构建一个基于LED的强大障碍灯系统

障碍灯是我们在塔楼和摩天大楼等高层建筑顶部看到的警告灯，用于指示飞机和其他飞行物体有关这些障碍物的信息。

这些灯提醒飞行的飞机在这些高大结构上方应保持的最低高度，以避免可能的碰撞和事故。

障碍灯大多是红色的，因此可以从最远的距离甚至有雾的条件下看到它们。这些可以是连续照明类型的灯或闪烁的旋转信标类型的灯。

在本文中，我们将讨论如何轻松构建基于LED的强大障碍灯系统，使用最少的零件和高效的工作。

杰里先生提出这个想法如下：

电路规格

我有一个中等强度的障碍灯出现故障。它的输入电压为 48 VDC，功率为 60 W。它有四个电路，每个电路有 12 个 LED。它还有一个LDR，应该在白天关闭灯，在夜间打开。

现在由于损坏的组件我找不到它们的理想数字，我希望您为我设计另一个能够执行与以前相同的功能的电路，请记住它闪烁（它打开和关闭）触发器。四种不同的电路由 48VDC 供电。

我想这四个电路以两种方式工作：上部和下部。两个电路控制上部，而另外两个电路控制下部。

闪光灯应该是大约2秒的间隔（打开和关闭），应该是连续的，它还有一个光电管。

设计一个能够同时控制系统上部和下部的电路，并在需要将上部与下部分开时做出规定。功率为60W/48VDC。

电路分析

通过分析上述描述，我们能够得出以下假设。

这 4 个电路似乎是 4 个独立但相同的 LED 驱动器，用于分别控制 4 个 LED 组的电流。独立的驱动器确保所有 LED在发生故障时永远不会出现故障。

60 瓦功率适用于所有 LED，因此每个 12 个 LED 组的额定功率应为 5 瓦。换句话说，通过每个 12 个 LED 串的电流可以是 0.12 安培或 120 mA。

包含LDR和光电管似乎令人困惑，因此我们将忽略光电管，仅使用LDR进行所需的自动昼夜切换。

2835 贴片 LED 规格

正向电流：120 mA 至 150 mA

正向电压：3.1 V DC

光通量： 10 至 15 LM

功率：0.5瓦

计算限流电阻

12系列LED组中每个的限流电阻可以通过以下公式计算：

R = Vs - 总前驱压降/限制电流

其中 Vs 是电源电压 = 48 V

总前轮下降 = 12 x 3.1 = 37.2

限制电流：0.12 安培

因此R = 48 - 37.2 / 0.12 = 90 欧姆

电阻器的瓦数将为 （48 - 37.2） x 0.12 = 1.2 瓦或 1.5 瓦四舍五入。

使用非稳定晶体管闪烁 LED由于障碍灯LED需要在触发器模式下闪烁，因此晶体管化非稳态电路似乎是一个不错的选择。这是因为基于非稳态的晶体管提供两个交替振荡的晶体管输出，可用于分别闪烁两组LED。

完整的电路图如下所示：

部件

R1， R4 = 22 k Ω

R2， R3 = 78 k Ω

R9， R10， R11 = 6k8

R12 = 100 k 预设

R5、R6、R7、R8 = 90 欧姆 1.5 瓦

C1， C2 = 1 μF/60 V

T1， T2， T5 = BC547

T3， T4 = IRFD110

D1， D2 = 1N4148

LDR，光敏电阻 = 通常，在阴影下的日光下为 30 k

LED = 如上所述，48 个 no。

工作原理

所提出的LED障碍光电路工作原理可以从以下几点来理解：

中心的 4 个电阻与 C1、C2 和 T1、T2

一起构成一个基本的晶体管化非稳态多谐振荡器电路。这种不稳定的主要特点是成本低，一旦通电即可快速防故障运行。一旦接通，T1和T2交替开始以基极电阻R2、R3和电容C1、C2确定的频率速率开始开关。

这些特定组件可以根据需要进行更改，以改变T1和T2的开关速率。较高的值将产生较慢的开关速率，反之亦然。

这种不稳定的另一个优点是，它可以在更高的电压下工作，例如这里的48V，而无需集成特殊的稳压器级。此外，我们能够实现两个交替开关输出，除非应用外部BJT，否则基于IC的astables可能无法实现。

MOSFET T3、T4 用于根据来自相应非稳态 BJT 集电极的闪烁信号切换 LED。

LED 分为 2 组，每组 24 个 LED，可配置在障碍灯柜的顶部和底部。然后，只要这些 LED 组通电，它们就会继续闪烁触发器。

T5级是昼夜自动切换器电路。当白天光线充足时，T5 通过 LDR 低电阻进行偏置，并通过将两个 MOSFET 的栅极接地来保持关断状态。

随着夜幕降临，LDR电阻增加，从而逐渐耗尽T5的基极偏置，最终将其关闭。

发生这种情况时，MOSFET 使能并开始交替切换 LED，从而迅速发挥障碍灯的预期功能。

在白天，电路的最大功耗不超过5 mA。