专利名称：人民防空电声警报器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人民防空电声警报器。
本实用新型的目的是这样实现的它由电源电路、指令控制电路、触发脉冲控制电路、功率放大器及报警器组成，所述指令控制电路通过输入指令后输出的电信号输入到触发脉冲控制电路，脉冲触发控制电路输出的脉冲信号输入到功率放大器，功率放大器输出的音频信号输入到报警器，电源电路为功率放大器提供交流或直流工作电源，所述功率放大器为逆变功率转换器10。
所述逆变功率转换器10主要由串联的可控硅SC1、换向电感L、可控硅SC2、输出变压器初级BT1上所获得的等效电阻组成的主回路和相串联的电容C3和电阻R1与可控硅SC1组成的可控硅SC1电流吸收回路及相串联的电容C4和电阻R2与可控硅SC2组成的可控硅SC2电流吸收回路组成。
所述触发脉冲控制电路含有输入电压恒流变换电路1，所述输入电压恒流变换电路1由开关K4串联二极管D21、电阻R25然后与二极管D22、二极管D3并联输入到三极管BG1组成，用于将遥控口1、CPU控制输入、手动控制输入不同高低电压统一变换成恒流；还含有积分比较放大电路2，所述积分比较放大电路2由电阻R10并联充电电容C23再串联电阻R35输出到比较器U1B的“+”端组成，用于将恒流信号进行放大；还含有恒流充电电路，所述恒流充电电路由串联的二极管D16、电阻R38、充电电容C24组成，进行恒流充电；还含有压控振荡器电路3，所述压控振荡器电路3为串联的可调电阻W1与电阻R39串联然后并联上电阻R40及与之串联的电容C12输入到三极管BG2，三极管BG2的发射极与电阻R21相连，三极管BG2的集电极连通到三极管BG3的基极，三极管BG3的发射极由相互并联的充电电容C29、电阻R7输入信号，三极管BG3的的集电极与电阻R8相连，压控振荡器电路3由充电电容C21上电压的大小控制；还含有分频整形倒相电路4，所述分频整形倒相电路4由充电电容C25、电阻R32、J、K触发器U2B组成，将压控振荡电路输出频率进行分频；还含有微分电路5，所述微分电路5由串联的电阻R29、二极管D8、电阻R12其二极管D8与电阻R12之间接出电容C13输出到分频整形倒相电路4的J、K触发器U2B的“Q”端及串联的电阻R28、二极管D9、电阻R13其二极管D9与电阻R13之间接出电容C14输出到分频整形倒相电路4的J、K触发器U2B的“Q”端组成，将触发器输出的方波变换成脉冲宽度极窄的正脉冲；还含有脉冲放大电路6，所述脉冲放大电路6由三极管BG4、电阻R14、三极管BG5、三极管BG6、变压器T2和三极管BG7、电阻R15、三极管BG8、三极管BG9、变压器T3组成，将微分电路6中输出的正脉冲进行激励脉冲功率放大；还含有整形电路7，所述整形电路7由二极管D14、电阻R16、充电电容C27相互串联与二极管D10、电阻R17、二极管D12和二极管D15、电阻R18、充电电容C28、电阻R19、二极管D11、二极管D13组成，将由脉冲放大电路6的变压器T2、变压器T3次级输出的脉冲整成正极性窄脉冲；还含有信号检出比较放大器电路9，所述信号检出比较放大器电路9由二极管D4、二极管D6、二极管D7、二极管D5、充电电容C26、可调电阻W2、比较器U3A、电阻R9、电阻R20、电阻R22组成，将来自主回路变压器BT3的取样信号、闭音输出信号、由CPU控制送来的自动闭音信号检出并比较放大提供开关信号；还含有压控振荡开关电路8，所述压控振荡开关电路8由电阻R24、电阻R23并联输入到三极管BG10及与三极管BG10的集电极电阻R31组成，用于控制压控振荡电路3的振荡；还含有信号锁定电路，所述信号锁定电路由比较器U1A、J、K触发器U2A、比较器U3B组成，用于控制压控振荡开关的打开；还含有开关电源电路，所述开关电源关电源电路主要由变压器T4、二极管D17、稳压管Z1、充电电容C17、二极管D20、充电电容C21、电容C19、二极管D18、二极管D19、电阻R26、充电电容C30、光电偶合器OP、稳压管Z2、电阻R27、电感LH、充电电容C10、充电电容C11组成，其输入电压由逆变功率转换器的1、21脚引出，经CZ4-18、CZ4- -20(21)引入，输出的12伏电压，为触发脉冲控制的其他部分及指令控制部分提供电源。
本实用新型取得的技术进步是本实用新型根据人民防空警报器音响信号频谱的特点，采用可控硅逆变功率转换器代替原来线性功率放大器的方法，获得音频功率可达800W的警报音响信号，同时使电声警报器的主电路大大简化，只用两只有源器件就可以获得大功率音频输出，去驱动高声压级扬声器，使电声警报器的音响覆盖面积增长30％左右，直流——交流功率的转换效率比线性功率放大器提高15-20％左右，而造价却比线性功率放大器降低了30％。
另外，由于本实用新型功率转换器只采用两只可控硅作主要器件，且工作在开关状态，自身功耗小，因而对电源的容量要求或蓄电池容量的要求不是很严格。
图2是本实用新型的电源电路中直流电源电路的电路图。
图3是本实用新型的指令控制电路的电路图。
图4是本实用新型的触发脉冲控制电路的电路图。
图5是本实用新型的功率放大器及电源电路中交流电源电路的电路图。
图6是本实用新型的报警器的电路图。
逆变功率转换器10在无交流电时，也能工作；如果蓄电池BAT的电压低于某个值时，指令控制部分将控制充电开关BG导通，整流后的脉动电压经充电开关BG的集电极、发射级、蓄电池BAT的“+”、“-”、电阻R3构成充电回路；防开关电源电路由固态继电器模块M2及电阻R5组成，防止在打开电源时，由于电源变压器初级的大冲击电流引起空气开关跳闸。电机M1、温度继电器TE1、温度继电器TE2与电容C8构成整流、充电管、可控硅过热风扇散热电路，设定当上述元件温度超过50℃时风扇工作，器件强迫散热。电阻R6、发光二极管LD3是主回路有无电源供给的显示电路。所述触发脉冲控制电路含有输入电压恒流变换电路1，所述输入电压恒流变换电路1由开关K4串联二极管D21、电阻R25然后与二极管D22、二极管D3并联输入到三极管BG1组成，用于将遥控口1、CPU控制输入、手动控制输入不同高低电压统一变换成恒流；还含有积分比较放大电路2，所述积分比较放大电路2由电阻R10并联充电电容C23再串联电阻R35输出到比较器U1B的“+”端组成，用于将恒流进行放大；还含有恒流充电电路，所述恒流充电电路由串联的二极管D16、电阻R38、充电电容C24组成，进行恒流充电；还含有压控振荡器电路3，所述压控振荡器电路3为串联的可调电阻W1与电阻R39串联然后并联上电阻R40及与之串联的电容C12输入到三极管BG2，三极管BG2的发射极与电阻R21相连，三极管BG2的集电极连通到三极管BG3的基极，三极管BG3的发射极由相互并联的充电电容C29、电阻R7输入信号，三极管BG3的的集电极与电阻R8相连，压控振荡器电路3由充电电容C24上电压的大小控制；还含有分频整形倒相电路4，所述分频整形倒相电路4由充电电容C25、电阻R32、J、K触发器U2B组成，将压控振荡电路输出频率进行分频；还含有微分电路5，所述微分电路5由串联的电阻R29、二极管D8、电阻R12其二极管D8与电阻R12之间接出电容C13输出到分频整形倒相电路4的J、K触发器U2B的“Q”端及串联的电阻R28、二极管D9、电阻R13其二极管D9与电阻R13之间接出电容C14输出到分频整形倒相电路4的J、K触发器U2B的“Q”端组成，将触发器输出的方波变换成脉冲宽度极窄的正脉冲；还含有脉冲放大电路6，所述脉冲放大电路6由三极管BG4、电阻R11、三极管BG5、三极管BG6、变压器T2和三极管BG7、电阻R15、三极管BG8、三极管BG9、变压器T3组成，将微分电路6中输出的正脉冲进行激励脉冲功率放大；还含有整形电路7，所述整形电路7由二极管D14、电阻R16、充电电容C27相互串联与二极管D10、、电阻R17、二极管D12和二极管D15、电阻R18、充电电容C28、电阻R19、二极管D11、二极管D13组成，将由脉冲放大电路6的变压器T2、变压器T3次级输出的脉冲整成正极性窄脉冲；还含有信号检出比较放大器电路9，所述信号检出比较放大器电路9由二极管D4、二极管D6、二极管D7、二极管D5、充电电容C26、可调电阻W2、比较器U3A、电阻R9、电阻R20、电阻R22组成，将来自主回路变压器BT3的取样信号、闭音输出信号、由CPU控制送来的自动闭音信号检出并比较放大提供开关信号；还含有压控振荡开关电路8，所述压控振荡开关电路8由电阻R24、电阻R23并联输入到三极管BG10及与三极管BG10的集电极电阻R31组成，用于控制压控振荡电路3的振荡；还含有信号锁定电路，所述信号锁定电路由比较器U1A、J、K触发器U2A、比较器U3B组成，用于控制压控振荡开关的打开；还含有开关电源电路，所述开关电源关电源电路主要由变压器T4、二极管D17、稳压管Z1、充电电容C17、二极管D20、充电电容C21、电容C19、二极管D18、二极管D19、电阻R26、充电电容C30、光电偶合器OP、稳压管Z2、电阻R27、电感LH、充电电容C10、充电电容C11组成，其输入电压由逆变功率转换器的1、21脚引出，经CZ4-18、CZ1--20(21)引入，输出的12伏电压，为触发脉冲控制的其他部分及指令控制部分提供电源；所述指令控制电路包含指令输入电路、警报指令类别变换电路、CPU、CPU看门狗电路、CPU工作电源组成；指令输入电路由S3——S7按键、光电耦合器U5——U10等元件组成，将按键的正脉冲通过光耦隔离变成比较标准的脉冲，作为警报指令类别变换的输入码；警报指令类别变换由译码器U16、及与非门U17(A、B、C、D)等组成，将指令输入来的标准码按8-4位编码输入，这四位编码输入又通过警报种类区分CPU区分输入的指令是预警、急警、解警、灾警、解灾中的哪一种指令，确定指令后，输出相应类别的指令通过CZ3-19到触发脉冲中控制输入端CZ4-11接二极管D3，使触发脉冲控制产生相应类别的触发脉冲，从而使逆变功率转换器工作发出响相种类的音响信号。遥控接口2是提供给遥控接收机的输入指令口，如果用遥控接收机控制，由此口接入，其工作过程与手动按键指令输入类似。CPU看门狗是防止警报种类区分CPU的程序跑飞而设置，当程序因多种因素跑飞约1.6秒后，将程序拉回原始监控状态；同时，CPU看门狗还兼有开机复位和人工复位的作用。CPU工作电源由充电电容C58、电容C57、稳压器Y2、充电电容C43、电容C42等组成，其输入电压由触发脉冲控制部分开关电源的输出即由CZ4-15引来，经CZ3-23引入，由稳压器Y2稳压后提供给CPU系统电源。电池检测的蓄电池取样电压由逆变功率转换器的的DS-20引入，监测结果由CZ3-9引入，经DS-6引入逆变功率转换器，控制充电开关BG的工作。禁充控制、充电保护等分别由运算放大器及外围元件组成，取样电压由功率转换器的DS-20引出，经CZ3-11引入，最终结果仍要去控制BG充电开关的动作，以达到充电保护的目的。本实用新型工作原理如下将符合规定的预警、急警、解警和灾情警报以及解除灾情警报指令输入，通过警报指令类别变换将上述五种指令变换成CPU可以接受的代码，通过警报种类区分CPU将五种指令进行区分，并给出相应警报控制信号；CPU控制警报器鸣放总计时，发出的长音、短音、间隔是多少，是哪种类型的警报。CPU是整个机器的控制中心，CPU输出的信号去控制压控警报器信号发生器发出模拟电动警报器音响频率的音频信号。这个音频信号经过脉冲信号形成器形成对应种类的脉冲信号，通过脉冲信号放大器放大后，输出一个有严格脉冲前后沿要求，有一定时间间隔要求，有足够功率去触发可控硅的信号。逆变功率转换器的原理可看作一个直流-交流信号的放大器或变换器，通过逆变规律转换器的输出到报警器，通过报警器的阻抗变换后就可以驱动扬声器发声。遥控接口1可以提供给人防警报控制接收机，通过该接收机控制电声警报器发声，警报器的定时鸣放程序都由警报控制接收机完成。遥控接口2则提供具有总线功能输出的任何控制设备，控制电声警报器，由此口输入的信号直接由电声警报器内的CPU识别后，由CPU发出相应鸣放时序控制。闭音控制可以控制压控警报信号发生器启闭，可以切断各种警报信号，使警报信号发生器停止工作，脉冲信号形成电路也不能工作，没有脉冲信号去触发逆变器工作，逆变器也不工作，报警器不会报警，起到闭音作用。此功能有两种作用一是可以在安装维修警报时起到迅速切断警报声响，即连警报声的尾音也传不出去；二是平时将闭音开关打到开的位置，可以检测警报器CPU的其他控制功能是否正常而避免扬声器发声扰民。手动控制一般用做警报器的点试(模拟电动警报器的声响)，也可以用人工计时的方法发出CPU程序中没有的任意时间长短的声音。保护控制可以完成对扬声器负载电路的开路、短路、充电过流、过充等保护，保护内部设备不受损坏。交直流转换可以实现对交流电源和直流电源供电的转换，有交流电源时用交流电源，无交流电源时自动转换到直流电源供电。充电控制可以根据外接蓄电池电压的高低来完成对蓄电池的充电及自动检测，电池充足电量后自动断开充电回路，直流输出是从机器内部引出，供给遥控机直流电源的，保证电声警报器和遥控机可以在无交流电源的情况下同步工作，提高警报器在无交流电源情况下的生存能力，保证不间断的报警能力。
权利要求1.人民防空电声警报器，由电源电路、指令控制电路、触发脉冲控制电路、功率放大器及报警器组成，所述指令控制电路通过输入指令后输出的电信号输入到触发脉冲控制电路，脉冲触发控制电路输出的脉冲信号输入到功率放大器，功率放大器输出的音频信号输入到报警器，电源电路为功率放大器提供交流或直流工作电源，其特征在于所述功率放大器为逆变功率转换器(10)。
2.根据权利要求1所述的人民防空电声警报器，其特征在于所述逆变功率转换器(10)主要由串联的可控硅SC1、换向电感L、可控硅SC2、输出变压器初级BT1上所获得的等效电阻组成的主回路和相串联的电容C3和电阻R1与可控硅SC1组成的可控硅SC1电流吸收回路及相串联的电容C4和电阻R2与可控硅SC2组成的可控硅SC2电流吸收回路组成。
3.根据权利要求1所述的人民防空电声警报器，其特征在于所述触发脉冲控制电路含有输入电压恒流变换电路(1)，所述输入电压恒流变换电路(1)由开关K4串联二极管D21、电阻R25然后与二极管D22、二极管D3并联输入到三极管BG1组成，用于将遥控口1、CPU控制输入、手动控制输入不同高低电压统一变换成恒流；还含有积分比较放大电路(2)，所述积分比较放大电路(2)由电阻R10并联充电电容C23再串联电阻R35输出到比较器U1B的“+”端组成，用于将恒流信号进行放大；还含有恒流充电电路，所述恒流充电电路由串联的二极管D16、电阻R38、充电电容C24组成，进行恒流充电；还含有压控振荡器电路(3)，所述压控振荡器电路(3)为串联的可调电阻W1与电阻R39串联，然后并联上电阻R40及与之串联的电容C12输入到三极管BG2，三极管BG2的发射极与电阻R21相连，三极管BG2的集电极连通到三极管BG3的基极，三极管BG3的发射极由相互并联的充电电容C29、电阻R7输入信号，三极管BG3的的集电极与电阻R8相连，压控振荡器电路(3)由充电电容C24上电压的大小控制；还含有分频整形倒相电路(4)，所述分频整形倒相电路(4)由充电电容C25、电阻R32、J、K触发器U2B组成，将压控振荡电路输出频率进行分频；还含有微分电路(5)，所述微分电路(5)由串联的电阻R29、二极管D8、电阻R12其二极管D8与电阻R12之间接出电容C13输出到分频整形倒相电路(4)的J、K触发器U2B的“Q”端及串联的电阻R28、二极管D9、电阻R13其二极管D9与电阻R13之间接出电容C11输出到分频整形倒相电路(4)的J、K触发器U2B的“Q”端组成，将触发器输出的方波变换成脉冲宽度极窄的正脉冲；还含有脉冲放大电路(6)，所述脉冲放大电路(6)由三极管BG1、电阻R14、三极管BG5、三极管BG6、变压器T2和三极管BG7、电阻R15、三极管BG8、三极管BG9、变压器T3组成，将微分电路(5)中输出的正脉冲进行激励脉冲功率放大；还含有整形电路(7)，所述整形电路(7)由二极管D14、电阻R16、充电电容C27相互串联与二极管D10、电阻R17、二极管D12和二极管D15、电阻R18、充电电容C28、电阻R19、二极管D11、二极管D13组成，将由脉冲放大电路(6)的变压器T2、变压器T3次级输出的脉冲整成正极性窄脉冲；还含有信号检出比较放大器电路(9)，所述信号检出比较放大器电路(9)由二极管D1、二极管D6、二极管D7、二极管D5、充电电容C26、可调电阻W2、比较器U3A、电阻R9、电阻R20、电阻R22组成，将来自主回路变压器BT3的取样信号、闭音输出信号、由CPU控制送来的自动闭音信号检出并比较放大提供开关信号；还含有压控振荡开关电路(8)，所述压控振荡开关电路(8)由电阻R24、电阻R23并联输入到三极管BG10及与三极管BG10的集电极电阻R31组成，用于控制压控振荡电路(3)的振荡；还含有信号锁定电路，所述信号锁定电路由比较器U1A、J、K触发器U2A、比较器U3B组成，用于控制压控振荡开关的打开；还含有开关电源电路，所述开关电源关电源电路主要由变压器T4、二极管D17、稳压管Z1、充电电容C17、二极管D20、充电电容C21、电容C19、二极管D18、二极管D19、电阻R26、充电电容C30、光电偶合器OP、稳压管Z2、电阻R27、电感LH、充电电容C10、充电电容C11组成，其输入电压由逆变功率转换器的1、21脚引出，经CZ4-18、CZ4-20(21)引入，输出的12伏电压，为触发脉冲控制的其他部分及指令控制部分提供电源。
专利摘要本实用新型公开了一种人民防空电声警报器，由电源电路、指令控制电路、触发脉冲控制电路、功率放大器及报警器组成，所述功率放大器采用逆变功率转换器。本实用新型根据人民防空警报器音响信号频谱的特点，采用可控硅逆变功率转换器的方法，获得音频功率可达800W的警报音响信号，在本实用新型特有的脉冲控制下，取得了直流—交流转换高达75％以上的效率，比获得同样的音频功率输出的线路放大器的效率高15％—20％，生产成本比同功率的线性放大器低30％左右。
文档编号G08B23/00GK2567704SQ0225278
公开日2003年8月20日 申请日期2002年9月6日 优先权日2002年9月6日
发明者曹炳训, 赵跃辉, 韩过英, 田金刚, 王桂杰, 王青, 刘秀春, 贾磊 申请人:河北省人防通信总站