直流低壓電子掃描霓虹燈的製作方法
2023-07-16 22:32:01 2
專利名稱：直流低壓電子掃描霓虹燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電真空器件氣體放電裝飾燈的改進。
現在使用的霓虹燈，起輝點亮時整根燈管亮，或者是閃爍，而不能作平滑的掃描式發光，而這種霓虹燈的供電系統通常用鐵芯式工頻升壓變壓器。這種變壓器除體積大，耗用大量的金屬銅和矽鋼片外，而且還耗電多，點燃直徑10毫米、長7米至12米的霓虹管就要用一隻功率為450W的變壓器。此外，這種變壓器使霓虹管工作在工頻供電工作的情況下，發光效率低，管內電離電壓高而影響壽命。而最近廣州市江南電子電器廠生產的「節能電子霓虹燈發生器」(見CN87104773A)，為了取得掃描功能，設有掃描發生器，它具有節能效果和體積小、重量輕的優點，但其負載能力較差，成本較高，而且是靠輸出正弦超音頻電壓給霓虹燈工作，未能充分提高燈管的發光效率。另外它使用的電壓是交流電220V，而霓虹燈使用220V的交流電，其電子變壓器內部電子元件都是在300V以上的電壓情況下工作的，因而要使用昂貴的高反壓大功率三極體，成本較高，而且對元、器件的耐壓要求較大，可靠性難以保證。此外，其電路的振蕩頻率一旦設計確定，就難以改變和調整，因而對霓虹燈的亮度不能方便調整，負荷功率也不能作任何的調整，這樣就未能有效地發揮節能的功效。以上所說的霓虹燈燈管內含有有毒的汞氣，製造與使用不當都會給人帶來危險。
為了解決霓虹燈存在的以上問題，本實用新型的目的在於設計出一種直流低壓電子掃描霓虹燈，使它能解決現有的霓虹燈存在的成本高、可靠性差、使用範圍窄、使用有毒氣體的問題。
本實用新型由超音頻脈衝振蕩電路、掃描控制電路、功率放大電路、超音頻輸出變壓器和掃描霓虹燈管組成。超音頻脈衝振蕩電路產生掃描霓虹燈管所需要的並能調整頻率的超音頻脈衝信號電壓，經功率放大電路將電源輸入功率轉換成超音頻脈衝功率，再經超音頻輸出變壓器通過電磁耦合升壓，作為掃描霓虹燈管的工作電壓。掃描控制電路產生鋸齒形的變化電壓，用這個變化的電壓作為功率放大電路的工作電壓，使其輸出功率跟隨掃描控制電路產生的鋸齒形電壓變化，霓虹燈管得到超音頻脈衝電壓後，使其燈管內惰性氣體從鎢棒電極處向電極外的另一頭發生電離，電離距離與加在燈管上的電壓成正比，即發光段的長短與燈管上電壓成正比；電離強度與脈衝電壓的頻率成正比，即燈管的亮度與脈衝電壓的頻率成正比；由以上電路產生的掃描霓虹燈電壓與掃描霓虹燈管配合產生掃描發光。
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述。
圖1是本實用新型的外形圖。
圖2是本實用新型的方框圖。其中1是超音頻脈衝振蕩電路、2是掃描控制電路、3是功率放大電路、4是超音頻輸出變壓器、5是掃描霓虹燈管。
圖3是掃描霓虹燈管5的結構圖。
圖4是本實用新型的電路原理圖。
參照圖4，時基集成IC1、二極體D1、D2、電容C1、電阻R1、R2組成超音頻脈衝振蕩電路，時基集成IC2、三極體BG2、BG3、電容C2、C3、C4、電阻R4、R5、R6、R7、R8組成掃描控制電路，複合達林頓高速開關低飽和壓降三極體BG1、電阻R3組成功率放大電路，超音頻輸出變壓器B採用是高頻鐵粉芯，初級、次級繞在有分隔的支架上，以減少漏感提高絕緣強度。參照圖3，玻璃管6的內壁塗上發光螢光粉7，玻璃管6內為單電極9，該單電極9是用金屬鎢做成的，玻璃管6的外表面有一層能透光的、用金屬化合物做成的電阻膜8作為另一電極，玻璃管6封閉後將管內的空氣抽空，並加入少量的隋性氣體10。
參照圖4，電流經電阻R9、二極體D3、電容C5得到穩定電壓向超音頻脈衝振蕩電路和掃描控制電路提供工作電壓。電流通過電阻R1、二極體D1向電容C1充電，電容C1上電壓上升至時基集成IC1的D腳上限值時，IC1翻轉，使A端輸出低電位，同時C端對地放電，C1充電結束。C1上電壓經二極體D2、電阻R2向C端放電，C1上的電壓逐漸下降，下降時間由C1、R2時間常數決定，當C1上電壓降至IC1的D腳下限電壓值時，IC1又翻轉，A端輸出高電位，這時IC1的C腳對地呈開路狀態，以上放電結束。這時電源又通過R1、D1向C1充電，當C1電壓上升到IC1的D腳上限電壓值時，又翻轉重複以上過程，這樣便形成振蕩，A端不斷輸出脈衝振蕩電壓。以上電路在C1的容量值固定情況下，R2決定振蕩頻率；調整R2控制脈衝電壓的頻率，以此來調整霓虹管的耗電功率，達到調整亮度的目的。IC1的A端輸出脈衝電壓經電阻R3耦合至三極體BG1放大，將直流功率轉換成脈衝功率交給超音頻輸出變壓器B的初級，由超音頻輸出變壓器B電磁耦合至次級輸出作為霓虹燈工作電壓。電阻R8、電容C2為工作電壓濾波，防止幹擾；電阻R5、R6分壓供三極體BG2固定的偏置，三極體BG2與電阻R5、R6、R7一起得到穩定的電流，在BG2集電極接有C3、BG2的導通電流向C3充電，使C3處的E點電壓上升。調整R7大小可以控制BG2的導通電流從而使C3電壓上升速度受控制，E點是鋸齒波上升的電壓，這個電壓接在BG3的基極，使BG3發射極輸出電壓也是鋸齒波上升，前面的功率放大級工作電壓是由BG3提供的，因而功率輸出也就按BG3提供的電壓作鋸齒形上升變化，使霓虹管得到工作電壓跟隨變化，產生掃描發光。當C3處的E點電壓上升後，另一路經電阻R4向電容C4充電，使C4的電壓逐漸上升，當C4電壓上升到IC2的D腳電壓上限值時，IC2翻轉，C腳對地放電，由於C3的E點接在C腳上，因此，C腳放電時將C3上的電壓一起放掉，E點電壓降至零伏，這時BG3的基極無電壓，發射極無電壓輸出，功率放大級沒有工作電壓，使霓虹燈熄滅，這時C4上所充電壓經R4向C腳放電而逐漸下降，當降至IC2的D腳下限電壓值時，IC2又翻轉，C腳呈開路狀態，放電結束。這樣不斷重複以上過程，就使霓虹燈作掃描發光。
本實用新型使用的電源是直流低壓電源，因而採用的電子元件沒有耐高壓的要求，這樣就降低了成本，提高了可靠性，並能在各種場合中使用。本實用新型的負荷功率和亮度可以調節，這樣使它能節電並能適合不同的需要。本實用新型的燈管內不含任何有毒的氣體，這樣就消除了毒氣對人體的危害。本實用新型體積小、重量輕、節能效果顯著，比傳統的霓虹燈節電70％以上，它工作穩定可靠，特別適用於室內設置和移動攜帶的臨時設置，以及室外各種大型的節能霓虹燈工程。
權利要求1.一種由超音頻脈衝振蕩電路1、掃描控制電路2、功率放大電路3、超音頻輸出變壓器4和掃描霓虹燈管5組成的直流低壓電子掃描霓虹燈，其特徵在於(1)掃描霓虹燈管5的玻璃管6內為單電極9，所說的該單電極9是用金屬鎢做成的；(2)掃描霓虹燈管5的玻璃管6外表面有一層能透光的、用金屬化合物做成的電阻膜作為另一電極。
專利摘要本實用新型是一種節能的直流低壓電子掃描霓虹燈，它由超音頻脈衝振蕩電路、掃描控制電路、功率放大電路、超音頻輸出變壓器和掃描霓虹燈管組成。掃描霓虹燈管的玻璃管內為單電極，玻璃管外表面有一層能透光的電阻膜作為另一電極。本實用新型體積小、重量輕、不含任何有毒氣體、節能效果顯著，比傳統的霓虹燈節電70％以上，它的亮度可以調節，工作穩定可靠，特別適用於室內設置和移動攜帶的臨時設置，以及室外各種大型的節能霓虹燈工程。
文檔編號H05B41/30GK2073640SQ9020583
公開日1991年3月20日 申請日期1990年5月2日 優先權日1990年5月2日
發明者羅兆彥, 劉純振 申請人:劉純振, 陳家華