專(zhuān)利名稱(chēng)：新型火災(zāi)聲光報(bào)警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種報(bào)警器，特別是涉及一種火災(zāi)聲光報(bào)警器。
火災(zāi)聲光報(bào)警器是火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)中的終端設(shè)備，主要目的是當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)災(zāi)情時(shí)起強(qiáng)警示作用，它分為聲報(bào)警和光報(bào)警兩部分。目前的一般采用的火災(zāi)聲報(bào)警電原理如

圖1所示，其中發(fā)聲元件采用傳統(tǒng)的高音紙盒喇叭，驅(qū)動(dòng)電路采用帶有阻抗變換器的丙類(lèi)功率放大器，電聲轉(zhuǎn)換效率低，轉(zhuǎn)換效率為70％，音量上限僅為90分貝?，F(xiàn)行產(chǎn)品光報(bào)警部分，采用的是高亮度發(fā)光二極管，發(fā)光亮度無(wú)法達(dá)到嚴(yán)重警示的程度。目前的火災(zāi)聲光報(bào)警器外形結(jié)構(gòu)體積大，長(zhǎng)方金屬殼體，安裝在建筑物內(nèi)影響建筑物美化設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種電聲轉(zhuǎn)換效率高，光報(bào)警閃光強(qiáng)度大的火災(zāi)聲光報(bào)警器，其產(chǎn)品性能可靠，與此同時(shí)體積小，克服了現(xiàn)有產(chǎn)品的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述方案而實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型的火災(zāi)聲光報(bào)警器包括電源供電部分，電源部分分別連接于閃光裝置和聲響裝置，其中電源供電部分包括一個(gè)電源濾波和防反接電路；所述的閃光裝置是由依次連接的升壓開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能電容、觸發(fā)電路和閃光管組成；所述的聲響裝置是由依次連接的音樂(lè)芯片、激勵(lì)和升壓諧振器以及壓電喇叭組成。上述的電源濾波和防反接電路是由對(duì)電源中的高頻尖峰起抑制作用的電容C1、退藕濾波電路和防電源反接二極管VD1構(gòu)成，上述閃光裝置中的升壓開(kāi)關(guān)是由自激式DC/DC變換器構(gòu)成；而閃光裝置中的儲(chǔ)能電容由儲(chǔ)能電容C3構(gòu)成；閃光裝置中的觸發(fā)電路是由電阻R6、R7、電容C4，雙向觸發(fā)二極管VD3、電阻R8、R9、電容C5、二極管VS1和高壓線圈T1構(gòu)成；所述的閃光裝置中的閃光管為報(bào)警器專(zhuān)用氖氣管，該閃光件氖氣管還與儲(chǔ)能電容C3并聯(lián)。上述的聲響裝置中的音樂(lè)芯片是由型號(hào)為PM9561構(gòu)成，該音樂(lè)芯片的電源端6腳是通過(guò)電阻R11、二極管VW2和電容C7連接于電源電路的，該音樂(lè)芯片還連接有用于選擇火警、刑警和救護(hù)三種效果音種的單刀三擲開(kāi)關(guān)，音樂(lè)芯片的4腳為輸出端，該輸出端經(jīng)電容C8、電阻R13、R14隔直濾波后連接于由三極管VT3、VT4和變壓器T2組成的丙類(lèi)功率放級(jí)構(gòu)成的激勵(lì)電路及其構(gòu)成的升壓諧振器；而升壓諧振器連接的電聲轉(zhuǎn)換件是壓電式陶瓷晶片喇叭HA1。
本實(shí)用新型的火災(zāi)聲光報(bào)警器電光電聲轉(zhuǎn)換效率高，使用的環(huán)境條件廣，工作性能穩(wěn)定，音量高、閃光強(qiáng)、電路簡(jiǎn)單，使用器材及外觀都產(chǎn)生良好效果。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型火災(zāi)聲光報(bào)警器的結(jié)構(gòu)；其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的聲光報(bào)警器電原理圖；圖2為本實(shí)用新型的火災(zāi)聲光報(bào)警器的電路框圖；圖3為本實(shí)用新型的火災(zāi)聲光報(bào)警器的電氣原理圖；圖4和圖5為本實(shí)用新型的火災(zāi)聲光報(bào)警器的閃光裝置中的升壓開(kāi)關(guān)電路和儲(chǔ)能電容原理圖；圖6、7和8分別表示所述升壓開(kāi)關(guān)電路的VMI柵板電壓波圖，峰值隨C3電壓而上升C點(diǎn)電壓最大值波形圖，及C3電壓波形圖；圖9表示所述觸發(fā)電路的原理圖；圖10表示聲響裝置的電氣原理圖圖11為聲響裝置中所使用的變壓器T2的示意圖。
現(xiàn)參見(jiàn)圖2，電源(DV24V)經(jīng)電源濾波和防反接電路分別連接于閃光裝置和聲響裝置。見(jiàn)圖3，所述的濾波是由電容C1，二極管VD1、電阻R1、電容C2。電阻R10、電容C1構(gòu)成的，電容C1對(duì)電源中的高頻尖峰起抑制作用，電阻R1、電容C2和電阻R10、電容C6組成退藕濾波電路，VD1為防電源反接二極管，電阻R1和R10的另一個(gè)作用是當(dāng)閃光電路或聲響電路出現(xiàn)元件損壞，而電源電流過(guò)大時(shí)將被燒斷，從而避免用戶(hù)電源超負(fù)荷工作。
閃光裝置由升壓開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能電容C3、觸發(fā)電路和閃光管四部分組成，其局部原理圖見(jiàn)圖4。升壓電路采用自激式DC/DC變換器。它的電路拓樸為BOOST變換器，如圖5所示。
在圖4中，VM1為VMOS場(chǎng)效應(yīng)大功率開(kāi)關(guān)管，VM1為柵極箱位穩(wěn)壓二極管，L1為蓄能電感，它將VM1提供的脈沖電流轉(zhuǎn)換成電壓，并通過(guò)VD2給C3充電，VM1穩(wěn)壓管箱位VM1柵極電壓為安全范圍。詳細(xì)原理是當(dāng)供電建立后，由于VT1和VT2截止，電壓通過(guò)R2加到VM1柵極上，使VM1導(dǎo)通，電流經(jīng)R3通過(guò)L1，同時(shí)B點(diǎn)電壓隨R3下降，當(dāng)下降到約0.65V時(shí)VT1導(dǎo)通，同時(shí)VT2得到正向偏置而導(dǎo)通，將VM1關(guān)閉。VM1關(guān)閉后使L1中電流為零，產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，并通過(guò)VD2向C3充電。此后VT1、VT2相繼截止，由于VT2的截止，VM1再次導(dǎo)通......，以此形成振蕩向C3充電，當(dāng)C3沒(méi)有放電回路時(shí)，C3的電壓將持續(xù)上升。由于VM1的柵電容遠(yuǎn)大于VT1、VT2結(jié)電容，振蕩頻率主要由R2和VM1柵電容的時(shí)間常數(shù)決定，R3的大小決定了L1峰值電流的大小以及VM1導(dǎo)通時(shí)間的長(zhǎng)短。此開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器效率高達(dá)98％。升壓開(kāi)關(guān)電路部分波形分別見(jiàn)圖6、圖7、圖8。
其中圖6為VM1柵極電壓波形圖，圖7為峰值隨C3電壓而上升C點(diǎn)電壓最大值波形圖，圖8為C3電壓波形圖。
閃光管為德國(guó)海曼公司生產(chǎn)的報(bào)警器專(zhuān)用氖氣管。閃光管陰陽(yáng)極與儲(chǔ)能電容(C3)并聯(lián)，閃光前陰陽(yáng)電壓一般在200～300V之間。觸發(fā)電路的作用是當(dāng)閃光管陰陽(yáng)電壓達(dá)到230V時(shí)產(chǎn)生5000V左右的瞬間高壓加在閃光管觸發(fā)極，使閃光管閃光，其閃光強(qiáng)度為1/2CU2，其中C為C3的電容量，單位為法拉，U為陰陽(yáng)極電壓，單位為伏特。觸發(fā)電路由電阻R6、R7、電容C4、雙向觸發(fā)二極管VD3。電阻R8、R9、電容C5、二級(jí)管VS1和高壓線圈組成T1，電氣原理見(jiàn)圖9。
圖9中，VD3為雙向觸發(fā)二極管，當(dāng)其兩端電壓超過(guò)閘值電壓(約30V左右)時(shí)，觸發(fā)二極管導(dǎo)通。T1為變比為1/43高壓變壓器(也稱(chēng)高壓線圈)。電路工作過(guò)程如下前級(jí)升壓電路給C3充電，使C3電壓逐漸上升，E，F(xiàn)點(diǎn)電位與及閃光管HL1陽(yáng)極電位跟隨上升，C4、C5被充電，當(dāng)C3充電到約230V時(shí)，E點(diǎn)電位上升接近40V左右時(shí)VD3被觸發(fā)導(dǎo)通，C4放電使VS1導(dǎo)通，C5通過(guò)VS1向T1初級(jí)放電，T1次級(jí)感應(yīng)出5KV左右的高壓加到閃光觸發(fā)極，閃光管被觸發(fā)后內(nèi)部氣體被擊穿而放射出刺眼強(qiáng)光，并將C3中的電荷釋放掉，電壓降為0V，VD3和VS1相繼截止，之后C3將重新被充電，電路進(jìn)行下一次的工作過(guò)程，周而復(fù)始，閃光管形成間隔約為1.8秒的連續(xù)閃光。
從閃光電路的整個(gè)工作過(guò)程可以看到，電路的儲(chǔ)能和觸發(fā)準(zhǔn)備都是在小電流和高壓下工作，損耗極小并且能量釋放是在瞬間完成，所以電光轉(zhuǎn)換效率高達(dá)95％以上。觸發(fā)電路的E點(diǎn)和F點(diǎn)電壓波形形狀與圖8相同，電壓峰值分別為34V和230V。
聲響裝置聲響裝置由電阻R11、二極管VW2、電容C7、單刀三擲開(kāi)關(guān)SA1、電阻R12、音樂(lè)芯片N1(型號(hào)PM9561)、電容C8、電阻R13、R14、R15、三極管VT3、VT4和變壓器T2以及電聲轉(zhuǎn)換件HA1組成，其原理圖如圖10所示。C點(diǎn)為供電電壓，R11、VW2、C7給出5V左右的穩(wěn)定電壓供給音樂(lè)片N1電源端6腳，單刀三擲開(kāi)關(guān)用來(lái)選擇火警、刑警、救護(hù)三種效果音種。N1的4腳可輸出幅值為5V、占空比為50％、頻率隨效果音調(diào)變化的方波信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)C8、R13、R14隔直濾波后加至VT3、VT4、T2組成的丙類(lèi)功率放大級(jí)，進(jìn)行功率激勵(lì)。電聲轉(zhuǎn)換元件HAI是一種結(jié)構(gòu)講究的壓電式陶瓷晶片喇叭，具有超響度和高輸入阻抗的特點(diǎn)。它的獨(dú)特設(shè)計(jì)在于震動(dòng)膜體的固有頻率等于或接近音源頻率，配以諧振式變壓器驅(qū)動(dòng)時(shí)，工作于諧振狀態(tài)，可發(fā)出響度刺耳的報(bào)警聲，其音量大于120分貝，變壓器T2具有特殊的磁路結(jié)構(gòu)和電參數(shù)要求，它的外形圖見(jiàn)圖11。圖11中1為E字型硅鋼片，2為塑料骨架，3為引腳，4為線包。變壓器T2的變比僅為14.5，但是電路在供電電壓為24V時(shí)，輸出端卻工作在諧振狀態(tài)，可得到近300V的峰值電壓。輸出端諧振的條件是fV1≈12πLT·CHA≈fHA]]>上式中，F(xiàn)N1音樂(lè)N1的輸出頻率，Lr為變壓器T2的次級(jí)電感量，CHA為喇叭HA1的極間等效電容，fHA為喇叭物理固有頻率。本電路中，T2的輸出電感量為90mH，CHA為0.033uF，諧振頻率約為3KHz左右。從圖11中可以看出T2磁路為開(kāi)環(huán)式，這種結(jié)構(gòu)可防止輸出高壓時(shí)磁心飽和。雖然功率激勵(lì)工作于效率較低的丙類(lèi)放大狀態(tài)，但由于T2輸出端工作于諧振狀態(tài)，實(shí)際推動(dòng)電流很小，處于高阻抗輸出，又由于HA1優(yōu)異的性能，電路的電聲轉(zhuǎn)換效率高達(dá)85％以上。
綜上所述，本實(shí)用新型火災(zāi)聲光報(bào)警器在閃光強(qiáng)度、音量、電光電聲轉(zhuǎn)換效率和聲光驅(qū)動(dòng)電路上都得到了改善和提高。下列的表1表示本實(shí)用新型與同類(lèi)產(chǎn)品的性能對(duì)比表表2為本實(shí)用新型的電器性能指標(biāo)。
表1
表權(quán)利要求1.一種火災(zāi)聲光報(bào)警器，它包括電源供電部分，電源部分分別連接于閃光裝置和聲響裝置，其特征是所述的電源供電部分包括一個(gè)濾波和防反接電路；所述的閃光裝置是依次連接的升壓開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能電容、觸發(fā)電路和閃光管組成；所述的聲響裝置是由依次連接的音樂(lè)芯片、激勵(lì)和升壓諧振器以及壓電喇叭組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火災(zāi)聲光報(bào)警器，其特征是所述的電源濾波和防反接電路是由對(duì)電源中的高頻尖峰起抑制作用的電容C1、退藕濾波電路和防電源反接二極管VD1構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火災(zāi)聲光報(bào)警器，其行征是所述的閃光裝置中的升壓開(kāi)關(guān)是由自激式DC/DC變換器構(gòu)成；閃光裝置中的儲(chǔ)能電容由儲(chǔ)能電容C3構(gòu)成；閃光裝置中的觸發(fā)電路是電阻R6、R7、電容C4、雙向觸反二極管VD3、電阻R8、R9、電容C5、二極管VS1和高壓線圈T1構(gòu)成；閃光裝置中的閃光管為報(bào)警器專(zhuān)用氖氣管，該氖氣管還與儲(chǔ)能電容C3并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火災(zāi)聲光報(bào)警器，其特征是所述的聲響裝置中的音樂(lè)芯片由型號(hào)PM9561構(gòu)成，該音樂(lè)芯片的電源端6腳是通過(guò)電阻R11，二極管VW2和電容C7連接于電源電路，該音樂(lè)芯片還連接有用于選擇火警、刑警和救護(hù)三種效果音種的單刀三擲開(kāi)關(guān)；音樂(lè)芯片的4腳為輸出端，該輸出端經(jīng)電容C8、電阻R13、R14隔直濾波后連接于由三極管VT3、VT4和變壓器T2組成的丙類(lèi)功率放級(jí)構(gòu)成的激勵(lì)電路及其構(gòu)成的升壓諧振器；而升壓諧振器連接的電聲換件是壓電式陶瓷晶片喇叭HA1。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種火災(zāi)聲光報(bào)警器,其包括電源供電部分,電源供電部分分別連接于閃光裝置和聲響裝置,電源供電部分包括一個(gè)電源濾波和防反接電路,所述的閃光裝置是由升壓開(kāi)關(guān)、儲(chǔ)能電容、觸發(fā)電路和閃光管組成,所述的聲響裝置是由音樂(lè)芯片、激勵(lì)和升壓諧振器以及壓電喇叭組成。本實(shí)用新型的火災(zāi)聲光報(bào)警器電光電聲轉(zhuǎn)換效率高,具有廣泛的使用環(huán)境條件,工作性能穩(wěn)定,音量高,閃光強(qiáng),電路簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G08B17/06GK2357377SQ9824112
公開(kāi)日2000年1月5日 申請(qǐng)日期1998年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月6日
發(fā)明者楊峰, 王立新 申請(qǐng)人:北京豪沃爾電子設(shè)備公司