。
Ql控制故障指示燈對(duì)電路自檢。在正常狀態(tài)，如果電池未裝和存在開(kāi)路，Ql就會(huì)導(dǎo)通，黃色故障指示燈亮，而在應(yīng)急狀態(tài)時(shí)，Ql始終不會(huì)導(dǎo)通。Q2控制充電指示燈，充電時(shí)紅色指示燈亮，充滿(mǎn)時(shí)熄滅。Q3為自動(dòng)轉(zhuǎn)換，一是利用Cl儲(chǔ)存的電壓實(shí)現(xiàn)瞬間轉(zhuǎn)換，二是利用Q4的導(dǎo)通來(lái)維持自身的持續(xù)導(dǎo)通。另外，當(dāng)電池放電低于85%時(shí)，Q3會(huì)自動(dòng)截止，防止過(guò)放。Q4和Q5為Lal、La2的控制開(kāi)關(guān)，正常狀態(tài)時(shí)截止，應(yīng)急狀態(tài)時(shí)飽和導(dǎo)通；當(dāng)電池未裝或存在開(kāi)路時(shí)，Q4、Q5自動(dòng)變?yōu)槿鯇?dǎo)通，起到限流作用，保護(hù)Lal、La2。
Q1~Q5管腳工作電壓見(jiàn)表。
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