ZBS24型转向-报警闪光器的设计

2014-03-05刘凯，赵辉

机电元件 2014年5期

刘凯，赵辉

(中国电子科技集团公司第四十研究所，安徽蚌埠233010)

1 引言

随着汽车工业的迅速发展，目前使用的机械式、晶体管式的汽车闪光器越来越满足不了汽车闪光系统的要求，主要表现在闪光器功能单一，只有简单的闪光功能，无危险报警功能，且操作烦琐。因此，研制新型、多功能的转向－报警闪光器成为市场的迫切需要。

ZBS24型转向－报警闪光器的研制、开发解决了当前市场对闪光器功能多样性的迫切需求。该产品为电子式闪光器，采用单片机几种控制(见图1)，除应满足一般汽车闪光器的电气性能外，还应能满足左(右)转向控制、危险报警功能，而且工作稳定性也得到很大的提高。ZBS24型转向报警闪光器在同类产品中居于先进水平，不仅设计先进，控制精度高，而且具有抗震耐潮，故障少，寿命长，接线方式采用插接方式，更换方便等诸多优点，且具有转向指示，紧急报警双重闪光及断丝显示功能。闪光频率稳定可靠，指示精度高，负载能力强，转向开关弱电流控制(mA级)，大大延长了转向开关的使用寿命。

图1 ZBS24型转向－报警闪光器

2 技术要求

ZBS24型转向－报警闪光器技术参数如下:

⑴标称电压:24V;

⑵工作电压:20V～30V;

⑶ 工作温度环境:－20℃ ～+65℃;

⑷负载能力(单边):21W×4;

⑸ 闪光频率:(85±10)C/min;

⑹闪光器内输出继电器触点容量为20A;

⑺在灯泡功率误差10%内，应有灯泡故障报警功能，报警时，闪光频率增高。

3 电路设计

ZBS24型转向－报警闪光器(以下简称闪光器)采用单片机控制，通过稳压供电电路给单片机提供稳定的供电电压，提高了闪光器的抗干扰能力。通过输入电路接收K1、K2、K3开关信号，经过单片机采样、判断、处理，根据接收到的开关信号控制输出闪光灯的通断及通断频率。若接收到K1右转向开关信号，闪光器控制4只右转向灯同时闪光，闪光频率为80±2C/min，断开K1，4只闪光灯继续闪光。但是，闪光的频率明显加快(40±1C/min);若接收到K2左转向开关信号，闪光器控制4只左转向灯闪光，闪光频率为80±2C/min，断开K2，4只等继续闪光，但是闪光的频率明显加快(40±1C/min);若接收到K3危险报警开关信号，左右两边8只等同时闪光，闪光频率为80±2C/min。

根据闪光器的技术指标和要求，采用单片机集中控制，实现左(右)闪光功能及危险报警功能，以及不同的功能闪光灯的闪烁频率。其设计原理框图如图2所示，外围接线图如图3所示。

图2 闪光器设计原理框图

图3 闪光器的外围接线图

闪光器主要由稳压供电电路、左(右)开关采样电路、左(右)转向灯控制电路组成，通过单片机统一控制实现其各自电路功能。其电路设计原理图如图4所示。

3.1 稳压供电电路的设计

稳压供电电路设计原理图如图5所示。闪光器的供电电源接通后，通过“X6”端将电源引入闪光器，经过防止反向二极管V1，限流电阻R1，再经过R2给12V稳压管V3、V4稳压，然后给三极管V2供电，V2的C、E接通，电源经过限流电阻R3给稳压管V6(7805)供电，经过V6稳压后，V6稳压管的输出端输出稳定的+5V信号，给单片机的VDD引脚供电，为单片机提供稳定的工作电压。图5中电解电容C1、C2、C3均为滤波电容。

图4 闪光器电路原理图

图5 稳压供电电路原理图

3.2 左(右)开关信号采样电路的设计

开关采样电路的设计原理图如图6所示。左(右)开关信号经过防反接二极管V8(V10)、限流电阻R5(R8)后接入单片机输入口GP3(GP2)，作为单片机的采样信号，采样电压为V采样、采样电流为I采样。其中，电容 C6(C7)为滤波电容，V采样=

图6 左(右)开关信号采样电路

3.3 左(右)转向灯控制电路的设计

左(右)转向灯控制电路的设计原理图如图7所示。单片机采样到左(右)开关信号后，经过判断，当采样到左开关信号K1时，左转向灯闪光;当采样到右开关信号K2时，右转向灯闪光;当同时采样到左、右开关信号K3时，左、右转向灯同时闪光报警。具体输出控制是:单片机输出端输出高电平信号至R10(R13)，因此三极管 V11(V15)接通，24V电压经过限流电阻 R12(R15)，三极管 V13(V17)的发射极与集电极接通，电信号加到左(右)闪光灯两端，闪光灯开始闪光报警工作。

其中，三极管V13(V17)的基极电流Ib由下式算出: