消防应急疏散标志灯电路原理及维修

消防应急疏散标志灯电路原理及维修
辽宁凌丽
消防应急疏散标志灯上标有“安全出口”和“ EXIT ”字样，还有人形跑动和箭头指示图案。一旦发生火灾，导致突然断电将使照明系统瘫痪，
然而此刻标志灯却是亮的，建筑物内人员可按标志灯的指引找到安全出口．迅速逃离现场，以免造成重大人员伤亡事故。本文以 LAT-380
型标志灯为例，介绍其电路工作原理及测试与维修方法，供参考。

一、电路工作原理
1 ．标志灯正常状态显示及后备电池充电电路
正常状态显示及充电电路如图 1 所示。 220V 交流电源 L 线经 C1 降压、 D1-D4 整流，再经 R3 、 C2 、 ZD1 平滑、限压形成
比较稳定的 14 ． 5V 直流电压。一路经 R5 、 D5 给标志灯背光管 ( 高亮度绿色 LED1 、 LED2 、 IJED3 、 LED4 四管串联 )
供电发光显示。同时该电压又经 R7 加到 IC1 ⑥脚和⑦脚。另一路直接加到 V1 发射极，又经 R5 、 R6 加到 V1 基极。第三路经 R4
限流并降压为 7 ． 04V 。该电压在电路板上代号为“ A ”， A 电压从主板上经导线加到副板上，在副板上 A 电压经 R10 、 LED5( 红
色 ) 、 LED6( 绿色 ) 变为“ B ”电压，充电时 LED5 及 LED6 亮。在 A 、 B 电压之间并联试验开关 SW1 和电阻 R11 。 B 电压
又经导线从副板回到主板，给后备电池 BAT1 进行充电。 B 电压将随着 BAT1 电压的变化而变化。

2 ．由正常状态到应急状态自动转换电路
自动转换及应急状态工作电路如图 2 所示。由 V1 和 R7 组成了自动转换电路。正常状态 V1 饱和导通．集电极输出 14 ． 20V ，
使 IC1 ⑤脚为高电平。禁止 IC1 输出，也就是在正常状态只允许对 BAT1 充电，而不允许 BAT1 放电。当电网断电时． V1 集电极
电压迅速降为 0 ． 04V 。对 IC1 解禁，允许 IC1 输出。正常状态 12 ． 87V 工作电压经 R7 降为 6 ． 10V 加到 IC1 ⑥脚，
作为 IC1 工作电压，使 IC1 内部振荡器起振。作好随时转入应急状态准备。当电网断电时，正常状态的 12 ． 87V 工作电压消失，
但 IC1 内部振荡不会立刻停振，这是 IC1 自身所具有的特性，使之有一个逐渐衰减的过程，再加上 C3 上的电压不能立刻降为 0 ，
有助于 IC1 内部振荡维持时间延长。

与此同时 IC1 正好被 V1 解禁，立即将 BAT1 电压进行升压，作为应急状态的工作电压，同时这个应急电压也经 R7 加到 ICI ⑥脚，
可使 IC1 得以继续工作，至此完成由正常状态到应急状态的自动转换。 V1 和 R7 都是关键性元件，缺少 V1 ，会使正常状态与应急
状态“不分家”．造成电路产生不必要的“内耗”：缺少 R7 ， IC1 根本无法转换。

3 ． IC1 基本特性及应急状态 DC-DC ：变换电路
图 2 中 IC1 型号为 MC34063 ，是摩托罗拉公司出品的专用 DC-DC 变换器，内部包括振荡器、基准电压、比较器、与门、触发器、
驱动管和开关管．并在内部设置了限制短路电流保护。 IC1 ①脚 SWC 接开关管 Q2 集电极，②脚 SWE 接 Q2 发射极，③脚 TC 外
接定时电容 CT ，④脚 GND ，⑤脚为比较器反相输入端，⑥脚 VCC ，⑦脚 Ipk 为电流峰值检测输入端，⑧脚 DRC 接驱动管 01 集
电极。通过外接少量元件即可构成开关式的升压／降压变换器、极性变换器以及升压降压扩流变换器。本文采用升压变换器，但不是标
准的典型电路，而是根据实际需要．对典型电路进行了适当变形。

转入应急状态，当 IC1 ③脚外接定时电容 C7 处于充电阶段时，电压线性上升，与门 B 脚为高电平，又因应急状态 IC1 被解禁，与
门 A 脚恒为高电平。触发器置位端 S=1 ，输出端 Q=1 ，使 IC1 内置驱动管 Q1 、开关管 Q2 导通， BAT1 的电压施加到 L1 上。
电流将从 0 逐渐增长至最大值 Ip ，该电流经 Q2 到地，为 L1 储存能量。
当 C7 转入线性放电阶段，与门 B 脚为低电平， R=1 ，触发器复位， Q=O ，使 Q1 、 Q2
截止，但 L1 中的电流不能突为 0 ，将经 D6 流向负载 LED1 — LED4 ，同时向 C4 充电，该电容上的电压即为应急状态工作电压，
实测为 12 ． 08V ，比正常状态工作电压略低。只要 IC1 内置振荡器工作． C7 就会周而复始地充电和放电， Q1 、 Q2 就会周而
复始地导通和截止，于是 DC-DC 变换器就会不停地工作。该变换器与典型变换器不同之处有三点： (1) 在典型变换器中，工作电压应
从 IC1 ⑥脚加入，最低需要 2 ． 5V ，为此将其改接到 L1 和 01 集电极上， IC1 工作电压则是经 R7 将应急工作电压引到 IC1 ⑥
脚上，电压可达 6 ． 09v 。可见 R7 不仅具有“转换”功能，同时还具有对 IC1 工作电压的“自举”作用，这正是该变换器的巧妙之处。
(2) 在典型变换器中， IC1 内部设置了短路电流限制电路，由 IC1 ⑦脚 Ipk 担任 Q2 限流传感输入。 IC1 ⑥脚和⑦脚之间串一只限
流电阻 Rsc ，当 Rsc 上压降高于 330mV 时，振荡器将为 C7 提供附加充电通道。使 C7 电压上升到最大值的速度加快，促使与门
提前关闭，从而达到限流保护目的。该变换器中，将 IC1 ⑥脚和⑦脚接到一起，则失去过流保护功能。 (3) 在典型变换器中，由于比
较器反相输入端 IC1 ⑤脚电平是由输出电压经分压后提供。所以当输出电压高于设定值时，比较器输出低电平，与门被关闭，使输出
电压下降；反之，与门被打开，使输出电压上升，比较器起到的是稳压作用，而且由 IC1 ⑤脚分压比决定输出电压 (Vo=1 ． 25(1+R
上／ R 下 ) 。该变换器中，比较器具有禁止和解禁功能，但起不到稳压作用。

二、检测维修方法
1 ．通电后无任何反应
这类故障应重点检测电容降压和桥式整流电路。首先直观检查降压电容、限流电阻以及整流二极管等有无烧坏现象，如有，还要进一步
检查滤波电容和稳压管 ZDI 是否被击穿。其次检查元件有无虚焊或开焊现象。若有，故障多为降压电容 C1 及限流电阻 R2 、整流桥
堆、 R4 等引脚开焊。印刷电路断裂、脱落。维修发现 ZDI 在电路中主要起过压保护作用，当因电路出现虚焊或印刷电路断裂，使 IC1
脱离电路时．由于电路负载减轻，会使整流电压输出增高，导致 LED 发光管过亮，只要有了 ZD1 限压就可避免这种危险发生。但 ZD1
被击穿后，会使工作电压变为 O ，造成通电后无任何反应；而 ZD1 开路，电路在一般情况下虽然可以照常工作，但存在 LED 发光
管被老化甚至被烧坏的危险。 ZD1 用摇表测，稳压值为 14 ． 75V ，实物上标记为“ C15-ST ”。整流电路各点正常电压见图 1 。

2 ．应急状态标志灯不亮
这类故障范围比较广，与充电电路、转换电路和 DC-DC 变换电路都有关系。 (1) 先检测充电电路和自动转换电路“ A ”电压和“ B ”电压
连线是否开路， R4 、 R10 、 R7 是否虚焊， C9 、 C3 是否漏电． BAT1 是否开路或失效。电池： BAT1 在实物上标有“ Ni-CdAA
700mAh 3 ． 6V ”．应急时间大于 90 分钟，实测可达 120 分钟。

BAT1 失效时表现为，在路测电压只有 0 ． 4V 左右，取下测最高可达 1 ． 2V ．但无论怎样充电，电压不会上升。试用 5 号 1350mAh
镍氢充电电池代换，应急时间可达数小时 ( 不过根据一般实际需要，只要大于 90 分钟即可 ) 。 (2) 检测 DC-DC 变换电路中 C7 是
否开路或变质， L1 、 D6 是否虚焊， L1 估计范围在 100-220 μ，笔者用 470 μ H 电感代换，电路工作十分正常。对一个磁芯断裂
的电感进行拆卸，测漆包线直径为 0 ． 2mm ，线圈圈数为 115 。“工”字形磁芯中心柱直径为 2 ． 7mm ，高为 4 ． Omm ，可
将磁芯粘牢、线圈按上述数据重绕。也可利用尺寸适合的磁芯自制．线圈一般 80 ～ 120 圈即可。 D6 为快速整流二极管 1N5819 ，
不能用普通整流管 1N4007 等代换。

当 IC1 本身有问题，尤其内部与门或触发器损坏，用常规的电阻法无法作出正确判断。为此本文介绍一种简易的测试方法 ( 如图 3 所
示 ) 。因为 IC1 最低工作电压只需 2 ． 5V ．所以只用两节 5 号干电池串联足够了，负极接地，当用正极碰触 IC1 ⑥脚时，如果
标志灯被点亮，说明 IC1 是好的，否则是坏的。还可用正极碰触 IC1 ⑤脚，因为 IC1 内部比较器正相输入端电平为基准电压的
1 ． 25V 。所以当 3V 电压碰触比较器反相输入端时。足以关闭 IC1 的输出，如果标志灯熄灭，说明 IC1 是好的，否则是坏的。但
要注意碰触时间要在 1 秒左右，如果碰触时间过短，标志灯只会经过一个短暂的闪灭。紧接又亮了，但这种现象是由于 IC1 的特性所
决定的，属于正常现象，这样即从另一侧面证明 IC1 完好，否则说明 IC1 根本不能工作。