專利名稱：電容降壓式交流電自動(dòng)閃爍指示燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種指示燈，它能自動(dòng)閃爍發(fā)光，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
為了安全用電，市電以及其他超過安全電壓的場所，通常需要安裝指示燈，目前一般用帶紅色或綠色燈罩的鎢絲燈泡作為指示燈，它突出的優(yōu)點(diǎn)是極簡單，價(jià)廉，使用方便，但電耗高，壽命較短。發(fā)光二極管(通常簡稱為LED)雖然經(jīng)久耐用，但它是低壓器件，而且亮度較低，因此用它作為市電等交流電指示燈的情況，仍不多見。關(guān)于這方面的現(xiàn)有技術(shù)，可參閱中國專利局有關(guān)指示燈等檢索文摘。
本實(shí)用新型的目的是提供一種既節(jié)能，又足夠醒目(指室內(nèi)而言)，而且結(jié)構(gòu)比較簡單，大批量生產(chǎn)可免調(diào)試，用戶可長期免維修，使用方便的交流電指示燈。
本實(shí)用新型的主要內(nèi)容是它用φ8mm以上的發(fā)光二極管作為發(fā)光元件，安裝在指示燈的前端。在指示燈的絕緣外殼內(nèi)，發(fā)光二極管依次接矩形波發(fā)生器WC、穩(wěn)壓管Dz、低阻值電阻R2、橋式整流電路BC、與高阻值電阻R1并聯(lián)的電容C1，然后引出到通用螺口燈頭也可以引出到接線端子或接線柱，外接45至65Hz的正弦交流電壓Vac，構(gòu)成“電容降壓式交流電自動(dòng)閃爍指示燈”，其技術(shù)特征是C1在穩(wěn)態(tài)時(shí)起降壓作用，即穩(wěn)態(tài)時(shí)外加交流電壓Vac基本上降在C1兩端；與C1并聯(lián)的R1在停電或外接連線斷開時(shí)起放電作用；BC是用四只整流二極管組成的通用橋式全波整流電路，也可選用整流橋堆；R2在瞬態(tài)時(shí)起限流作用，Dz起限幅作用；WC是矩形波發(fā)生器，具有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可用單結(jié)晶體管與電阻、電容等構(gòu)成，也可用集成定時(shí)器或集成門電路與電阻、電容等構(gòu)成；R1是高阻值電阻，R2是低阻值電阻，前者比后者的阻值大10倍以上；當(dāng)R1或R2用一只電阻器不能滿足耐壓要求時(shí)，可選用兩只或兩只以上的電阻器串聯(lián)；當(dāng)C1用一只電容器不能滿足耐壓要求時(shí)，可選用兩只或兩只以上的電容器串聯(lián)，每只電容器各并聯(lián)一只高阻值電阻器，既起放電作用，又起均壓作用。關(guān)于本實(shí)用新型的實(shí)施電路之詳情，將在后面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)或積極效果主要有(1)穩(wěn)態(tài)時(shí)用電容降壓，與用電阻降壓相比，節(jié)能效果明顯；(2)本實(shí)用新型用發(fā)光二極管作為發(fā)光元件，而且其電路中R2的瞬態(tài)限流作用和Dz的限幅作用之共同效果，妥善解決了電容降壓引起的瞬態(tài)問題，可確保發(fā)光二極管工作在它所允許的范圍內(nèi)，因此經(jīng)久耐用，用戶可長期免維修；(3)只要外接交流電供電正常，本實(shí)用新型的發(fā)光二極管就可以不斷地自動(dòng)閃爍發(fā)光，與常亮(持續(xù)不停地發(fā)光)型指示燈相比，本實(shí)用新型指示燈明顯醒目；(4)本實(shí)用新型電路比較簡單，大批量生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)免調(diào)試。


圖1是本實(shí)用新型的基本電路圖。
圖2是圖1的一種改進(jìn)型電路圖，它選用雙向發(fā)光二極管，省去了橋式整流電路BC，增加了一只穩(wěn)壓管，即用兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)起正、負(fù)對稱限幅作用。
圖3是圖1的簡化型電路圖，它省去了橋式整流電路BC，仍用單向發(fā)光二極管作為發(fā)光元件。顯然，它持續(xù)發(fā)光時(shí)間不超過交流電的半個(gè)周期，因此只適用于對效率要求不高的場合。
圖4是圖1、圖2和圖3中方框內(nèi)WC的具體實(shí)施電路之一，其中的IC可選用集成定時(shí)器7555或555。圖中a、b、c三點(diǎn)與圖1、圖2和圖3中的a、b、c三點(diǎn)相對應(yīng)。
現(xiàn)對實(shí)施本實(shí)用新型的基本電路——圖1電路，作具體說明。圖1中的C1是電容，菱形框內(nèi)的BC代表由四個(gè)整流二極管組成的通用橋式全波整流電路或整流橋堆，R1和R2是電阻，Dz是穩(wěn)壓管，LED是發(fā)光二極管，方框內(nèi)的WC是矩形波發(fā)生器，其實(shí)施電路之一已在圖4中描述。圖4中的IC是集成定時(shí)器7555或555，圖4中Da是整流二極管，C2、C3和C4是電容，R3和R4是電阻。
圖1中R1與C1并聯(lián)，構(gòu)成停電或外接連線斷開后的放電回路，其時(shí)間常數(shù)(R1C1)的選擇，應(yīng)當(dāng)使C1在短時(shí)間(例如1秒鐘)內(nèi)持續(xù)放后C1兩端的電壓小于安全電壓。為了減小電耗，R1應(yīng)選用高阻值電阻器，其阻值應(yīng)比C1的容抗大30倍以上。在分析圖1中其他元件的作用時(shí)，可將R1視為開路。
在圖1電路剛接通交流電源瞬間，電路處于瞬態(tài)(過渡過程)，此時(shí)C1不起降壓作用，而由R2起限流作用，Dz起限幅作用，使圖中a、b兩點(diǎn)的電壓(即Dz兩端的電壓)不超過Dz的穩(wěn)壓值Vz，適當(dāng)選擇R2的阻值和Vz的大小(通常在3至15V范圍內(nèi))選擇，可使在最不利的情況下流過Dz的最大瞬時(shí)電流不超過它所允許的范圍，并留有一定的裕量，而且應(yīng)當(dāng)使穩(wěn)態(tài)時(shí)R2的功耗盡可能小，以減小電耗。此外，R2的瞬時(shí)耐壓應(yīng)當(dāng)足夠高，即在最不利的情況下可能出現(xiàn)在R2兩端的最大瞬時(shí)電壓值應(yīng)當(dāng)不超過它所允許的范圍，并留有適當(dāng)裕量。而且所選用的電阻器允許通過的最大瞬時(shí)電流值應(yīng)當(dāng)不小于Dz所允許的最大瞬時(shí)電流值。
當(dāng)圖1電路外接交流電壓供電一定時(shí)間后，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，C1起降壓作用，即外接交流電Vac的80％以上都降在C1兩端，使BC、R2與Dz上的壓降之和比Vac小得多(小于20％)。由于電容器幾乎不消耗電能，因此與用電阻降壓相比，本實(shí)用新型節(jié)能效果明顯。顯然，選擇C1電容量的大小，應(yīng)當(dāng)使穩(wěn)態(tài)時(shí)流過發(fā)光二極管的電流不超過它所允許的范圍，而且足夠大，以滿足亮度要求。
圖1中方框內(nèi)的WC代表矩形波發(fā)生器，圖4是它的具體實(shí)施電路之一，其中整流二極管Da和電容C2、C3的作用是穩(wěn)定IC的供電電壓，使它基本上不受LED導(dǎo)通或截止(亮或暗)的影響。這里的IC可選用集成定時(shí)器7555，它的輸出端(腳3)與D端(腳7)相連，再經(jīng)過R3接到LED的陰極。顯然，LED與R3的壓降之和不會(huì)超過Dz的穩(wěn)壓值。因此選擇R3阻值的大小，應(yīng)當(dāng)使7555輸出低電平時(shí)，即LED發(fā)光時(shí)流過C1的電流基本上都從LED流過，以提高效率，而且瞬態(tài)時(shí)流過LED之最大瞬時(shí)電流不超過它所允許的范圍。圖4電路產(chǎn)生矩形波振蕩的基本原理是接通電源時(shí)的初始狀態(tài)是C4兩端的電壓υC4=0，7555的輸出為高電平，LED截止，呈暗狀態(tài)。在7555輸出高電平時(shí)，通過R4給C4充電，使υC4逐漸上升，當(dāng)υC4達(dá)到
VDO時(shí)，7555的輸出跳變?yōu)榈碗娖剑琇ED變?yōu)閷?dǎo)通，發(fā)出光。在7555的輸出為低電平時(shí)，C4通過R4放電，υC4逐漸下降，當(dāng)υC4下降到
VDD時(shí)，7555的輸出跳變?yōu)楦唠娖剑琇ED變?yōu)榻刂?，呈暗狀態(tài)。這時(shí)7555輸出高電平，又通過R4給C4充電……。如此不斷地交替進(jìn)行充電與放電，7555不斷地交替輸出高電平與低電平，周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，使LED不斷亮、暗交替，閃爍發(fā)光。其周期T基本上取決于R4和C4，即T≈1.4R4C4，可根據(jù)具體應(yīng)用酌情在0.1至10秒范圍內(nèi)選擇。
權(quán)利要求1.一種“電容降壓式交流電自動(dòng)閃爍指示燈”，它用發(fā)光二極管(通常簡稱為LED)作為發(fā)光元件，安裝在指示燈的前端，在指示燈的絕緣外殼內(nèi)，LED依次接矩形波發(fā)生器WC、穩(wěn)壓管Dz、電阻R2、橋式整流電路BC、與電阻R1并聯(lián)的電容C1，然后引出到通用螺口燈頭，也可以引出到接線端子或接線柱，外接45至65Hz正弦交流電壓Vac，其特征是C1在穩(wěn)態(tài)時(shí)起降壓作用，R1起放電作用，BC起全波整流作用，Dz起限幅作用，R2起瞬態(tài)限流作用，WC產(chǎn)生矩形波，使LED在供電正常的情況下，不斷地自動(dòng)閃爍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示燈，其特征是C1在穩(wěn)態(tài)時(shí)起降壓作用，即外接交流電壓Vac基本上降在C1兩端；當(dāng)C1用一只電容器不能滿足耐壓要求時(shí)，可選用兩只或兩只以上的電容器串聯(lián)，每只電容器各并聯(lián)一只高阻值的電阻器，既起放電作用，又起均壓作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示燈，其特征是BC是用四只整流二極管組成的通用橋式全波整流電路，也可以選用整流橋堆。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示燈，其特征是R1與C1并聯(lián)，在停電或外接連線斷開時(shí)，R1起放電作用，它是高阻值電阻，即它比低阻值電阻R2的阻值大10倍以上；這些電阻如果用一只電阻器不能滿足耐壓要求，則可選用兩只或兩只以上的電阻器串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示燈，其特征是Dz的穩(wěn)壓值在3至15V范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示燈，其特征是WC的振蕩周期在0.1至10秒種范圍內(nèi)，它可以單結(jié)晶體管為主構(gòu)成，也可以集成定時(shí)器或集成門電為主構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示燈，其特征是LED可以是一個(gè)PN結(jié)的單向發(fā)光二極管，也可以是由兩個(gè)或兩個(gè)以上PN結(jié)串并聯(lián)構(gòu)成的雙向或單向發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的指示燈，其特征是在選用雙向發(fā)光二極管作為發(fā)光元件和選用單向發(fā)光二極管作為發(fā)光元件且對效率要求不高兩種情況下，前面所述的BC可省去，但前一種情況的Dz需用兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)或選用性能與之相同的穩(wěn)壓元件，起正、負(fù)對稱限幅作用。
專利摘要本實(shí)用新型是“電容降壓式交流電自動(dòng)閃爍指示燈”，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。它由穩(wěn)態(tài)降壓電容、瞬態(tài)限流電阻、限幅穩(wěn)壓管、矩形波發(fā)生器、發(fā)光二極管以及整流元件構(gòu)成，可外接市電或某些比市電電壓更高的交流電壓。在供電正常情況下，它的發(fā)光二極管不斷地閃爍發(fā)光，與持續(xù)發(fā)光(常亮)或用電阻降壓等指示燈相比，本實(shí)用新型指示燈明顯醒目、安全可靠、經(jīng)久耐用，節(jié)能效果明顯。
文檔編號G01R19/155GK2263351SQ9621435
公開日1997年9月24日 申請日期1996年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月5日
發(fā)明者孫梅生 申請人:孫梅生