專利名稱：一種照明和轉彎示向及其供電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機動車輛特別是拖拉機用的照明和轉彎示向及其供電的裝置，一種主要由晶體管組成的多功能裝置。
常用的機動車輛手扶拖拉機和發電結構與之類似的拖拉機所需的照明和示向電源，是由車輛的交流發電機直接提供，而發電機輸出電壓的高低，是隨著車速的快慢而變化，其變化的幅度較大。當車速較慢和在轉彎減速的路段，照明燈和閃光燈的亮度就會昏暗，給導向和示向都帶來困難；當車速過快，閃光燈泡又難于承受超壓和過電流對冷態燈絲造成的“熱”沖擊而引致容易燒毀，同時影響了蓄電池的正確充電和使用壽命，影響了機械觸點式閃光器的正常跳閃和示向功能。
本實用新型的目的，就是針對以上所存在的實際使用問題，提供一種構造簡單、實用性強、功能較為完善的照明和轉彎示向及其供電的晶體管結構式裝置。
本裝置是通過以下的方式完成的首先設立一個整流電路〔A〕，通過電路〔A〕將發電機輸出的交變電源變換成直流電源。其次再設立一個可以起到負載短路自動保護和負載故障監察顯示作用的、并且具有軟啟動特性的穩壓輸出式振盪開關電路〔B〕，在電路〔B〕的輸出端接上閃光燈泡和輔助電源蓄電池，使閃光燈泡和蓄電池均處在穩壓的狀態下工作和充電，常態下，閃光燈泡處于失電狀態，蓄電池處于充電狀態。當發電機停轉或輸出的電壓較低時，電路〔B〕的電源是由蓄電池提供；當發電機的輸出電壓較高時，蓄電池自動中斷供電，電路〔B〕所需的電源由電路〔A〕提供。照明燈的電源由電路〔A〕和蓄電池相互自動交替提供當發電機停轉或輸出的電壓較低時，照明燈的電源由蓄電池提供；當發電機輸出的電壓較高時，蓄電池自動中斷供電，照明燈所需的電源由電路〔A〕提供。另外，控制著電路〔B〕使閃光燈泡每次的啟動總是處于緩慢地發亮的軟啟動狀態，用以避免過電流對冷態燈絲造成的“熱”沖擊，使閃光燈泡容易燒毀的問題得到解決，工作壽命可成倍地延長。
以下結合附圖對本實用新型的裝置作進一步的詳細描述附


圖1是該裝置和負載連接時的整體結構電路。該裝置的電路包括整流電路〔A〕部份和穩壓開關式的閃光器電路〔B〕部份，其中電路〔B〕部份又由單元穩壓電路〔a〕部份，軟啟動、振盪和監察控制電路〔b〕部份，截流保護輔助電路〔c〕部份等組成。發電機輸出的交變電壓從A、B兩端輸入經整流后從a、b兩端輸出，穩壓后的輸出電壓從C、D兩端輸出。
參照附
圖1，穩壓電路〔a〕部份包括三極管T1、T2、T3、穩壓二極管DW、電阻R6、R7、R8、電容C3。控制電路〔b〕部份包括三極管T4、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R0、電容C1、C2。保護電路〔c〕部份包括電阻R9、電容C4、二極管D5、D6。整流電路〔A〕部份包括整流二極管D1、D2、D3、D4。而XD2、XD3是轉向用的前后信號閃光燈泡、XD1是裝在駕駛室或車頭部位起負載故障監察顯示用的指示燈泡，K1、K2是組合在一起的雙聯轉向控制開關，K3、K4是組合在一起的雙聯照明燈通斷控制開關，Ro是功率較大的線繞電阻，起著檢測回路電流大小的作用，RD是保險熔斷器、E是蓄電池、L是照明燈。
裝置的操作過程是閉合K1和K2、電路可正常工作，XD1、XD2、XD3以相同的頻率閃動，當XD2或XD3的其中一只損壞或兩只同時損壞時，振盪條件被破壞、XD1無法閃動而保持其亮度不變，示意負載出現故障需及時檢修。當輸出C、D兩端或任意一只燈泡兩端及其回路出現短路或過載現象時，保護電路馬上動作，把回路電流截斷。待故障排除后，重新開啟K1和K2，電路恢復正常工作。
裝置的供電過程是閉合K1和K2，當E兩端的電壓與D8的正向壓降之差高于電路〔A〕兩端的輸出電壓Uab時，D8正向導通，E經D8向電路〔B〕提供電源；反之D8反向截止，E的供電中斷，電路〔B〕所需的電源由Uab提供。閉合K3和K4，當E兩端的電壓與D9的正向壓降之差高于Uab時，D9導通，E經D9向L提供電源；反之D9截止，E的供電中斷，L所需的電源由Uab提供。常態下K1和K2斷開，電路〔B〕的輸出端經D7對E施行充電當流過E的電流較大時，電路〔B〕起振，使E處在間歇式的充電狀態；反之E處于穩定的充電狀態，當E兩端充到滿格電壓后可自動截止。如果發電機輸出的電壓較為穩定，可把D8和D9短路，這樣，電路〔B〕和L的電源由Uab和E并聯結合提供，而E常態下的穩壓充電狀態不變。
構成其中的電路〔a〕是一種穩壓性能較好、電路總增益較高，損耗較少的集電極輸出型穩壓電路。電源調整管、開關管由T1、T2組成。采用這樣的連接方法，其目的是只要向T2提供一個變化的較小基極電流，便可在T1的集電極得到一個很大的同樣變化的輸出電流，而這種變化的輸出電流是一種由小到大緩慢上升的電流，產生這種變化的電流是靠T4控制T3完成；另外，在滿負載輸出的情況下，T1的深飽和壓降Uce1可以低到僅一個Ube1以下，從而實現降低T1的功耗和殼溫。電路的穩壓過程是輸入電壓Uab經R6向T2提供基極電流使T2導通，T2導通后，經R7回路向T1輸送較大的基極激勵電流使T1導通，隨著T1的導通，輸出電壓Ucd迅速升起，把穩壓管DW擊穿導電，從而將整個穩壓電路很快穩定下來。輸出端C、D間的最高穩定電壓是Ucd＝Ube3＋Udw、因T3的Ube3約是0.6至0.7伏，因而Ucd主要取決于DW的穩壓值Udw，Dw的工作電流由R8提供。輸出的最大電流10取決于R7的大小。因Uab下降會引起Ucd＜Ube3＋Udw，Dw因無法擊穿導電，T3會截止，T2和T1的基極電流增大，當增大到足以激勵T1進入深飽和導通的程度，輸入電壓與輸出電壓之差Uab－Ucd＝Uce1＋IoRo最低，T1的功耗最小、壓降Uce1和管殼的溫度也最低。電路是通過設置和改變Udw的大小從而實現當Uab較高時，電路〔B〕工作于線性的穩壓開關狀態，當Uab較低或當蓄電池E向電路〔B〕供電時，電路〔B〕是工作于接近理想的開關狀態。
構成其中的電路〔b〕是建立在電路〔a〕的基礎上，通過T4與之配合，共同完成其控制的功能。電路的工作過程如下T1與T4構成一個反相開關T4截止時，T1、T2通過R6導通；T4導通時則因其集電極電流較大，致使T3導通，T1、T2因得不到足夠的基極激勵電流而被迫處于截止狀態。容量較大的電容C2與R1、R2、R4聯合組成限制調整管起動電流的延時網絡，它們在電路啟動期間，阻止T2基極電流的急劇增長，使T1的集電極輸出電壓不能突升，只能隨著C2兩端電壓的變化而變化，由于C2充電時兩端的電壓是按指數規律上升的，因此，輸出電壓只能逐漸地上升到限定值，使電路工作在軟啟動的過程。在T4導通期間(T1截止)，電源Uab經T4的e、b極和R1向T4提供基極電流Ib4，Ib4一部份通過R2、R3流到T2的集電極，另一部份通過R2流向了電容C2，向C2充電，隨著時間的增長，C2上電壓不斷增大，T4的基極電位也不斷地相應提高，T4的基射極電壓便不斷減小，待到此電壓值小到等于T4的臨界導通電壓時，T4即開始進入截止狀態，T4的集電極電流減小使T1、T2開始有點導通，T1的集射極電壓便開始減小、由于C2上電壓不能突變，逐使T4的基極電位進一步提高，這是一個強熱的正反饋過程，結果使T4迅速進入截止狀態，T1迅速進入導通狀態。以后，電容C2通過R3、T2、R7、C3、R0、T1、R4放電，C2上電壓不斷減小，T4基極電位便不斷增大，待到此電壓值等于其臨界導通電壓時，T4又開始進入導通狀態，與上述類似，由于C2的正反饋作用使T4迅速進入導通狀態。T1迅速進入截止狀態。如此周而復始形成了自激振盪。在振盪過程中，如果Uab上升，C2的充電時間隨之加快，因Ucd不變，T2的集射極壓降則隨之增大，而C2的放電時間相應延長，這樣，C2充放電時間的變化在一定程度上受到了相互的制約。電路中，電容C2的充電時間決定了T1的截止時間、電容C2的放電時間則決定了T1的導通時間。通過合理選取C2的充放電時間，可使燈泡的閃動頻率和亮滅的時間比控制在使用規定的范圍內。為了克服燈泡的燈絲在每次閃動過程中冷熱溫差較大的現象，在亮滅清晰的前提下，可調整燈泡的每次熄滅電壓不等于零而維持在一個合適且較低的范圍內。
為了防止電源在使用過程中出現過載或短路而引起電路元器件的損壞，設置了控制電路，該電路通過由T4管組成的回路電流檢測網絡，同時實現了對電路的振盪與截止，過載保護和故障監察顯示的控制。該電路由T1、T4、R0、R1、R2、R3、C1組成。C1在電路中主要濾除干擾電壓對監察顯示的影響，同時與R2配合，使電路接通時的軟啟動時間延長。T1的作用是為R1、R2、R3提供一個簡單的基射極穩壓源Ube1，通過R1、R2、R3把Ube1進行分壓后建立起Ur1Ur1＝Ube1·R1／R3＋R2＋R1，一般選取Ube1＞Ube4，當Ube1＜Ube4時，可用二極管串聯在T1的基極輸入端，使Ur1提高。Ur1的作用是為T4提供一個穩定的基極偏壓，并且與IoRo配合，檢測回路電流的變化和控制著T4的導通與截止在滿負載輸出的情況下，回路電流增大，檢測電阻R0兩端的壓降IoRo上升到T4的導通電壓，T4導通，電路起振并正常工作；在輸出端發生短路或過載的情況下，T4保持導通不變，結果使電源的輸出端電流被限制在一定的數值，保護了T1不致因過流而遭損壞；在負載XD2、XD3其中一只或兩只同時損壞的情況下，回路電流減小，IoRo下降到T4的導通電壓以下，T4截止，T1保持導通不變，電路無法振盪，監察指示燈XD1一直發亮，發出了負載存在故障的信號，當故障消除后，重新開啟K1和K2、電路就可恢復正常的工作。電路中，由于設置了Ur1，使T4同時起到了保護和監察控制的雙重作用，另外，降低了T4的導通電壓限值和對IoRo的要求，使電源的輸入與輸出電壓差減小，電源的轉換效率提高。
構成其中的電路〔c〕是一種延時式電壓輸出電路，其與上述的電路〔a〕和電路〔b〕配合，共同完成截流保護的功能和提高保護的可靠性和實用性。電路的工作過程是閉合K1和K2，電容C4經電阻R9充電，因C4的充電時間大于C2的充電時間，在電路的每次啟動期間，C4兩端的電壓不足以使D5和D6導通，對電路的啟動不造成影響，當電源一旦短路或過載，Ucd迅速下降，Uce1迅速上升，T1進入控流的狀態。C4兩端電壓上升，當升高到D5和D6的導通電壓以后，D5和D6導電，T4的集電極電流增大并激勵T3飽和導通，從而將T1的回路電流徹底截斷。如果K1和K2保持閉合，這種截斷狀態就保持不變，只有當故障消除后，重新開啟K1和K2，電路才能正常工作。電路中的D5和D6，可根據實際使用要求進行加減，也可用穩壓二極管或發光二極管代替。
附圖2與附
圖1電路的結構原理相同，不同之處主要在于穩壓電路〔a〕和截流保護輔助電路〔c〕的組成形式有所區別。
參照附圖2，穩壓電路〔a〕包括三極管T1、T2、T3、電阻R5、R6、R7、R8、R9、電容C3，穩壓二極管DW。電路中T3的導通與截止，同樣是由T4所控制，T2的基極電流大小由T3控制，當T4截止，T2、T3導通；當T4飽和導通，T3、T2截止，輸出電壓Ucd的高低，不是取決于DW的穩壓值，而是主要取決于DW和R8、R9的分壓比，改變分壓比，可改變Ucd，這樣，對于選取穩壓管和調整輸出電壓都較為容易。當Ucd較低時，DW可用發光二極管或數只整流二極管串聯代替。截流保護輔助電路〔c〕包括發光二極管D5、整流二極管D6、電阻R10、R11、電容C4。電路中，增設D5和R10的目的，主要是在D5的兩端建立一個穩定的電壓，避免輸入電壓的大幅度變化而造成對啟動電路的影響，使閃光器可以在較大的電壓變化范圍內可靠地工作；其次，當負載短路或過載時，D5就會一直發亮，發出電路存在故障的信號；另外，C4的電容量和體積可以減小。電路中的D5，也可用穩壓管或數只整流二極管串聯代替，起著單一的穩壓作用。
為了使電路〔a〕具有軟啟動的特性，除了可以通過電路〔b〕對其進行間接控制外，還可以通過在T2管的基極設置一個由電阻和電容組成的延時網絡對其進行直接的控制，使其具有同樣的軟啟動性能。
附
圖1和附圖2的電路中，穩壓電路〔a〕部份和控制電路〔b〕部份可由具有相同功能的半導體集成電路組成；也可由具有相同或相似功能的半導體集成電路與適當的分立元器件相互組成。為了避免T1管在使用過程中因意外過熱而損壞，也可在其外殼附設一個過熱保護觸點開關或對其附設一個熱溫度檢測控制裝置。
在車輛的蓄電池容量和負載較大的情況下，可通過把其中的穩壓電路〔a〕由原來的線性穩壓狀態改變為開關穩壓狀態，使電路〔B〕在原來的1－1.8Hz／秒示向閃光頻率包絡線上載上15KHz／秒左右的行頻成份，使T1管同時工作于行頻和示向閃光頻率的兩種振盪開關混合狀態，通過這樣，實現降低T1管在工作時的功耗和進一步提高電源的轉換效率的目的。
在車輛的蓄電池容量較小而又需配備兩只或兩只以上的照明燈的情況下，電路中的L可作為常備的照明燈使用，而其余需附加的可接在電路的A、B或a、b的兩端作為遠近程照明燈使用。
以上所述的裝置，可在各種適用的車輛中使用，也可在電路〔B〕的輸出端并聯接上一只壓電陶瓷蜂鳴器或電磁喇叭，利用它們的聲響效果起到轉彎示向提示的輔助作用。
本實用新型所提供的一種照明和轉彎示向及其供電裝置，就是象以上所描述的那樣組成，在解決了車輛的交直流供電、充電和照明以及轉彎示向等功能要求的同時，還使裝置中的閃光器電路具有壽命長，閃動頻率較穩定；具有負載短路保護和負載故障監察顯示以及所配用的閃光燈泡的使用壽命可成倍地延長等優點；具有使閃光器電路同時起到了蓄電池充電的恒壓源作用，從而簡化了裝置的結構和較簡易地解決了蓄電池的使用壽命受著充電輸入電壓變化的影響等問題；具有使裝置中的T1管同時起到了電源調整管和電源無觸點開關管的雙重作用；使T4管同時起到了過載保護、欠載故障監察顯示和電路的軟啟動過程控制的雙重作用；使電容C2同時兼顧了振盪頻率和軟啟動延時的調整作用。該裝置電路中所有的元器件可通過印刷電路板集裝于由塑料或金屬制成的殼體中，也可將蜂鳴器電路同時組裝在一起，并使蜂鳴器的聲響可直接傳出殼體外，并把裝配好的殼體安裝在車輛合適的地方，這樣，裝置就能夠長期可靠地正常工作。
權利要求1.一種機動車輛特別是拖拉機用的照明和轉彎示向及其供電的裝置，該裝置是由整流電路[A]部份、穩壓開關電路[B]部份組成，電路[B]部份又由穩壓電路[a]、故障監察控制電路[b]、截流保護輔助電路[c]等組成，其中電路[A]的輸入端與發電機的輸出端相連結，電路[A]的輸出端與電路[B]的輸入端相連結，閃光燈泡XD2、XD3經開關K1與電路[B]的輸出端相連結，蓄電池E經二極管D7與電路[B]的輸出端相連結，蓄電池E經開關K2和二極管D6與電路[B]的輸入端相連結，照明燈L經開關K3和二極管D9與蓄電池E的輸出端相連結，照明燈L經開關K4與電路[A]的輸出端相連結，其特征在于a、所述的裝置是一種帶有整流和設有負載短路保護以及負載故障監察顯示作用的軟啟動穩壓輸出式振蕩開關電路；b、所述裝置中的閃光燈泡XD2、XD3是處于設有軟啟動特性的穩壓開關狀態，蓄電池E是處于穩壓的充電狀態，照明燈L是處于由蓄電池E和電路[A]相互自動交替供電的狀態。
2.根據權利要求〔1〕所述的裝置，其特征在于開關K1、K2閉合，閃光燈泡XD2、XD3經K1接通時，蓄電池E的輸出端經開關K2和二極管D8與電路〔A〕的輸出端相連接；當開關K1、K2斷開，燈泡XD2、XD3失電時，電路〔B〕的輸出端經二極管D7對蓄電池E施行充電，其次，當蓄電池E兩端電壓與二極管D8的正向壓降之差高于電路〔A〕的輸出電壓時，二極管D8導通，蓄電池E經二極管D8向電路〔B〕提供電源；當蓄電池E與二極管D8的正向壓降之差低于電路〔A〕的輸出電壓時，二極管D8截止，蓄電池E的供電中斷，電路〔B〕所需電源由電路〔A〕提供，另外，當電路〔A〕的輸出端電壓變化較小時，可以把二極管D8短路后使用。
3.根據權利要求〔1〕所述的裝置，其特征在于開關K3、K4閉合，照明燈L接通，蓄電池E兩端電壓與二極管D9的正向壓降之差高于電路〔A〕的輸出電壓時，二極管D9導通，蓄電池E向照明燈L提供電源；當蓄電池E兩端電壓與二極管D9的正向壓降之差低于電路〔A〕的輸出電壓時，二極管D9截止，蓄電池E的供電中斷，照明燈L所需的電源由電路〔A〕提供，當電路〔A〕的輸出端電壓變化較小時，可以把二極管D9短路后使用。
4.根據權利要求〔1〕所述的裝置，其特征在于電路〔a〕是一種主要由三極管T1、T2、T3等組成且設有限制三極管T2的基極啟動電流總是緩慢地上升到限定值而使電路具有軟啟動特性的集電極輸出型穩壓電路，電路中的負載總是連接在三極管T1的集電極與接地公共點之間。
5.根據權利要求〔4〕所述的電路〔a〕，其特征在于該電路中的三極管T1同時起著電源調整和電源觸點開關的雙重作用。
6.根據權利要求〔1〕所述的裝置，其特征在于電路〔b〕，是通過由三極管T4組成的延時網絡實現對穩壓電路〔a〕的軟啟動過程的控制，通過由三極管T4組成的回路電流檢測網絡實現對電路的振盪與截止、過載保護和負載故障監察顯示的控制。
7.根據權利要求〔6〕所述的電路〔b〕，其特征在于該電路中對三極管T4設置了一個穩定的基極偏壓Ur1，該Ur1是利用T1管的基射極間的壓降經分壓后組成。
8.根據權利要求〔1〕所述的裝置，其特征在于電路〔c〕是一種延時式的電壓輸出電路，也可以是一種帶有預穩壓的延時式電壓輸出電路。
9.根據權利要求〔1〕所述的裝置，其特征在于組成其中的電路〔B〕部份，可以是一種在1－1.8Hz／秒的示向閃光頻率包絡線上載有15KHz／秒行頻的，并且設有負載短路保護和負載故障監察顯示作用的軟啟動穩壓輸出式載波振盪開關電路。
10.根據權利要求〔1〕所述的裝置，其特征在于該裝置的輸出端，可以并接一只起著轉向提示用的壓電陶瓷蜂鳴器或電磁喇叭。
專利摘要本實用新型中的一種照明和轉彎示向及其供電裝置，是一種涉及機動車輛特別是拖拉機用的裝置，該裝置主要解決車輛發電機輸出的波動電壓使閃光燈泡容易燒毀，影響蓄電池的充電與燈泡亮度等問題。該裝置是由具有同一電路結構可同時完成穩頻示向控制和蓄電池恒壓充電雙重作用的帶有整流和負載短路保護以及燈泡保護特性的晶體管穩壓輸出式振蕩開關電路組成。該裝置所需的電源可由交流發電機和附帶的蓄電池同時或單獨供給。
文檔編號B60Q1/34GK2037326SQ8821449
公開日1989年5月10日 申請日期1988年9月25日 優先權日1988年9月25日
發明者黃照朝 申請人:黃照朝