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前言:研究过消防应急灯的人都知道,自从新国标GB17945-2010(其实现在也不新了)实施后,消防应急灯的电路正式由分立元件时代,进入了单片机(专用芯片)时代。
随着各大厂商降本增效的不断进步,现在的消防灯主控,已经可以把充电控制,交流检测,过放保护,LED恒流驱动等众多功能全部塞进一块芯片中,仅用少量的外围元件,就能实现一个完整的消防应急灯电路(这也导致低质但暴利的此类产品越来越多)。
比如下图中的TGB008应急灯电路方案(山寨货最喜欢用),外围只需要一个MOS管,而传统的分立件电路一般需要七八个三极管:
即使是2011年左右的敏华老方案应急灯,在专用芯片还不成熟,电路相对复杂的情况下,外围三极管数量也不超过10个(最新的7511芯片方案,也只要1个管了)。
(此处讨论范围只限于最常见的镍镉电池+LED消防灯和安全出口灯,不含应急逆变器,荧光灯等特殊类型)
而本次要拆的一款安全出口灯(某照明名牌出品),2019年制造,在使用单片机的情况下,还用了多达15个三极管,其电路的复杂程度,可以算是消防灯里的一朵奇葩。
(这货不仅电路奇葩,程序也很奇葩,别的品牌故障时,蜂鸣器都是30秒~1分钟滴一声并且会自动停,就这个牌子的,每隔8秒就滴一声,巨吵无比,不断电还关不掉,遂怒拆之)
1.机芯全貌(外壳已经扔了),一共3块板:主控板,指示灯按键蜂鸣器板,光源板;中间一大堆排线,用的3.6V 300mAh三串镍镉电池组:
2.光源板正面,用了8颗绿色高亮LED,在这方面算是良心产品了,其他品牌大部分是4~6颗:
3.光源板背面,元件不少,有3颗三极管;整板喷涂了一层三防漆,所以万用表直接测贴片件都是不通的:
4.指示灯板正面,绿色主电,黄色故障,红色充电;TEST试验按钮,OFF关断按钮(运输或储存时手动关灯,防止电池过放),蜂鸣器:
5.指示灯板背面,这一小块板上,电路竟然如此复杂,放了5个三极管:
6.主控板正面,左边是开关电源,右边是单片机(无型号):
7.主控板背面,看上去依然很复杂:
8.开关电源高压部分特写,这一片居然用了5个贴片三极管,算上正面的功率管,高压部分一共6个,低压部分还有一个:
9.功率管特写,区区几W的功率,竟然用了13005这么大的管子:
10.单片机旁边还有一个4MHz的晶振,应急灯里面用晶振的,我还是头一次见:
11.电池组特写,每节单体上都有型号标识,算是比较正规的:
整机电路原理图:
相比于常见的消防应急灯,此电路的独特之处在于:
1.市电电压检测和转换,不是由单片机负责,而是Q4-Q6组成的分立电路控制;
2.单片机只检测放电时间不足(通过1脚)和电池短路故障(通过3脚),电池开路故障由Q13,D12等分立电路检测并点亮故障灯;
3.应急点灯和电池过放保护,均由分立元件实现(Q11-Q12),且应急状态下单片机无电源;
4.R55-R57,D19-D20,D13等元件,不知有何作用。
拆后点评:
优点:
1.元件用料足,电路板制作精良;
2.开关电源采用全隔离设计,降低触电风险;
3.应急时无升压电路且单片机不工作,应急状态相对更可靠。
缺点:
1.LED没有恒流驱动且电压过高,亮度很容易衰减,部分灯使用两年即明显变暗;
2.排线和插接件太多,增大成本和故障率;
3.单片机无法直接检测电池电压,充电方式为定时傻充。
个人感受:明明可以全部用单片机实现的功能,非要再弄一大堆分立元件,不知道为什么,难以理解,而且也没见过其他厂商这样搞,总之是个很奇怪的设计。
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