CN207266347U - 航空障碍灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种航空障碍灯。该灯包括AC/DC模块、DC/DC模块、LED驱动模块、LED、微控制器、电流检测模块、故障报警模块及通讯模块。AC/DC模块连接外部电源；DC/DC模块进行直流电压大小转换；LED驱动模块的电源输入端连接于AC/DC模块和DC/DC模块之间，接收微控制器输出的控制信号；LED连接于LED驱动模块，LED驱动模块根据控制信号控制LED亮灭及亮度；通讯模块用于连接外部智能设备；电流检测模块连接LED，检测LED的工作电流；故障报警模块包括一个NPN型三极管及一个继电器；三极管基极连接微控制器及继电器，且继电器连接外部报警装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种航空障碍灯。
背景技术
航空障碍灯(AviaT1ion ObsT1rucT1ion lighT1)又称助航灯光设备是标识障碍物的特种灯具，隶属于助航灯光设备行业，航空障碍灯是其座下的灯种范围。考虑到光污染和一般用途的照明灯的区别，在中高光强下，航空障碍灯一般不采用常亮，而是采用闪烁方式。低光强航空障碍灯一般为常亮工作方式。高中光强的航空障碍灯其闪烁频率一般不低于每分钟20次，不高于每分钟70次。
无论是中高光强的航空障碍灯，还是低光强的航空障碍灯，都要求其在正常工作期间保持工作状态的稳定，有故障发生时需要及时修复或者更换。但是靠人工检测航空障碍灯是否故障具有较大难度。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种具备障碍自动上报功能的航空障碍灯。
为实现本实用新型目的提供的一种航空障碍灯，包括AC/DC模块、DC/DC模块、LED驱动模块、LED、微控制器、电流检测模块、故障报警模块及通讯模块；
所述AC/DC模块连接外部电源，将外部输入交流电转换为直流电，在输出端连接所述DC/DC模块；
所述DC/DC模块进行直流电压转换，将输入高直流电转换为低直流电，并为所述微控制器供电；
所述LED驱动模块的电源输入端连接于所述AC/DC模块和DC/DC模块之间，并与所述微控制器连接，接收所述微控制器输出的控制信号；且所述LED连接于所述LED驱动模块，所述LED驱动模块根据所述控制信号控制所述LED亮灭及亮度；
所述微控制器为所述航空障碍灯的中心控制单元，连接所述LED驱动模块、所述故障报警模块及所述通讯模块；
所述通讯模块用于连接外部智能设备，传输数据到所述外部智能设备或者接受所述外部智能设备发送的信息；
所述电流检测模块连接所述LED及所述微控制器，检测所述LED的工作电流，并将检测结果传输给所述微控制器；
所述故障报警模块包括一个NPN型三极管及一个继电器；所述三极管基极连接所述微控制器，接收所述微控制器输入的高低电平信号，所述三极管集电极连接所述继电器，且所述继电器连接外部报警装置。
其中一个实施例的航空障碍灯中，还包括与所述微控制器连接光控模块，用于接收外界光强变化，并输出电信号。
其中一个实施例的航空障碍灯中，所述光控模块包括顺次连接的光敏三极管及分压电阻，所述微控制器连接于所述光敏三极管及所述分压电阻之间。
其中一个实施例的航空障碍灯中，还包括与所述微控制器连接的频率调节模块，用于调节所述LED的闪烁频率。
其中一个实施例的航空障碍灯中，所述通讯模块为RS485通讯模块。
本实用新型的有益效果包括：本实用新型提供的航空障碍灯，设置有故障报警模块，其与微控制器连接，并通过电流检测模块检测发光体LED的工作电流，在电流异常时发送电信号到微控制器，微控制器再发送信号到所述故障报警模块，激活报警装置报警，从而能够快速通知监控人员航空障碍灯工作情况，尽快的故障进行修复。
附图说明
图1为本实用新型一种航空障碍灯的一具体实施例结构组成示意图；
图2为本实用新型一种航空障碍灯的一具体实施例中AC/DC模块电路示意图；
图3为本实用新型一种航空障碍灯的一具体实施例中DC/DC模块电路示意图；
图4为本实用新型一种航空障碍灯的一具体实施例中LED驱动模块电路示意图；
图5为本实用新型一种航空障碍灯的一具体实施例中故障报警模块电路示意图；
图6为本实用新型一种航空障碍灯的一具体实施例中光控模块电路示意图；
图7为本实用新型一种航空障碍灯的一具体实施例中频率调节模块电路示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本实用新型的航空障碍灯电源电路及航空障碍灯的具体实施方式进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，此处所描述的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，其中一个实施例的航空障碍灯，包括AC/DC模块100、DC/DC模块200、LED驱动模块400、LED、微控制器300、电流检测模块600、故障报警模块700及通讯模块500。
本实施例的航空障碍灯，微控制器为中心控制控制芯片，负责与外部进行通信以及发送控制信号给各连接的功能模块，控制各部分的工作。
对其他各模块功能，所述AC/DC模块连接外部电源，将外部输入交流电转换为直流电，并在输出端连接DC/DC模块。在一具体实例中，AC/DC模块的电路结构如图2所示，输入外部电源为100-240VAC(交流)，输出电源为12VDC(直流)。其中，芯片U1为单片开关电源芯片，选用Power Integrations公司TinySwitch-4产品系列中TNY288D，这个芯片在85-265VAC电压下，以适配器的模式可以做9W功率。LED负载功率为5W，因此可以满足要求。该芯片特点如下：
1.支持全球通用输入电压范围AC86～265V；
2.采用额定值725V的功率MOSFET；
3.通过BP/M引脚电容值可选择不同的电流限流点；
4.更低的电流限流可提高封闭式适配器/充电器设计的效率；
5.严格的I2f参数公差范围降低系统成本；
6.自偏置：无需偏置绕组或偏置元件；
7.频率调制降低EMI滤波成本；
8.引脚布局简化了PCB板上的散热铺铜的设计。
图2中，L2为差模输入电感；BR1、C5为整流滤波电路；R3、C2、R4、D2为漏极钳位保护电路，将最大峰值漏极电压控制在内部MOSFET的725V BVDSS击穿电压之下；C6为芯片U1的旁路电容，让芯片工作在标准的电流限流值上；R7是确保流入使能/欠压引脚的寄生漏电流低于1uA，防止PCB板漏电流产生；T1为高频变压器；D1、C3、C4、L1为输出整流滤波电路；C1、R1为输出整流管的缓冲电路；VR1、R5、R6、U2为光耦输出反馈电路。
DC/DC模块进行直流电压转换，将输入高直流电转换为低直流电，并为微控制器供电。所述高直流电是指电压伏值较大的直流输入电压，所述低直流电是指电压伏值较小的直流电压。与图2所对应的DC/DC模块电路结构如图3所示。图3中U1选用ON半导体的LP2950ACDT-3.3的LDO，输入电压为DC12V，经过U1转换为3.3V给微控制器供电，CV1、C1输入滤波电容，CV2为输出滤波电容。
LED驱动模块的电源输入端连接于AC/DC模块和DC/DC模块之间，并与微控制器连接，接收微控制器输出的控制信号。且LED连接于LED驱动模块，LED驱动模块根据控制信号控制LED亮灭及亮度。
电流检测模块连接LED及微控制器，检测LED的工作电流，并将检测结果传输给微控制器。在本实施例中，电流检测模块通过LED驱动模块中的电路线路进行LED输出电流的检测。如图4所示为一个具体实例中LED驱动电路及电流检测电路的电路连接示意图。左侧为LED驱动电路(图中画出了LED灯)，RP1、RP2及其右侧部分电路为电流检测电路。图4中，LED驱动电路(模块)选用了Monolithic Power Systems(MPS)公司的开关降压型LED驱动芯片MP24892，其电性能参数如下：
1.输入电压VIN:DC6-45V；
2.输出电流IOUT:1A；
3.开关频率fMAX:600kHz。
U4为DIODES公司的高端电流监控器ZXCT1009芯片，配合MP24892芯片使用，其电性能参数如下：
1.工作电压：2.5-20V；
2.检测电压VSENSE:2.5V。
图4中，R15、R16设定LED输出电流；L3设置MP24892的工作频率，一般设置范围为200kHz-600kHz之间；MP24892的3脚为EN/DIM，有两个功能：一，此引脚通过Q2接到MCU(微控制器)的PWM引脚，通过MCU产生PWM可调节LED亮度；二，通过MCU输出高低电平控制LED的亮灭；RP1、RP2、R17、R19设定LED正常工作时的电流及电压，检测LED是否正常工作，检测到的电压送入MCU的ADC，从而判定LED的工作状态。
电流检测模块检测出信息后发送到微控制器中，微控制器接收并分析处理该信息后，如果发现电流异常，如过大或者电流为零，则会发送控制信号，如输出低电平，给故障报警模块。本实施例中故障报警模块包括一个NPN型三极管及一个继电器；三极管基极连接微控制器，接收微控制器输入的高低电平信号，三极管集电极连接继电器，且继电器连接外部报警装置。
故障报警模块的电路结构如图5所示，Q1为NPN型三极管，当晶体管Q1基极被输入高电平时，晶体管饱和导通，集电极变为低电平，因此继电器线圈通电，触点吸合(认为灯具故障)；当晶体管Q1基极被输入低电平时，晶体管截止，继电器线圈断电，触点断开(认为灯具正常)。这样，干触点连接的外部报警装置报警。所述报警装置可以设置在监控中心，如报警灯或者蜂鸣器等。设置在建筑物顶端等地方的航空障碍灯发生故障时，能够在监控中心接收到报警信息号，便于工作人员及时进行处理。
且本实施例中，当三极管由导通变为截止时，继电器绕组感生出一个较大的自感电压。它与电源电压叠加后加到控制继电器线圈的三极管的e、c两极上，使发射结(e—c)有可能被击穿。为了消除这个感生电动势的有害影响，在继电器线圈两端反向并联抑制二极管，以吸收该电动势。自感电压与电源电压之和对二极管来说却是正向偏压，使二极管导通形成环流。感应的高电压就会通过回路释放掉，保证了三极管的安全。
对于本实施例中的通讯模块，其用于连接外部智能设备，传输数据到外部智能设备或者接受外部智能设备发送的信息。所述外部智能设备包括PC等能够进行输出传输的设备。有了通讯模块，航空障碍灯能够随时将故障、运行等信息发送到外界，使外界及时获取相关信息，也可以对相关信息进行存储以便进行后续分析。
作为一种可实施方式，通讯模块为RS485通讯模块，也即采用RS485总线方式进行通讯。
另外，为了根据外界光线变化及时调整航空障碍灯亮度，在其中一个实施例中，还设置有与微控制器连接光控模块，用于接收外界光强变化，并输出电信号。
如图6所示，在一具体实例中，光控模块包括顺次连接的光敏三极管及分压电阻，微控制器连接于光敏三极管及分压电阻之间。图6中，Q3为光敏三极管3DU5C(暗电流0.1uA，光电流0.5mA)，与电阻R3、R7、R5和电容C9组成光电控制电路，R7为分压电阻。控制原理为：光敏放置在灯具外部，通过感应光线的强弱，从而将光信号转换为电压信号，再通过分压电阻、电容滤波送入MCU的ADC(Analog to Digital Converter)管脚转换为数字信号，从而实现对环境光强的智能化监测来判断是否是白天还是晚上？进一步控制灯具的亮灭。
如图7所示，为一具体实例中与微控制器连接的频率调节模块的电路结构，所述频率调节模块，用于调节LED的闪烁频率。本实施例中主要是通过拨码开关调节MCU对应管脚的高低电平，MCU通过内部程序读取对应管脚的电平，在软件中设置对应电平的闪烁频率，从而调节灯具的闪烁频率。图7中，SW1为2位拨码开关，通过MCU内部上拉，来调节对应的管脚电平，共4种状态：00、01、10、11，对应的闪烁频率为：30次/min、40次/min、60次/min、常亮。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种航空障碍灯，其特征在于，包括AC/DC模块、DC/DC模块、LED驱动模块、LED、微控制器、电流检测模块、故障报警模块及通讯模块；
所述AC/DC模块连接外部电源，将外部输入交流电转换为直流电，在输出端连接所述DC/DC模块；
所述DC/DC模块进行直流电压转换，将输入高直流电转换为低直流电，并为所述微控制器供电；
所述LED驱动模块的电源输入端连接于所述AC/DC模块和DC/DC模块之间，并与所述微控制器连接，接收所述微控制器输出的控制信号；且所述LED连接于所述LED驱动模块，所述LED驱动模块根据所述控制信号控制所述LED亮灭及亮度；
所述微控制器为所述航空障碍灯的中心控制单元，连接所述LED驱动模块、所述故障报警模块及所述通讯模块；
所述通讯模块用于连接外部智能设备，传输数据到所述外部智能设备或者接受所述外部智能设备发送的信息；
所述电流检测模块连接所述LED及所述微控制器，检测所述LED的工作电流，并将检测结果传输给所述微控制器；
所述故障报警模块包括一个NPN型三极管及一个继电器；所述三极管基极连接所述微控制器，接收所述微控制器输入的高低电平信号，所述三极管集电极连接所述继电器，且所述继电器连接外部报警装置。
2.根据权利要求1所述的航空障碍灯，其特征在于，还包括与所述微控制器连接光控模块，用于接收外界光强变化，并输出电信号。
3.根据权利要求2所述的航空障碍灯，其特征在于，所述光控模块包括顺次连接的光敏三极管及分压电阻，所述微控制器连接于所述光敏三极管及所述分压电阻之间。
4.根据权利要求1所述的航空障碍灯，其特征在于，还包括与所述微控制器连接的频率调节模块，用于调节所述LED的闪烁频率。
5.根据权利要求1所述的航空障碍灯，其特征在于，所述通讯模块为RS485通讯模块。
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