專利名稱：屏用長壽節(jié)能信號燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及信號裝置領域，特別是一種控制屏用的長壽節(jié)能信號燈。
信號燈是被人們廣泛使用作為電信號通斷或強度大小的一種顯示裝置。目前，需要明顯顯示的場所如配電屏、控制臺、鐵路及街道交通信號燈等，一般用白熾燈為光源，配以紅、黃、綠色的玻璃外罩作為信號顯示;近距離的或電信號較小的場所，有的使用小型發(fā)光二極管顯示。中國實用新型專利申請CN2044315U和CN2070483U公開的是使用發(fā)光二極管制成的交通信號燈，可作為車船的行駛指示，它是將大量的發(fā)光二極管串聯后并聯起來組成一個信號指示屏，由配套的整流電路提供直流電源。這種交通信號燈具有長壽節(jié)能的優(yōu)點，但大量的發(fā)光二極管組裝起來作為一只信號燈，其工藝復雜，成本較高。同時這種裝置也不能代替用于控制屏上的信號燈。
本發(fā)明的目的是要提供一種控制屏上使用的信號燈，這種信號燈在保證需要亮度的條件下，能夠比白熾燈顯著延長使用壽命和降低耗電量。
本發(fā)明的目的是這樣實現的以發(fā)光二極管為光源，將兩個以上發(fā)光二極管管芯封裝在特殊設計的加有反光罩的樹脂里制成一個特大型、高亮度的半導體發(fā)光二極管作為信號燈的發(fā)光元件，同時利用幾乎不耗能的電容器作為交流電壓信號燈的降壓元件，以取代變壓器或整流電路;用在直流電路上的直流電壓信號燈的降壓元件則采用電阻器。
由于半導體發(fā)光二極管的使用壽命比白熾燈長幾百至幾千倍，而耗電卻小的多，而且更換了原來大量耗能的降壓電阻，因此具有很高的長壽節(jié)能效果。
本發(fā)明的具體結構由以下實施例及附圖給出。為便于闡明原理，以兩個管芯制成的單管為例加以敘述。


圖1是交流電路使用的屏用長壽節(jié)能信號燈電氣接線圖。圖2是圖1的外形結構圖。圖3是直流電路使用的屏用長壽節(jié)能信號燈電氣接線圖。圖4是圖3的外形結構圖。
下面結合附圖詳細說明本發(fā)明提出的具體裝置的細節(jié)。
該裝置包括圖1是交流電路使用的屏用長壽節(jié)能信號燈電氣原理圖(1)特大型發(fā)光二極管它是一只特大型、高亮度的半導體發(fā)光二極管，內部由兩只發(fā)光二極管管芯組成，管芯下面設計有反光罩，中上部漫反射，管體由樹脂封裝，頂部可以制成半球型，根據信號燈需要可以制成紅、綠、黃、白等顏色。在管殼外部將兩只發(fā)光二極管反向并聯，這是因為在交流回路中采用電容器降壓，發(fā)光二極管必須構成全波通路，才能保證信號燈發(fā)光。
(2)交流降壓電容器兩端并聯接著電容放電電阻(4)，電容器的一端與交流電源的一端相聯，電容器的另一端與限流電阻(3)相聯。本電路利用電容器充放電的原理，完成發(fā)光二極管的正常供電。
上述交流降壓電容器的取值范圍在下述公式內C＝ (I)/(2πfU) (法)式中，U-交流電源電壓，單位伏;
f-電源頻率，單位赫;
I-流過發(fā)光二極管的電流，單位安;本實施例取值范圍為0.010～0.015安。
(3)限流電阻器它的一端接交流降壓電容器，另一端接發(fā)光二極管。(3)的作用是限制信號燈接通電源的瞬間。電容器(2)過大的充電電流損壞發(fā)光二極管。
(4)電容放電電阻器它與交流降壓電容器相并聯，是電容器(2)的放電電阻。
圖2是交流電路使用的屏用信號燈外形結構圖(1)特大型高亮度發(fā)光二極管實物組裝的外觀。
(2)交流降壓電容器的實物組裝外觀。
(5)塑料外殼，內部為線路組件。
圖3是直流電路使用的屏用長壽節(jié)能信號燈電氣原理圖(6)特大型發(fā)光二極管該管的內部構造同(1)，但在管殼外部要將兩只發(fā)光二極管正向串聯，以保證有足夠的亮度，滿足屏用信號燈的要求。
(7)直流降壓電阻器一端接在發(fā)光二極管的“正”端，另一端接直流電源正端。用來限定線路中的電流值，使發(fā)光二極管工作在需要的電壓電流范圍內。
上述直流降壓電阻器取值范圍在下述公式內R＝ (U)/(I) (歐)式中，U-直流電源電壓，單位伏;
I-流過發(fā)光二極管的電流，單位安。本實施例取值范圍0.008～0.011安。
(8)半導體二極管“正”端接在發(fā)光二極管的負端，“負”端接在發(fā)光二極管的正端。用于保護發(fā)光二極管免受反向電壓擊穿用。一旦電源正負端接錯，此二極管導通，因此使發(fā)光二極管不會因反向電壓過高而被擊穿。
圖4是直流電路使用的屏用長壽節(jié)能信號燈外形結構圖
(6)特大型高亮度發(fā)光二極管實物組裝的外觀。
(9)塑料外殼，內部為線路組件。
上述交流和直流電路使用的信號燈，如遇某種使用場所或使用顏色需要更高的亮度時，可以將兩只發(fā)光二極管為一組增加。制造特大型發(fā)光二極管時，將發(fā)光元件在管芯內串聯或并聯，外部引出四根引線。
綜上所述，本發(fā)明的特征在于1、一種屏用長壽節(jié)能信號燈，是由發(fā)光元件、電容器、電阻器、半導體二極管等組成，其特征在于發(fā)光元件是由兩只以上高亮度發(fā)光二極管管芯采用特殊設計封裝制成一個發(fā)光管，交流電壓回路采用電容器為降壓元件，直流電壓回路采用電阻器為降壓元件，配有其他電阻，半導體二極管等組成一個完整的回路，并組裝成一個器件。
2、該信號燈的發(fā)光器件，其特征在于發(fā)光管由兩只以上高亮度發(fā)光二極管管芯用樹脂封裝成一個整體且管芯下面設計有反光罩，中上部漫反射。
3、該信號燈發(fā)光管引出線的聯接，其特征在于當信號燈用于交流電路時為反向并聯，用于直流電路時為正向串聯。
4、該信號燈在交流電路中采用的降壓電容器，其特征在于電容器上并聯著放電電阻，一端接在電源上，另一端通過限流電阻與發(fā)光二極管相聯接。
5、該信號燈在交流回路中用的降壓電容器，其特征在于它的取值范圍應符合C＝I/2πfU的公式，在通過發(fā)光二極管的工作電流確定時，改變C值，則適用于不同的交流電壓中。因此交流電壓回路的信號燈可以形成一個完整的系列。
6、該信號燈在直流回路中用的降壓電阻，其特征在于它的一端連著電源的正極，另一端連著發(fā)光二極管的正極。
7、該信號燈在直流回路中用的半導體二極管，其特征在于與發(fā)光二極管反向并聯。
8、該信號燈在直流回路中用的降壓電阻器，其特征在于它的取值范圍應符合R＝U/I的公式，在通過發(fā)光二極管的工作電流確定時，改變R值，則可以適用于不同的直流電壓中。因此直流電壓回路的信號燈可以形成另一個完整的系列。
9、該信號燈組裝成一個器件，其特征在于信號燈的全部另部件由一個塑料外殼聯接在一起，成為一個整體器件。
10、作為信號燈，可以采用多個上述高亮度發(fā)光二極管串聯后再反向并聯或反向并聯后再串聯，統(tǒng)一由一個電容器降壓的交流電源供電，還可以采用多個上述高亮度發(fā)光二極管串聯后再并聯或并聯后再串聯，統(tǒng)一由一個電阻器降壓的直流電源供電，組成一個大面積的信號顯示裝置，應用于距離較遠的需要更明亮的燈光顯示場所。
本發(fā)明與現有白熾燈泡的信號燈相比較具有以下優(yōu)點1、信號燈的孔徑安裝尺寸和使用電源電壓與原來信號燈的完全相同，可以直接更換。
2、壽命長，它的直接使用壽命長達百萬小時。
3、節(jié)能，以交流220V和直流220V為例，與XD5型白熾燈泡信號燈相比，交流電路節(jié)能99.6%;直流電路節(jié)能88.6%。一只信號燈的年節(jié)電量，交流電路為181.551kW.h;直流電路為161.359kW.h。
4、適應電壓范圍寬，可以在0.5～1.5倍額定電壓下長期工作。
5、發(fā)熱元件工作溫度低，以交流220V和直流220V為例，與XD5型白熾燈泡信號燈相比，交流電路為39℃，下降160℃;直流電路為63℃，下降136℃。
6、發(fā)光元件由樹脂整體封裝，亮度均勻，指示明顯，色彩柔和，外型美觀。
7、防水，防潮，抗沖擊，耐震動，提高了指示燈的可靠性，并能直接應用于一些特殊場所，如煤礦用高低壓防爆開關等。
權利要求
1.一種屏用長壽節(jié)能信號燈是由發(fā)光元件、電容器、電阻器、二極管等組成，其特征在于發(fā)光元件(1)、(6)是由兩只以上高亮度發(fā)光二極管管芯采用特殊設計封裝制成；交流回路采用電容器(2)降壓，在發(fā)光管(1)外部將兩只發(fā)光元件作反向并聯；直流回路采用電阻器(7)降壓，在發(fā)光管(6)外部將兩只發(fā)光元件作正向串聯；電路中配有其他電阻(3)、(4)，二極管(8)等元件組成一個完整的回路且由塑料殼(5)、(9)組成一個整體。
2.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于特大型高亮度發(fā)光二極管為該信號燈的發(fā)光元件且在一個發(fā)光管(1)、(6)內裝有兩只以上發(fā)光二極管管芯并用樹脂封裝成一個整體，根據需要發(fā)光二極管可以制成紅、綠、黃、白的顏色。
3.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于樹脂封裝的發(fā)光二極管管芯下面設計有反光罩，中上部漫反射。
4.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于交流電路使用的信號燈用降壓電容器(2)降壓。
5.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于降壓電容器(2)上并聯著放電電阻(4)，一端接在電源上，另一端通過限流電阻(3)與反向并聯的發(fā)光二極管(1)的一端相聯，(1)的另一端聯著電源。
6.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于交流電路用的降壓電容器(2)其取值范圍在公式C＝I/2πfU內。
7.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于直流回路使用的信號燈用電阻器(7)降壓。
8.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于直流回路使用的電阻器(7)其一端聯接著電源的正極，另一端聯接著正向串聯的發(fā)光二極管(6)的正極，(6)的負極聯接著電源的負極。
9.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于直流回路用的降壓電阻器(7)其取值范圍在公式R＝U/I內。
10.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于直流回路使用的正向串聯的發(fā)光二極管(6)的另兩只管腳上反向并聯著保護發(fā)光二極管免受反向電壓擊穿用的半導體二極管(8)。
11.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于可將特大型、高亮度發(fā)光二極管串聯后再反向并聯或反向并聯后再串聯，統(tǒng)一由一個電容器降壓，用于大面積、高亮度顯示的交流電路中。
12.根據權利要求1所述的屏用長壽節(jié)能信號燈，其特征在于可將特大型、高亮度發(fā)光二極管串聯后再并聯或并聯后再串聯，統(tǒng)一由一個電阻器降壓，用于大面積、高亮度顯示的直流電路中。
全文摘要
本發(fā)明涉及信號裝置領域。特別適用于各種控制屏和開關柜使用的信號燈。該裝置主要由特殊設計的特大型高亮度發(fā)光二極管為發(fā)光元件，用電容器為交流電路的降壓元件，用電阻器為直流電路的降壓元件，配以其他電阻、二極管組成完整回路且組裝在一只塑料殼體上。該信號燈比白熾燈信號燈使用壽命增加一千倍，交流節(jié)能99.6％，直流節(jié)能88.6％。亮度均勻，指示明顯，外型美觀，防潮抗震，可直接代換原使用的白熾燈信號燈。
文檔編號H05B37/02GK1068880SQ9110511
公開日1993年2月10日 申請日期1991年7月24日 優(yōu)先權日1991年7月24日
發(fā)明者林兆水 申請人:福建省龍巖礦務局