CN2037326U - 一种照明和转弯示向及其供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型中的一种照明和转弯示向及其供电装置，是一种涉及机动车辆特别是拖拉机用的装置，该装置主要解决车辆发电机输出的波动电压使闪光灯泡容易烧毁，影响蓄电池的充电与灯泡亮度等问题。该装置是由具有同一电路结构可同时完成稳频示向控制和蓄电池恒压充电双重作用的带有整流和负载短路保护以及灯泡保护特性的晶体管稳压输出式振荡开关电路组成。该装置所需的电源可由交流发电机和附带的蓄电池同时或单独供给。

Description

本实用新型涉及一种机动车辆特别是拖拉机用的照明和转弯示向及其供电的装置，一种主要由晶体管组成的多功能装置。

常用的机动车辆手扶拖拉机和发电结构与之类似的拖拉机所需的照明和示向电源，是由车辆的交流发电机直接提供，而发电机输出电压的高低，是随着车速的快慢而变化，其变化的幅度较大。当车速较慢和在转弯减速的路段，照明灯和闪光灯的亮度就会昏暗，给导向和示向都带来困难；当车速过快，闪光灯泡又难于承受超压和过电流对冷态灯丝造成的“热”冲击而引致容易烧毁，同时影响了蓄电池的正确充电和使用寿命，影响了机械触点式闪光器的正常跳闪和示向功能。

本实用新型的目的，就是针对以上所存在的实际使用问题，提供一种构造简单、实用性强、功能较为完善的照明和转弯示向及其供电的晶体管结构式装置。

本装置是通过以下的方式完成的：首先设立一个整流电路〔A〕，通过电路〔A〕将发电机输出的交变电源变换成直流电源。其次再设立一个可以起到负载短路自动保护和负载故障监察显示作用的、并且具有软启动特性的稳压输出式振盪开关电路〔B〕，在电路〔B〕的输出端接上闪光灯泡和辅助电源蓄电池，使闪光灯泡和蓄电池均处在稳压的状态下工作和充电，常态下，闪光灯泡处于失电状态，蓄电池处于充电状态。当发电机停转或输出的电压较低时，电路〔B〕的电源是由蓄电池提供；当发电机的输出电压较高时，蓄电池自动中断供电，电路〔B〕所需的电源由电路〔A〕提供。照明灯的电源由电路〔A〕和蓄电池相互自动交替提供：当发电机停转或输出的电压较低时，照明灯的电源由蓄电池提供；当发电机输出的电压较高时，蓄电池自动中断供电，照明灯所需的电源由电路〔A〕提供。另外，控制着电路〔B〕使闪光灯泡每次的启动总是处于缓慢地发亮的软启动状态，用以避免过电流对冷态灯丝造成的“热”冲击，使闪光灯泡容易烧毁的问题得到解决，工作寿命可成倍地延长。

下面结合附图对本实用新型的装置作进一步的详细描述：

附图1是该装置和负载连接时的整体结构电路。该装置的电路包括整流电路〔A〕部份和稳压开关式的闪光器电路〔B〕部份，其中电路〔B〕部份又由单元稳压电路〔a〕部份，软启动、振盪和监察控制电路〔b〕部份，截流保护辅助电路〔c〕部份等组成。发电机输出的交变电压从A、B两端输入经整流后从a、b两端输出，稳压后的输出电压从C、D两端输出。

参照附图1，稳压电路〔a〕部份包括三极管T1、T2、T3、稳压二极管DW、电阻R6、R7、R8、电容C3。控制电路〔b〕部份包括三极管T4、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R0、电容C1、C2。保护电路〔c〕部份包括电阻R9、电容C4、二极管D5、D6。整流电路〔A〕部份包括整流二极管D1、D2、D3、D4。而XD2、XD3是转向用的前后信号闪光灯泡、XD1是装在驾驶室或车头部位起负载故障监察显示用的指示灯泡，K1、K2是组合在一起的双联转向控制开关，K3、K4是组合在一起的双联照明灯通断控制开关，Ro是功率较大的线绕电阻，起着检测回路电流大小的作用，RD是保险熔断器、E是蓄电池、L是照明灯。

装置的操作过程是：闭合K1和K2、电路可正常工作，XD1、XD2、XD3以相同的频率闪动，当XD2或XD3的其中一只损坏或两只同时损坏时，振盪条件被破坏、XD1无法闪动而保持其亮度不变，示意负载出现故障需及时检修。当输出C、D两端或任意一只灯泡两端及其回路出现短路或过载现象时，保护电路马上动作，把回路电流截断。待故障排除后，重新开启K1和K2，电路恢复正常工作。

装置的供电过程是：闭合K1和K2，当E两端的电压与D8的正向压降之差高于电路〔A〕两端的输出电压Uab时，D8正向导通，E经D8向电路〔B〕提供电源；反之D8反向截止，E的供电中断，电路〔B〕所需的电源由Uab提供。闭合K3和K4，当E两端的电压与D9的正向压降之差高于Uab时，D9导通，E经D9向L提供电源；反之D9截止，E的供电中断，L所需的电源由Uab提供。常态下K1和K2断开，电路〔B〕的输出端经D7对E施行充电：当流过E的电流较大时，电路〔B〕起振，使E处在间歇式的充电状态；反之E处于稳定的充电状态，当E两端充到满格电压后可自动截止。如果发电机输出的电压较为稳定，可把D8和D9短路，这样，电路〔B〕和L的电源由Uab和E并联结合提供，而E常态下的稳压充电状态不变。

构成其中的电路〔a〕是一种稳压性能较好、电路总增益较高，损耗较少的集电极输出型稳压电路。电源调整管、开关管由T1、T2组成。采用这样的连接方法，其目的是只要向T2提供一个变化的较小基极电流，便可在T1的集电极得到一个很大的同样变化的输出电流，而这种变化的输出电流是一种由小到大缓慢上升的电流，产生这种变化的电流是靠T4控制T3完成；另外，在满负载输出的情况下，T1的深饱和压降Uce1可以低到仅一个Ube1以下，从而实现降低T1的功耗和壳温。电路的稳压过程是：输入电压Uab经R6向T2提供基极电流使T2导通，T2导通后，经R7回路向T1输送较大的基极激励电流使T1导通，随着T1的导通，输出电压Ucd迅速升起，把稳压管DW击穿导电，从而将整个稳压电路很快稳定下来。输出端C、D间的最高稳定电压是：Ucd＝Ube3＋Udw、因T3的Ube3约是0.6至0.7伏，因而Ucd主要取决于DW的稳压值Udw，Dw的工作电流由R8提供。输出的最大电流10取决于R7的大小。因Uab下降会引起：Ucd＜Ube3＋Udw，Dw因无法击穿导电，T3会截止，T2和T1的基极电流增大，当增大到足以激励T1进入深饱和导通的程度，输入电压与输出电压之差：Uab－Ucd＝Uce1＋IoRo最低，T1的功耗最小、压降Uce1和管壳的温度也最低。电路是通过设置和改变Udw的大小从而实现：当Uab较高时，电路〔B〕工作于线性的稳压开关状态，当Uab较低或当蓄电池E向电路〔B〕供电时，电路〔B〕是工作于接近理想的开关状态。

构成其中的电路〔b〕是建立在电路〔a〕的基础上，通过T4与之配合，共同完成其控制的功能。电路的工作过程如下：T1与T4构成一个反相开关：T4截止时，T1、T2通过R6导通；T4导通时则因其集电极电流较大，致使T3导通，T1、T2因得不到足够的基极激励电流而被迫处于截止状态。容量较大的电容C2与R1、R2、R4联合组成限制调整管起动电流的延时网络，它们在电路启动期间，阻止T2基极电流的急剧增长，使T1的集电极输出电压不能突升，只能随着C2两端电压的变化而变化，由于C2充电时两端的电压是按指数规律上升的，因此，输出电压只能逐渐地上升到限定值，使电路工作在软启动的过程。在T4导通期间（T1截止），电源Uab经T4的e、b极和R1向T4提供基极电流Ib4，Ib4一部份通过R2、R3流到T2的集电极，另一部份通过R2流向了电容C2，向C2充电，随着时间的增长，C2上电压不断增大，T4的基极电位也不断地相应提高，T4的基射极电压便不断减小，待到此电压值小到等于T4的临界导通电压时，T4即开始进入截止状态，T4的集电极电流减小使T1、T2开始有点导通，T1的集射极电压便开始减小、由于C2上电压不能突变，逐使T4的基极电位进一步提高，这是一个强热的正反馈过程，结果使T4迅速进入截止状态，T1迅速进入导通状态。以后，电容C2通过R3、T2、R7、C3、R0、T1、R4放电，C2上电压不断减小，T4基极电位便不断增大，待到此电压值等于其临界导通电压时，T4又开始进入导通状态，与上述类似，由于C2的正反馈作用使T4迅速进入导通状态。T1迅速进入截止状态。如此周而复始形成了自激振盪。在振盪过程中，如果Uab上升，C2的充电时间随之加快，因Ucd不变，T2的集射极压降则随之增大，而C2的放电时间相应延长，这样，C2充放电时间的变化在一定程度上受到了相互的制约。电路中，电容C2的充电时间决定了T1的截止时间、电容C2的放电时间则决定了T1的导通时间。通过合理选取C2的充放电时间，可使灯泡的闪动频率和亮灭的时间比控制在使用规定的范围内。为了克服灯泡的灯丝在每次闪动过程中冷热温差较大的现象，在亮灭清晰的前提下，可调整灯泡的每次熄灭电压不等于零而维持在一个合适且较低的范围内。

为了防止电源在使用过程中出现过载或短路而引起电路元器件的损坏，设置了控制电路，该电路通过由T4管组成的回路电流检测网络，同时实现了对电路的振盪与截止，过载保护和故障监察显示的控制。该电路由T1、T4、R0、R1、R2、R3、C1组成。C1在电路中主要滤除干扰电压对监察显示的影响，同时与R2配合，使电路接通时的软启动时间延长。T1的作用是为R1、R2、R3提供一个简单的基射极稳压源Ube1，通过R1、R2、R3把Ube1进行分压后建立起Ur1：Ur1＝Ube1·R1／R3＋R2＋R1，一般选取Ube1＞Ube4，当Ube1＜Ube4时，可用二极管串联在T1的基极输入端，使Ur1提高。Ur1的作用是为T4提供一个稳定的基极偏压，并且与IoRo配合，检测回路电流的变化和控制着T4的导通与截止：在满负载输出的情况下，回路电流增大，检测电阻R0两端的压降IoRo上升到T4的导通电压，T4导通，电路起振并正常工作；在输出端发生短路或过载的情况下，T4保持导通不变，结果使电源的输出端电流被限制在一定的数值，保护了T1不致因过流而遭损坏；在负载XD2、XD3其中一只或两只同时损坏的情况下，回路电流减小，IoRo下降到T4的导通电压以下，T4截止，T1保持导通不变，电路无法振盪，监察指示灯XD1一直发亮，发出了负载存在故障的信号，当故障消除后，重新开启K1和K2、电路就可恢复正常的工作。电路中，由于设置了Ur1，使T4同时起到了保护和监察控制的双重作用，另外，降低了T4的导通电压限值和对IoRo的要求，使电源的输入与输出电压差减小，电源的转换效率提高。

构成其中的电路〔c〕是一种延时式电压输出电路，其与上述的电路〔a〕和电路〔b〕配合，共同完成截流保护的功能和提高保护的可靠性和实用性。电路的工作过程是：闭合K1和K2，电容C4经电阻R9充电，因C4的充电时间大于C2的充电时间，在电路的每次启动期间，C4两端的电压不足以使D5和D6导通，对电路的启动不造成影响，当电源一旦短路或过载，Ucd迅速下降，Uce1迅速上升，T1进入控流的状态。C4两端电压上升，当升高到D5和D6的导通电压以后，D5和D6导电，T4的集电极电流增大并激励T3饱和导通，从而将T1的回路电流彻底截断。如果K1和K2保持闭合，这种截断状态就保持不变，只有当故障消除后，重新开启K1和K2，电路才能正常工作。电路中的D5和D6，可根据实际使用要求进行加减，也可用稳压二极管或发光二极管代替。

附图2与附图1电路的结构原理相同，不同之处主要在于稳压电路〔a〕和截流保护辅助电路〔c〕的组成形式有所区别。

参照附图2，稳压电路〔a〕包括三极管T1、T2、T3、电阻R5、R6、R7、R8、R9、电容C3，稳压二极管DW。电路中T3的导通与截止，同样是由T4所控制，T2的基极电流大小由T3控制，当T4截止，T2、T3导通；当T4饱和导通，T3、T2截止，输出电压Ucd的高低，不是取决于DW的稳压值，而是主要取决于DW和R8、R9的分压比，改变分压比，可改变Ucd，这样，对于选取稳压管和调整输出电压都较为容易。当Ucd较低时，DW可用发光二极管或数只整流二极管串联代替。截流保护辅助电路〔c〕包括发光二极管D5、整流二极管D6、电阻R10、R11、电容C4。电路中，增设D5和R10的目的，主要是在D5的两端建立一个稳定的电压，避免输入电压的大幅度变化而造成对启动电路的影响，使闪光器可以在较大的电压变化范围内可靠地工作；其次，当负载短路或过载时，D5就会一直发亮，发出电路存在故障的信号；另外，C4的电容量和体积可以减小。电路中的D5，也可用稳压管或数只整流二极管串联代替，起着单一的稳压作用。

为了使电路〔a〕具有软启动的特性，除了可以通过电路〔b〕对其进行间接控制外，还可以通过在T2管的基极设置一个由电阻和电容组成的延时网络对其进行直接的控制，使其具有同样的软启动性能。

附图1和附图2的电路中，稳压电路〔a〕部份和控制电路〔b〕部份可由具有相同功能的半导体集成电路组成；也可由具有相同或相似功能的半导体集成电路与适当的分立元器件相互组成。为了避免T1管在使用过程中因意外过热而损坏，也可在其外壳附设一个过热保护触点开关或对其附设一个热温度检测控制装置。

在车辆的蓄电池容量和负载较大的情况下，可通过把其中的稳压电路〔a〕由原来的线性稳压状态改变为开关稳压状态，使电路〔B〕在原来的1－1.8Hz／秒示向闪光频率包络线上载上15KHz／秒左右的行频成份，使T1管同时工作于行频和示向闪光频率的两种振盪开关混合状态，通过这样，实现降低T1管在工作时的功耗和进一步提高电源的转换效率的目的。

在车辆的蓄电池容量较小而又需配备两只或两只以上的照明灯的情况下，电路中的L可作为常备的照明灯使用，而其余需附加的可接在电路的A、B或a、b的两端作为远近程照明灯使用。

以上所述的装置，可在各种适用的车辆中使用，也可在电路〔B〕的输出端并联接上一只压电陶瓷蜂鸣器或电磁喇叭，利用它们的声响效果起到转弯示向提示的辅助作用。

本实用新型所提供的一种照明和转弯示向及其供电装置，就是象以上所描述的那样组成，在解决了车辆的交直流供电、充电和照明以及转弯示向等功能要求的同时，还使装置中的闪光器电路具有寿命长，闪动频率较稳定；具有负载短路保护和负载故障监察显示以及所配用的闪光灯泡的使用寿命可成倍地延长等优点；具有使闪光器电路同时起到了蓄电池充电的恒压源作用，从而简化了装置的结构和较简易地解决了蓄电池的使用寿命受着充电输入电压变化的影响等问题；具有使装置中的T1管同时起到了电源调整管和电源无触点开关管的双重作用；使T4管同时起到了过载保护、欠载故障监察显示和电路的软启动过程控制的双重作用；使电容C2同时兼顾了振盪频率和软启动延时的调整作用。该装置电路中所有的元器件可通过印刷电路板集装于由塑料或金属制成的壳体中，也可将蜂鸣器电路同时组装在一起，并使蜂鸣器的声响可直接传出壳体外，并把装配好的壳体安装在车辆合适的地方，这样，装置就能够长期可靠地正常工作。

Claims (10)

1、一种机动车辆特别是拖拉机用的照明和转弯示向及其供电的装置，该装置是由整流电路[A]部份、稳压开关电路[B]部份组成，电路[B]部份又由稳压电路[a]、故障监察控制电路[b]、截流保护辅助电路[c]等组成，其中电路[A]的输入端与发电机的输出端相连结，电路[A]的输出端与电路[B]的输入端相连结，闪光灯泡XD2、XD3经开关K1与电路[B]的输出端相连结，蓄电池E经二极管D7与电路[B]的输出端相连结，蓄电池E经开关K2和二极管D6与电路[B]的输入端相连结，照明灯L经开关K3和二极管D9与蓄电池E的输出端相连结，照明灯L经开关K4与电路[A]的输出端相连结，其特征在于：

a、所述的装置是一种带有整流和设有负载短路保护以及负载故障监察显示作用的软启动稳压输出式振荡开关电路；

b、所述装置中的闪光灯泡XD2、XD3是处于设有软启动特性的稳压开关状态，蓄电池E是处于稳压的充电状态，照明灯L是处于由蓄电池E和电路[A]相互自动交替供电的状态。

2、根据权利要求〔1〕所述的装置，其特征在于开关K1、K2闭合，闪光灯泡XD2、XD3经K1接通时，蓄电池E的输出端经开关K2和二极管D8与电路〔A〕的输出端相连接；当开关K1、K2断开，灯泡XD2、XD3失电时，电路〔B〕的输出端经二极管D7对蓄电池E施行充电，其次，当蓄电池E两端电压与二极管D8的正向压降之差高于电路〔A〕的输出电压时，二极管D8导通，蓄电池E经二极管D8向电路〔B〕提供电源；当蓄电池E与二极管D8的正向压降之差低于电路〔A〕的输出电压时，二极管D8截止，蓄电池E的供电中断，电路〔B〕所需电源由电路〔A〕提供，另外，当电路〔A〕的输出端电压变化较小时，可以把二极管D8短路后使用。

3、根据权利要求〔1〕所述的装置，其特征在于开关K3、K4闭合，照明灯L接通，蓄电池E两端电压与二极管D9的正向压降之差高于电路〔A〕的输出电压时，二极管D9导通，蓄电池E向照明灯L提供电源；当蓄电池E两端电压与二极管D9的正向压降之差低于电路〔A〕的输出电压时，二极管D9截止，蓄电池E的供电中断，照明灯L所需的电源由电路〔A〕提供，当电路〔A〕的输出端电压变化较小时，可以把二极管D9短路后使用。

4、根据权利要求〔1〕所述的装置，其特征在于电路〔a〕是一种主要由三极管T1、T2、T3等组成且设有限制三极管T2的基极启动电流总是缓慢地上升到限定值而使电路具有软启动特性的集电极输出型稳压电路，电路中的负载总是连接在三极管T1的集电极与接地公共点之间。

5、根据权利要求〔4〕所述的电路〔a〕，其特征在于该电路中的三极管T1同时起着电源调整和电源触点开关的双重作用。

6、根据权利要求〔1〕所述的装置，其特征在于电路〔b〕，是通过由三极管T4组成的延时网络实现对稳压电路〔a〕的软启动过程的控制，通过由三极管T4组成的回路电流检测网络实现对电路的振盪与截止、过载保护和负载故障监察显示的控制。

7、根据权利要求〔6〕所述的电路〔b〕，其特征在于该电路中对三极管T4设置了一个稳定的基极偏压Ur1，该Ur1是利用T1管的基射极间的压降经分压后组成。

8、根据权利要求〔1〕所述的装置，其特征在于电路〔c〕是一种延时式的电压输出电路，也可以是一种带有预稳压的延时式电压输出电路。

9、根据权利要求〔1〕所述的装置，其特征在于组成其中的电路〔B〕部份，可以是一种在1－1.8Hz／秒的示向闪光频率包络线上载有15KHz／秒行频的，并且设有负载短路保护和负载故障监察显示作用的软启动稳压输出式载波振盪开关电路。

10、根据权利要求〔1〕所述的装置，其特征在于该装置的输出端，可以并接一只起着转向提示用的压电陶瓷蜂鸣器或电磁喇叭。