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LAT型消防應(yīng)急照明燈的電路原理與故障維修分析

  本文介紹的LAT型消防應(yīng)急照明燈安裝在一般

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)電池充滿時(shí)(實(shí)測約為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無法導(dǎo)通,導(dǎo)致Q4的b極無偏置,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)電池充滿時(shí),即充電燈滅時(shí),電壓變?yōu)?.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

當(dāng)電池未裝、失效或開路時(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)問題時(shí),D6將對D7失去封鎖作用,見下文"故障2"),但為Q4提供的偏置只有0.64V(測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)間過長,所以當(dāng)電壓放電低于額定電壓的85%時(shí),通過電池電壓向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有問題所致,因?yàn)樗玫膶?dǎo)線比較細(xì),芯線強(qiáng)度有限,容易在導(dǎo)線的焊接點(diǎn)處出現(xiàn)斷路。

同時(shí)也要注意檢查后備電池的接點(diǎn)是否開路,因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)開路就會(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)換電路各元件未見異常,后備電池也未出現(xiàn)開路,測試電池發(fā)現(xiàn)沒有電壓,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,過充或過放都容易造成電池失效,表現(xiàn)出的現(xiàn)象是永遠(yuǎn)充不滿電(和那種"一充即滿,一用即光"有所不同),測兩極電壓為0V.實(shí)修時(shí)應(yīng)注意檢查,看看電路是否存在"過充"和"過放"問題。

維修資料

利用面板上3個(gè)開關(guān)和3個(gè)指示燈,對燈具進(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,松開后熄滅。同時(shí),松開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均無效。在應(yīng)急狀態(tài)下按AN1無效。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。如果在上述檢查過程中出現(xiàn)異常,即表明電路存在問題。

Ql控制故障指示燈對電路自檢。在正常狀態(tài),如果電池未裝和存在開路,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,防止過放。Q4和Q5為Lal、La2的控制開關(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管腳工作電壓見表。

  • 照明燈
  • 電壓
  • 電池

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