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施密特触发器如何接发光二极管,为什么检测到信号还是不亮
本例介绍的应急灯在停电时能根据光敏探头检测到的光线强弱和当时是否需要照明等因
素进行逻辑运算,决定应急照明灯的点亮或不点亮。为提高电路的稳定性和简化电路,采用
555时基电路施密特触发器及电阻器、二极管或门组成智能电路,控制由CD4049反相器组
成的简易节能灯电路的点亮或熄灭。因此,新颖智能应急照明灯具有电路简单、取材容易、
新颖智能、方便节电等特点。
工作差困慎原理
智能应急灯由电源整流、恒压充电、光敏探头、逻辑电路、施密特触发器(停电状况鉴
别器)、自锁电路、蓄电池、控制电路,节能灯电路等组成。其电路如图所示。
平时,市电经充电器向蓄电池恒压充电,其最高充电电压为14.5V.夜晚停电时,光敏
探头检测到光线信号突然减弱,或门逻辑电路输出低电平触发施密特触发器电路输出高电
平,于是控制电路启动节能灯电路工作,应急照明尺派灯点亮。同时,反相器组成的自锁电路将
施密特触发器锁定在输出高电平状虚敬态,使应急灯保持点亮状态。当电网恢复供电时,或门逻
辑电路检测到来电信号后输出高电平、触发施密特触发器翻转输出低电平使应急灯熄灭。当
白天或夜晚未开照明灯时停电,光敏探头检测到光线不产生突然变化,应急照明灯不会启动
点亮。就是说应急照明灯在不需要照明的情况下,不会因为停电而启动点亮,具有智能控制
应急照明灯点亮和熄灭的功能。
为提高充电器的充电电流,采用了两只配对的LM7815并联对蓄电池充电。D5是防止在
停电时蓄电池向电源检测电阻器R5供电,并兼有降低蓄电池最高充电电压的作用。VTO,
VT1、RPI组成光敏探头电路,调节RPl的阻值可以调节光敏探头的感光灵敏度。R2, R4,
R5、D2、D3组成两输人端或门电路,当a、E1两输人端只要有一个输人端为高电平时,其
输出端C点即为高电平;当a、E1两个输人端同时为低电平时,C输出低电平。ICI NE555
时基集成电路组成典型的施密特触发器,主要用于停电状况鉴别。当C点(IC1的2、6脚)
电位大于2/3 Vcc时,Q端(3脚)输出低电平;c点小于1/3 Vcc时,Q端输出高电平,4脚是
强制复位端,当4脚(b1)电位大于1.4V时,施密特触发器正常工作,小于0.3V时被强制
复位,此时不管C点电位是处于高电平还是处于低电平,Q点总是输出低电平。这里强制复
位的作用是:当在夜晚不需照明时,光敏探头因无灯光照射而使VTO、VT1截止,a点电位
为低电平,b点电位随着C1经R3、R6放电后也降为低电平,使b1点电位小于0.3V而强制
施密特触发器复位输出低电平,并使其不受停电后C点电位转为低电平的影响,从而使Q、
D点电位保持在低电平,使应急灯在夜晚不需照明(本来就没开灯)时,再遇到停电也处于
不工作状态。VTZ、R8组成反相器自锁电路,当夜间在照明状态下停电时,E1点为低电平,
照明灯突然间熄灭后光敏探头无光照,VTO、VTl截止,a点为低电平,C点也转为低电平,
由于C1充足电后保持高电位使b点仍为高电平,b1点亦为高电平,施密特触发器被正常触
发翻转,Q端输出高电平,经R8向VT2提供正向偏置电压,VT2导通并将al点钳制在低电
平。同时,Q端输出高电平使VT3饱和导通,经D1反相后,D点为高电平,VD4截止,由
IC2的D2、D3、D4反相器组成方波发生器起振,振荡频率约15kHz,经D5、D6反相器并联
后组成的激励推动电路,推动VT4逆变管工作,经变压器T1输出高频电流点燃节能灯EL.
光敏探头受光照后VTO、VTI导通,a、b、b1点转为高电平,由于VT2导通将al点钳
制在低电平状态,从而使C点仍保持在低电平状态,保证Q点输出高电平(即自锁),并使
应急灯保持正常点亮状态。
蓄电池低电压报警电路由VT5、VT6、RP2、VD10等组成,调整RP2的阻值,可调整蓄
电池的低电压报警点(一般选10.5V),当蓄电池电压下降到设定电压时,VT5截止,VT6导
通,发光二极管VD10点亮,发出红光报警,但不停止应急灯工作,以避免在急需照明时反
面因蓄电池低电压保护动作而使应急灯熄灭,如报警时照明不重要,可按下SB1将应急照明
灯关闭。
元器件选择
光敏探头VTO选用有聚焦镜的3DU03等光敏三极管。IC2选用输出电流较大的CD4049
六反相器;如果用CD4069代替,应注意摹引脚不同,对印刷电路板要作相应改动。逆变管
VT4选用基极驱动电流较小的DBT63C等达林顿三极管,要求耐压大于50V,电流大于5A;
也可用9013、TIP41C等三极管组成复合管使用。VD10选用Φ3mm
高亮度红色发光二极管。
变压器T1选用6.5 x 6E1型铁氧体磁芯绕制,一次侧用Φ0.67高强度漆包线绕22圈,二次
侧用Φ0.17高强度漆包线绕300圈,另外,还应根据节能灯的功率大小调整E1型铁氧体磁
芯的空气间隙和C6容量大小(2200~6800pF)。荧光灯管选用光效较高的H形或蝶形节能灯
管,功率在7~18W间选用。蓄电池选用容量在7~9Ah的摩托车免维护铅酸蓄电池。其他
元器件无特殊要求,按图所标型号及参数选用。
制作与调试
将所有元器件焊装在一块自制的电路板上,然后装人体积合适的绝缘小盒内。安装完成
后可按以下步骤进行调试。
(1)用不透光材料的瓶盖盖住光敏探头,模拟夜晚不开照明灯环境。此时,a点应是低
电平,C1上的电荷经R3、R6放电后,b点转为低电平,b1点电位小于0.3V,施密特触发
器被强制复位,Q, D点电位为低电平,应急照明灯不点亮。然后将电源关掉,模拟停电状
态,E1降为低电平,使a、E1均为低电平,C点输出低电平,由于b1点为低电平,施密特
触发器处于强制复位状态,所以Q, D点仍保持低电平,应急照明灯不点亮。因此,在夜晚
不开照明灯时(不需照明),无论是停电或有电,应急照明灯应均不应点亮。
(2)使光敏探头受到充足的自然光照而导通(白天环境),调整RPl电位器,使a点电
位大于11V处于高电平状态,此时,测量C, b, b1应为高电平,Q, D点应为低电平,应
急照明灯不点亮。关掉电源使E1为低电平,由于光敏探头处于导通状态,使a, al、b, b1、
C点仍为高电平。所以,Q, D点保持在低电平状态不变,应急照明灯不点亮。因此,在白
天有充足光照时,无论停电或有电,应急照明灯应不会点亮。
(3)模拟夜晚在有灯光照明情况下停电。先使光敏探头受到充足的光照,必要时调整
RP1电位器,使。、al、C, b, b1点均为高电平,Q, D点为低电平,应急照明灯不点亮。
然后,同时关掉光源(使光敏探头不受光照)和电源(使C1降为低电平),模拟在照明情况
下突然停电。此时,a、al、C点为低电平,b、b1点因C1延时放电保持为高龟平,满足施
密特触发器翻转条件,因此,密特触发器S翻转,Q端输出高电平,其一路经R8给VT2提
供正向偏压,使VT2导通,将al点籍制为低电平自锁;另一路,使D点输出高电平,自动
应急照明灯点亮。当应急照明灯的光线照射光敏探头使VTD、VTl导通时,a点升为高电平,
并经D1向C1充电,使b点保持在高电平状态。a点的高电平因al点被籍制在低电平而不
会使C点升为高电平,因此,C点仍应保持在低电平,Q, D点保持在高电平,应急照明灯
应继续点亮。C3的作用是保证应急照明灯点亮时间稍晚于自锁电路动作时间,保证自锁电
路优先动作。再来电时,E1、C点恢复高电平(VD2反偏截止),施密特触发器翻转输出低
电平,Q, D点转为低电平,应急照明灯熄灭,VT2失去偏置电压而截止,处于待命状态。
(4)在应急照明灯点亮状态时,如不需照明,要关闭应急照明灯时,可按下SB1约2s,
使施密特触发器强制复位,迫使应急照明灯熄灭,由于熄灯后光敏探头无光照,同时C1上
电荷被SB1放电后迫使b1保持在低电平状态,这时应急照明灯保持在熄灭状态。
(5)夜晚,在关闭照明灯的情况下停电,应急照明灯不会点亮。如需应急灯点亮,可按
一下SB2对C1充电,使b、b1升为高电平,此时D1反向截止,C点仍保持在低电平状态,
因此施密特触发器翻转,Q, D点转为高电平:自锁电路动作,应急照明.灯点亮。应急照明
灯点亮后使光敏探头感光导通,VTl导通使b点保持在高电平状态,应急照明灯点亮。如用
手电筒等光源照射光敏探头,也应能达到启动应急灯点亮的效果。
在调试过程中如达不到上述要求,应检查各点电位是否达到电路要求电平,二极管的极
性是否安装准确,电阻器阻值是否准确,电解电容器的极性是否安装准确等。如果各点电位
正常,D点高电平后,应急照明灯不点亮,应检查CD4049的各脚电位是否正常,是否有虚
焊,自制的逆变变压器各引脚是否松动,E1铁氧体磁芯的空气间隙和C6容量大小是否合适
等。然后根据检查情况作相应纠正后,调试就会成功
集成施密特触发器输入信号前为什么加直流偏置电路?
因为触发信号的有效性,要完成横坐标和纵坐标的输入,输出改变电流的偏置方式,保证电路正常运行。
施密特联轴器发明者是谁
施密特联轴器的发明者是德国工程师阿尔弗雷德·施密特(Alfred Schmidt)。他于1951年老茄发明了这种联轴器,用于解决机械传动中的偏差和振动问题。施密特联简羡轴器现在已经成为机械传动领域中最常用的联轴器之一侍咐察。