專利名稱：節(jié)能集成電路控制霓虹燈變電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及霓虹燈控制裝置，特別是一種節(jié)能型的由集成電路控制的霓虹燈變電器。
一般的霓虹燈變電器能耗大、工藝落后、笨重且安裝不便、顯示效果單調(diào)。已有的一些霓虹燈發(fā)生器，雖然節(jié)能，亦具有掃描功能，但當(dāng)需要多種多樣的廣告顯示及裝飾效果時(shí)，該霓虹燈發(fā)生器不能實(shí)現(xiàn)，需另加一套控制設(shè)備，造成成本高。
本實(shí)用新型的目的在于為了克服上述的不足之處而提供了一種節(jié)能集成電路控制的霓虹燈變電器，能通過若干個(gè)本霓虹燈變電器的組合，可以實(shí)現(xiàn)霓虹燈廣告牌的多種多樣程序顯示。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的節(jié)能集成電路控制霓虹燈變電器包括整流濾波電路、抗干擾電路、正弦波發(fā)生器、功放管EB結(jié)保護(hù)電路、輸出變壓器、高壓開路保護(hù)裝置，其特征在于還包括能對(duì)正弦波發(fā)生器的自激振蕩器發(fā)出控制信號(hào)的程序控制信息單元、能將控制信號(hào)通過光電耦合及晶體管調(diào)制后去控制自激振蕩器起振的光電調(diào)制電路、能限制短時(shí)異常反尖峰電壓、防止功放管CE結(jié)擊穿損壞的功放管CE結(jié)保護(hù)電路；本霓虹燈變電器的結(jié)構(gòu)組成包括箱體、蓋、印刷線路板、高壓陶瓷板、接線端子板、支承柱、膠腳，印刷線路板通過支承柱及螺絲固裝在箱體內(nèi)左側(cè)，高壓陶瓷板豎放在箱體內(nèi)右側(cè)凹槽內(nèi)，并由蓋壓緊，接線端子板固裝在箱體側(cè)板上部，箱體底部外側(cè)四角裝有四只對(duì)稱的支撐膠腳。本變電器的程序控制信息單元包括提供其直流工作電源的降壓整流濾波及穩(wěn)壓電路、低頻多諧振蕩器、反相器單元電路、輔助控制單元電路、計(jì)數(shù)單元電路。所述的光電調(diào)制電路包括光電耦合器、晶體管調(diào)制器。
本實(shí)用新型由于采用集成電路控制及多種保護(hù)電路，其控制信息狀態(tài)通過光電耦合方式實(shí)現(xiàn)調(diào)制自激振蕩，因而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、工作電流小、節(jié)能、成本低、使用電壓范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)噪聲、可靠性高、起輝容易、霓虹燈管壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
以若干個(gè)本變電器經(jīng)多種方式的接線組合后，可以實(shí)現(xiàn)霓虹燈廣告牌作多種多樣變化程序顯示，例如流水、掃描、奇偶交替、流水＋掃描、流水＋奇偶交替、掃描＋奇偶交替、流水＋掃描＋奇偶交替等。且顯示的速率可調(diào)。因而適用于室內(nèi)外大小型霓虹燈廣告及裝飾的場(chǎng)合。


圖1是本實(shí)用新型立體外形圖；圖2是本實(shí)用新型去蓋后的主視圖；圖3是圖2的左視圖；圖4是本實(shí)用新型俯視圖；圖5是本實(shí)用新型電氣方框圖；圖6是本實(shí)用新型電原理圖。
通過下面實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
本節(jié)能集成電路控制的霓虹燈變電器的電路部份由整流濾波電路(20)、抗干擾電路(21)、正弦波發(fā)生器(22)、功放管EB結(jié)保護(hù)電路(27)、功放管CE結(jié)保護(hù)電路(23)、輸出變壓器(24)、高壓開路保護(hù)裝置(25)、光電調(diào)制電路(28)、程序控制信息單元(29)組成。參見圖5、圖6所示。
當(dāng)輸入220V交流電經(jīng)整流橋(ZL)全波整流后，再經(jīng)電容(C1)濾波向正弦波發(fā)生器(22)提供直流工作電源。電容(C2)為抗干擾電路，用以減少瞬間干擾和輻射干擾。
正弦波發(fā)生器(22)由啟動(dòng)電路和自激振蕩器組成。啟動(dòng)電路由電阻(R1、R2)、電容(C3)、雙向二極管(D2)和箝位二極管(D1)組成，其中電阻(R1、R2)和電容(C3)組成鋸齒波發(fā)生器。自激振蕩器由功放管(T1、T2)、脈沖變壓器(B1)、電阻(R4、R5、R6、R7)、電容(C4)、晶體三極管(T3)CE結(jié)和輸出變壓器(B2)(24)的初級(jí)繞組(L4)組成。
功放管(T1、T2)的CE結(jié)保護(hù)電路(23)分別由二極管(D5、D6)、電阻(R8、R9)、電容(C7、C8)組成。其作用是吸收功放管(T1、T2)在導(dǎo)通或截止工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰。在正常情況下，電容(C7、C8)分別充電至正常電壓值，此時(shí)二極管(D5、D6)截止。當(dāng)功放管(T1、T2)由截止變?yōu)閷?dǎo)通的轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)反尖峰電壓高于此正常電壓值時(shí)，二極管(D5、D6)導(dǎo)通，使該反尖峰電壓被限制到電阻(R8)、電容(C7)和電阻(R9)、電容(C8)上的充電電壓正常值上，從而限制了短時(shí)異常反尖峰電壓，有效地防止功放管(T1、T2)CE結(jié)被擊穿損壞。
功放管(T1、T2)EB結(jié)保護(hù)電路(27)分別由電容(C5)、齊納二極管(D3)和電容(C8)、齊納二極管(D4)組成。電容(C5、C6)起交流限幅作用，防止尖脈沖對(duì)功放管(T1、T2)EB結(jié)的沖擊，齊納二極管(D3、D4)的作用是使功放管(T1、T2)的EB結(jié)電壓箝位在0.8V左右，有效地防止其EB結(jié)被擊穿而損壞。
高壓開路保護(hù)裝置(25)由熔斷器(f)和兩個(gè)高壓開路放電片(12)組成。熔斷器(f)串接在整流橋(ZL)交流側(cè)的任一輸入端上。當(dāng)霓虹燈管損壞開路或安裝調(diào)試過程中高壓輸出端空載時(shí)，所造成的高壓電能通過放電針頭(h、l)放電將熔斷器(f)燒斷，從而立即切斷正弦波發(fā)生器(22)直流工作電源，自動(dòng)防止輸出變壓器(24)可能遭受損壞。
集成電路控制由光電調(diào)制電路(28)、程序控制信息單元(29)實(shí)現(xiàn)。光電調(diào)制電路(28)由光電耦合器和晶體三極管調(diào)制器組成。光電耦合器由電阻(R3)、齊納二極管(D7)和光電耦合IC1及其外圍元件電阻(R10、R11)組成，電阻(R10)一端為引出線端(I)。晶體三極管調(diào)制器由晶體三極管(T3)、電阻(R12、R5、R7)、脈沖變壓器(B1)的繞阻(L2)、功放管(T2)BE極組成。
程序控制信息單元由電容降壓整流濾波穩(wěn)壓電路、低頻多諧振蕩器、反相器單元、輔助控制單元電路、計(jì)數(shù)單元電路組成。220V交流電經(jīng)由電容(C9、C10、C11)、二極管(D8、D9)、齊納二極管(D10)、電阻(R13)組成電容降壓整流濾波穩(wěn)壓電路后向IC2、IC3提供低壓直流工作電源。該電源正極引出端為(VCC)，IC2為六反相器集成電路，這里選取74LS04，低頻多諧振蕩器由IC2的11、10、9、8腳及外圍元件電容(C13)、電阻(R17)組成。其連接方式為電容(C13)的正極和電阻(R17)的一端接IC2的11腳，電阻(R17)另一端同時(shí)接IC2的10、9腳，電容(C13)負(fù)極接IC2的8腳并引出線端(H)。IC2的13腳引出線端為(F)，12腳引出線端為(G)，(F)端和(G)端構(gòu)成了反相器單元電路的輸入和輸出端。IC2的1、2、3、4腳與外圍元件電阻(R14、R15、R16)、電容(C12)和可控硅(SCR)組成輔助控制單元電路。其連接方式為電阻(R14)一端與電容(C12)一端相連接后接IC2的1腳，電阻(R14)的另一端引出線端(E)，電容(C12)的另一端接低壓直流工作電源的負(fù)極，電阻(R15)的一端接IC2的2腳，其另一端和可控硅(SCR)陽(yáng)極相連后接IC2的3腳，可控硅(SCR)的陰極接低壓直流工作電源的負(fù)極，可控硅(SCR)的控制極接電阻(R16)的一端，電阻(R16)另一端引出線端(D)，IC2的4腳引出線端(C)。IC3為NE555時(shí)基集成電路，它與外圍元件二極管(D11)、電阻(R180、R181、R182、R19)、電容(C14、C15)組成計(jì)數(shù)單元電路。其連接方式為IC3的4腳、8腳接低壓直流工作電源正極，IC3的3腳引出端為(A)，IC3的5腳接電容(C15)的一端，電容(C15)的另一端及IC3的1腳接低壓直流工作電源負(fù)極，電容(C14)一端與電阻(R19)一端相連后與IC3的2、6腳相連并設(shè)此為跳線端子(S)，電容(C14)另一端接低壓直流工作電源負(fù)極，電阻(R19)另一端接IC3的7腳，二極管(D11)的正極引出線端(B)，其負(fù)極與電阻(R180、R181、R182)的一端相連接，電阻(R180、R181、R182)的另一端分別設(shè)跳線端子(S0)、(S1)、(S2)。將(S0)、(S1)、(S2)端子的任一端子與(S)的端子相連，可使計(jì)數(shù)單元電路獲得三種不同的計(jì)數(shù)時(shí)間，本實(shí)施例取0.2秒、1秒、2秒三個(gè)計(jì)數(shù)時(shí)間。采用跳線辦法選取計(jì)數(shù)時(shí)間，則易于實(shí)現(xiàn)以本變電器為基本單元的一系列組合程序顯示。
下面進(jìn)一步闡述本變電器的工作原理、工作過程及其組合后顯示功能的進(jìn)一步拓展。
本實(shí)用新型處在常亮的工作狀態(tài)時(shí)，(VCC)與(I)端相連接。當(dāng)本變電器接入220V交流電源后，功放管(T3)導(dǎo)通，其CE結(jié)相當(dāng)于短路狀態(tài)，與此同時(shí)，通過電阻(R1)向電容(C3)充電，當(dāng)充電電壓超過觸發(fā)二極管(D2)的擊穿電壓時(shí)，觸發(fā)二極管(D2)導(dǎo)通，觸發(fā)功放管(T2)的基極使其瞬間導(dǎo)通。直流工作電源正極經(jīng)電容(C4)、輸出變壓器(24)初級(jí)繞組(L4)、脈沖變壓器(B1)繞組(L1)、功放管(T2)的CE極、電阻(R5)和負(fù)載(霓虹燈管)(26)構(gòu)成回路。由于脈沖變壓器(B1)三個(gè)繞組(L1、L2、L3)的耦合作用，使電路起振，功放管(T1、T2)輪流導(dǎo)通和截止，使輸出變壓器(24)初級(jí)繞組(L4)得到一定峰值的兩個(gè)互為相反的脈沖電壓，通過輸出變壓器(24)的鐵氧體磁芯作用于次極繞組(L5)而得到高壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)霓虹燈管發(fā)亮。自激振蕩器的頻率由電容(C4)、繞組(L4)及繞組(L1)三個(gè)參數(shù)值決定。自激振蕩器起振后，二極管(D1)的作用是使電容(C3)的充電電壓箝位在1.5V左右，不再使觸發(fā)二極管(D2)擊穿導(dǎo)通，鋸齒波發(fā)生器置低電位。分別在功放管(T1、T2)的發(fā)射極回路串接的負(fù)反饋電阻(R4、R5)，可以改善振蕩波形，從而減少作用在功放管上的損耗。
本實(shí)用新型處在閃爍工作狀態(tài)時(shí)，(I)端與(H)端相連接，低頻多諧振蕩器即開始工作。當(dāng)(H)端輸出高電平時(shí)，經(jīng)電阻(R10)限流送入IC1的1腳，使IC1的4腳輸出為高電平，此電平經(jīng)電阻(R12)限流后去調(diào)制晶體三極管(T3)導(dǎo)通，從而使自激振蕩器起振，霓虹燈管亮。當(dāng)(H)端輸出低電平時(shí)，IC1的4腳輸出為低電平，晶體三極管(T3)截止，從而使自激振蕩器停振，霓虹燈管熄滅。這樣，霓虹燈即按照低頻多諧振蕩器的變化規(guī)律閃爍。
將一系列本變電器組合起來(lái)，分別對(duì)各變電器的(I)、(H)、(G)、(F)、(E)、(D)、(C)、(B)和(A)端以不同的方式接線，就可實(shí)現(xiàn)在流水、掃描、奇偶交替、流水＋掃描、流水＋奇偶交替、掃描＋奇偶交替、掃描＋流水＋奇偶交替等程序狀態(tài)下工作。
本節(jié)能集成電路控制霓虹燈變電器的結(jié)構(gòu)及安裝程序敘述如下參見圖1～圖4所示。箱體(1)內(nèi)左側(cè)有一塊散熱板(6)，箱體(1)前、后側(cè)面開有通風(fēng)百頁(yè)窗(5)，其左、右側(cè)面各開有兩個(gè)引線孔，左側(cè)面在對(duì)角線上開有兩個(gè)引線孔、即控制線引線孔(14)和電源線引線孔(15)，右側(cè)面在中間水平線上開有兩個(gè)引線孔，即高壓輸出引線孔(13)。呈U形的蓋(2)通過兩支螺絲固緊在箱體(1)上面。箱體(1)的材料采用鋁合金。
參見圖6所示電原理圖，將低壓部分的電器元件焊接到印刷線路板(3)上，高壓開路保護(hù)裝置安裝在高壓陶瓷板(4)上。然后將印刷線路板(3)裝在箱體(1)內(nèi)左側(cè)、并通過螺絲固緊在箱體(1)底部的二根支承柱(7)上，將高壓陶瓷板(4)豎放在箱體(1)內(nèi)右側(cè)。凹槽內(nèi)，由壓蓋(2)壓緊。對(duì)稱的兩個(gè)凹槽由四塊角鐵分別緊固在箱體(1)前后側(cè)板上而形成。功放管(T1、T2)安裝在散熱板(6)與箱體(1)左壁所形成的暗格內(nèi)，散熱板(6)與功放管(T1、T2)之間用絕緣片隔離。高壓開路保護(hù)裝置的兩個(gè)放電片(12)固定在兩個(gè)高壓端接線柱(11)上，放電片(12)的針頭(h、l)相距1.5cm。輸出變壓器(24)次級(jí)繞組(L5)的兩根高壓輸出線分別接在兩根高壓端接線柱(11)上。熔斷器(f)位于兩片放電片(12)的針頭(h、l)中間且與兩針頭連接線(hL)相垂直。熔斷器(f)兩端固定在熔斷器接線柱(10)上。在箱體(1)側(cè)板上部固裝有接線端子板(8)。按圖6所示電原理圖將有關(guān)連接線及引出線連接好。箱體(1)底部外側(cè)四角裝上四只對(duì)稱的支撐膠腳(9)。最后將霓虹燈管接入高壓端接線柱(11)上，本變壓器即可調(diào)試使用。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能集成電路控制霓虹燈變電器，包括整流濾波電路(20)、抗干擾電路(21)、正弦波發(fā)生器(22)、功放管EB結(jié)保護(hù)電路(27)、輸出變壓器(24)、高壓開路保護(hù)裝置(25)，其特征在于還包括能對(duì)正弦波發(fā)生器(22)的自激振蕩器發(fā)出控制信號(hào)的程序控制信息單元(29)、能將控制信號(hào)通過光電偶合及晶體管調(diào)制后去控制自激振蕩器起振的光電調(diào)制電路(28)、能限制短時(shí)異常反尖峰電壓、放止功放管CE結(jié)擊穿損壞的功放管CE結(jié)保護(hù)電路(23)；本霓虹燈變電器的結(jié)構(gòu)組成包括箱體(1)、蓋(2)、印刷線路板(3)、高壓陶瓷板(4)、接線端子板(8)、支承柱(7)、膠腳(9)、印刷線路板(3)通過支承柱(7)及螺絲固裝在箱體(1)內(nèi)左側(cè)，高壓陶瓷板豎放在箱體(1)內(nèi)右側(cè)凹槽內(nèi)，并由蓋(2)壓緊，接線端子板(8)固裝在箱體(1)側(cè)板上部，箱體(1)底部外側(cè)四角裝有四只對(duì)稱的支撐膠腳(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霓虹燈變電器，其特征在于箱體(1)內(nèi)左側(cè)有一塊散熱板(6)，箱體(1)前、后側(cè)面開有通風(fēng)百頁(yè)窗(5)，其左、右側(cè)面各開有兩個(gè)引線孔(13、14、15)，蓋(2)通過螺絲固緊在箱體(1)上面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霓虹燈變電器，其特征在于所述的程序控制信息單元(29)包括提供其直流工作電源的降壓整流濾波及穩(wěn)壓電路、低頻多諧振蕩器、反相器單元電路、輔助控制單元電路、計(jì)數(shù)單元電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霓虹燈變電器，其特征在于所述的光電調(diào)制電路包括光電耦合器、晶體管調(diào)制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的霓虹燈變電器，其特征在于箱體(1)的材料可以是鋁合金或銅或其它金屬材料。
專利摘要一種節(jié)能集成電路控制霓虹燈變電器。它包括箱體、蓋、印刷線路板，其電路由整流濾波電路、抗干擾電路、正弦波發(fā)生器、功放管保護(hù)電路、高壓開路保護(hù)裝置、光電調(diào)制電路及程序控制信息單元組成。程序控制信息單元包括低頻多諧振蕩器、反相器單元、輔助控制單元、計(jì)數(shù)單元。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、節(jié)能、工作可靠。以若干個(gè)本變電器經(jīng)多種方式接線組合后，可以實(shí)現(xiàn)霓虹燈廣告牌作多種多樣變化程序顯示。
文檔編號(hào)H05B41/36GK2077626SQ9020861
公開日1991年5月22日 申請(qǐng)日期1990年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月9日
發(fā)明者吳群和 申請(qǐng)人:吳群和