專利名稱：一種電子掃描霓虹燈的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種電子掃描霓虹燈，屬于電光源領域。
現(xiàn)有的電子掃描霓虹燈，利用鋸齒波對特定頻率的正弦波或方波進行幅度調(diào)制，實現(xiàn)掃描功能(見中國專利公告CN1036116A和CN2082067N)。其電路負載能力差，負荷功率不易調(diào)整，電路的振蕩頻率要根據(jù)霓虹燈管的特性進行調(diào)整。使用中霓虹燈管的特性難免發(fā)生變化，需要專業(yè)人員重新調(diào)整電路參數(shù)，才能獲得較好的發(fā)光效果。
本實用新型旨在提供一種在使用中不須調(diào)整電路參數(shù)且發(fā)光方式多樣靈活的電子掃描霓虹燈。
本實用新型的目的是這樣完成的它包括鋸齒波發(fā)生電路、超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器、超音頻電子開關放大電路、超音頻升壓變壓器和具有外輔助電極的霓虹燈管。鋸齒波發(fā)生電路的輸出端與超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器的輸入端相聯(lián)接；鋸齒波發(fā)生電路與超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器共地；超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器的兩個輸出端分別與超音頻電子開關放大電路的兩個輸入端相聯(lián)接；超音頻電子開關放大電路經(jīng)超音頻升壓變壓器與具有外輔助電極的霓虹燈管相連接。
所謂外輔助電極，是指在兩電極霓虹燈管的玻殼外管壁沿管的軸向做有一條導電薄膜(條)或間斷開一定距離且在同一延伸線上的兩條導電薄膜(條)，每一條導電薄膜(條)靠近燈管電極的那一端與電極連接，成為一個外輔助電極。
所說的具有外輔助電極的霓虹燈管，可以是有一條外輔助電極的霓虹燈管；也可以是有兩條外輔助電極的霓虹燈管；或者是多條具有上述結(jié)構(gòu)的霓虹燈管串接而成的霓虹燈管。
鋸齒波發(fā)生電路產(chǎn)生控制掃描的鋸齒波信號，并輸送到超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器。超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器由電壓／頻率變換式的調(diào)頻電路和激勵輸出級組成。鋸齒波信號輸入到調(diào)頻電路，調(diào)頻電路產(chǎn)生20KHZ～200KHZ的超音頻掃頻方波信號經(jīng)激勵輸出級做低壓功率放大后送到超音頻電子開關放大電路做中壓(約300伏)功率放大，最后經(jīng)超音頻升壓變壓器升壓至2000～3000伏高壓超音頻掃頻方波輸送到具有外輔助電極的霓虹燈管兩端的電極上。由于采用掃頻方波驅(qū)動燈管發(fā)光，所以對燈管的適應能力特別強，允許在多種不同結(jié)構(gòu)的燈管中選用發(fā)光方式最適宜者，且即使所用的燈管特性在使用中發(fā)生變化，仍然可以照常發(fā)光。對于只有一條外輔助電極的單支霓虹燈管，其發(fā)光方式為外輔助電極懸置端附近先起輝點燃，均勻的光柱逐漸延伸，直至整支燈管全部發(fā)光，然后熄滅，再重復上述過程；對于有兩條外輔助電極的單支霓虹燈管，其發(fā)光方式為在兩條外輔助電極的間斷處附近先起輝點燃發(fā)光，均勻的光柱逐漸向兩端延伸，直至整支燈管全部發(fā)光，然后熄滅，再重復上述過程。對多支串接而成的具有外輔助電極的霓虹燈管，則其中的各個燈管將依其外輔助電極的結(jié)構(gòu)而接上述方式獨立進行掃描發(fā)光。在調(diào)頻電路中適當?shù)膶⒊纛l掃描頻方波信號加以反饋，還可以使燈管全部點燃后，在均勻的光柱中產(chǎn)生形狀類似珠串的串狀耀斑或是形狀類似小球的球狀耀斑。
鋸齒波發(fā)生電路可以用三極管、電容、電阻構(gòu)成的多諧振蕩器和積分電路、放大電路組成；也可以用時基集成塊、電容、電阻和三極管組成。
超音頻方波發(fā)生器用方波發(fā)生集成塊(TL494)、三極管、電容、電阻組成其調(diào)頻電路，用三極管、電容、電阻組成互補對稱放大電路為其激勵輸出級。在方波發(fā)生集成塊(TL494)的兩個反相輸出端(8腳、11腳)之間串接電位器，并將該電位器的中心端與其調(diào)頻控制端(6腳)相連接，便可實現(xiàn)耀斑發(fā)光所需的信號反饋。
超音頻電子開關放大電路用一輸入變壓器做為電源隔離輸入元件，用高反壓三極管或MOS場效應管和電容組成開關型中壓功率放大器。
本實用新型電子掃描霓虹燈負荷能力強，發(fā)光方式多樣靈活，光效高、耗電少，重量輕，尤其是使用中不需專業(yè)人員調(diào)整電路參數(shù)，適用于各種室內(nèi)外裝璜、廣告。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明。


圖1是本實用新型電子掃描霓虹燈的結(jié)構(gòu)方框示意圖。
圖2是本實用新型電子掃描霓虹燈一個實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2實施例的一種燈管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖2實施例的又一種燈管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖2實施例的第三種燈管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是圖2實施例的第四種燈管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖2實施例的第五種燈管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中鋸齒波發(fā)生電路1產(chǎn)生的鋸齒波掃描控制信號輸送到超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2，其中鋸齒波發(fā)生電路1與超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2共用一組低壓電源(共地)。超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2輸出超音頻掃頻方波到超音頻電子開關放大電路3。超音頻電子開關放大電路3使用中壓(約300伏)直流電源，其輸入端以變壓器藕合，與前級電源隔離，其輸出端與超音頻升 壓變壓器4初級相連接。超音頻升壓變壓器4的次級與具有外輔助電極5的霓虹燈管6的兩端電極相連接。在高壓超音頻掃頻方波的驅(qū)動下，具有外輔助電極5的霓虹燈管6做掃描式發(fā)光。
參看圖2，鋸齒波發(fā)生電路1由多諧振蕩器電路、積分電路和倒向放大器組成。三極管G1、G2、電容C1、C2和電阻R1、R2、R3、R4構(gòu)成多諧振蕩器電路；電阻R5、R6、R7和電容C3構(gòu)成積分電路；倒相放大器由三極管G3和電阻R8、R9組成。三極管G3的集電極為鋸齒波發(fā)生電路的輸出端A端。
超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2包括由三極管G4、方波發(fā)生集成塊IC(TL494)，電容C4、C5、電阻R10、R11、R12、R13、R14，電位器W1組成調(diào)頻電路和由三極管G5、G6、G7、G8，電容C6，電阻R15組成的激勵輸出級。電阻R10的一端(A′端)與鋸齒波發(fā)生電路1的輸出端(A端)相連，另一端接三極管G4基級。三極管G4發(fā)射極串接有電阻R11到地，集電極與方波發(fā)生集成塊IC的6腳相連接并串接有電阻R13到地。方波發(fā)生集成塊IC12腳接正電源E1，4腳、7腳、9腳和10腳接地，2腳與3腳相聯(lián)接，13腳、14腳、15腳和16腳相連接并串接電容C4到1腳，1腳又串接電阻R12到地，5腳串接電容C5到地，6腳還與電位器W1的中心端相連接。電阻R14和電位器W1串聯(lián)后連接到方波發(fā)生集成塊ICC的兩個輸出端8腳和11腳。這兩個輸出端又與激勵輸出級的兩個輸入端相連接。其中一個輸入端連接三極管G5、G6的基極，另一個輸入端連接三極管G7、G8的基極。三極管G5、G7的集電極相連接并串接電阻R16到正電源E1，三極管G6、G8的集電極接地，三極管G5、G6的發(fā)射極相連接并串接電容C6到輸出端B端，三極管G7、G8的發(fā)射極相連并接到輸出端C端。
超音頻電子開關放大電路3，由輸入變壓器T1，MOS開關管G9、G10和電容C7、C8組成。輸入變壓器T1的初級B′端、C′端分別與B端、C端連接，次級的一組線圈一端連接開關管G9的源極和電源E2負極，另一端接開關管G9的柵極；另一組線圈的一端與開關管G9的漏極、開關管G10的源極相連接，引出為E端與超音頻升壓輸出變壓器4(T2)初級的一端E′端相連接，另一端與開關管G10的柵極連接。開關管G10的漏極接電源E2正極。電容C7、C8串聯(lián)連接在電源E2的正負極之間，其中間接點D端與超音頻升壓輸出變壓器4(T2)初級的另一端D′端相連接；超音頻升壓輸出變壓器4(T2)次級的兩端F端和G端分別連接具有外輔助電極5的霓虹燈管6的兩電極F′端和G′端。
在兩電極霓虹燈管6的玻殼外管壁沿管的軸向貼附一條導電薄膜(條)或間斷開一定距離且在同一延伸線上的兩條導電薄膜(條)，每一條導電薄膜(條)靠近燈管電極的那一端與電極連接，成為一個外輔助電極5，從而構(gòu)成具有外輔助電極5的霓虹燈管6。導電薄膜(條)可以是金屬薄膜(條)，也可以是其它導電的非金屬材料或化合物材料的薄膜(條)。
本實施例的工作過程是多諧振蕩器產(chǎn)生周期性的低頻方波信號；調(diào)整電阻R3，可改變其振蕩周期。當三極管G2截止時，電源E1通過電阻R4、R5向積分電容C3充電，調(diào)整電阻R6可改變最高充電電壓和充電時間；三極管G2導通時，積分電容C3放電。積分電容C3上的電壓小于0.7伏時，三極管G3截止，鋸齒波發(fā)生電路1的輸出為高電平，當電容C3上的電壓大于0.7伏后，三極管G3進入放大狀態(tài)，其集電極電位隨電容C3上電壓的增加而逐漸降低。電容C3放電時，三極管G3重新變?yōu)榻刂梗敝岭娙軨3重新充電至0.7伏，周而復始輸出鋸齒狀的輸出信號送到調(diào)頻電路的輸入端A′端。方波發(fā)生集成塊IC輸出的方波頻率由其5腳對地電容C5和6腳對地電阻確定，方波占空比由電容C4、電阻R12確定。在鋸齒波信號的作用下，三極管G4基極電位由高到低變化，三極管G4工作狀態(tài)亦隨之變化，三極管G4集電極與發(fā)射極之間等效電阻亦隨之變化，即方波發(fā)生集成塊IC6腳對地電阻將隨輸入的鋸齒波電壓變化而變化，相應方波發(fā)生集成塊IC11腳和8腳輸出的方波頻率也隨之變化，實現(xiàn)了調(diào)頻。方波發(fā)生集成塊IC輸出的信號經(jīng)電位器W1的中心端反饋到它的6腳進行調(diào)制。調(diào)整電阻R10和R13可改掃頻范圍，調(diào)整電位器W1，改變反饋調(diào)制程度。方波發(fā)生集成塊IC8腳和11腳輸出反相的同頻率但脈寬不一定相等的超音頻掃頻方波信號。激勵輸出級在方波發(fā)生集成塊IC的11腳輸出為高電平時，三極管G5導通，G6截止，其輸出端B端為高電平；11腳輸出為低電平時，三極管G5截止，G6導通，B端為低電平。同理8腳輸出為高電平時，三極管G7導通，G8截止，C端為高電平；8腳為低電平時，三極管G7截止，G8導通，C端為低電平。電容C6為隔直電容。
另有一點要說明一下，方波發(fā)生集成塊IC(TL494)的4腳實際為一控制端，為低電平時，它正常工作，有方波輸出；為高電平時，它不工作，沒有方波輸出?？梢氡Ｗo電路與此端相連接，對功率放大電路開關管或升壓變壓器等進行保護。
超音頻電子開關放大電路3的輸入變壓器T1將輸入的低壓回路與本級中壓電源E2(約300伏)相隔離。開關管G9、G10在輸入方波信號的作用下，一個導通，另一個截止，交替開關實現(xiàn)功率放大。
超音頻升壓變壓器4(T2)將初級的中壓超音頻掃頻方波升壓為高壓(約2000～3000伏)超音頻掃頻方波供燈管點燃。
超音頻升壓變壓器4(T2)選用高頻磁芯，高頻絕緣材料絕緣封裝。其初級與次級的匝數(shù)比為110。
具有外輔助電極5的霓虹燈管6，其F′、G′兩端電極分別與超音頻升壓變壓器4(T2)次級的F、G兩端相連接。燈管中的惰性氣體在高壓超音頻掃頻方波的作用下，先從外輔助電極5的懸置端附近發(fā)生電離擊穿，局部起輝發(fā)光，然后光柱逐漸增長，直至整條霓虹燈管6發(fā)光。適當調(diào)整電位器W1，可在整條燈管的均勻光柱中產(chǎn)生形如珠串的多個耀斑組成的串狀耀斑或是單個的球狀耀斑。由于燈管是在掃頻激勵方式下工作，所以對燈管特性的要求比較寬松，可以按發(fā)光方式的需要靈活選用圖3至圖7所示的各種霓虹燈管6或類似的組合式霓虹燈管6。燈管本身無論彎曲成任何形狀，都可實現(xiàn)上述方式的發(fā)光。
圖3所示的霓虹燈管6，外輔助電極5的一端與其一個電極G′端相連接，在高壓超音頻掃頻方波的作用下，將從F′端開始起輝發(fā)光，光柱逐漸向G′端延伸。
圖4所示的霓虹燈管6，兩條外輔助電極5分別與其F′、G′端電極相連接。在高壓超音頻掃頻方波的作用下，將從外輔助電極5間隔處附近開始起輝發(fā)光，光柱逐漸向兩端延伸。
圖5所示由三支燈管串接而成的霓虹燈管6，其外輔助電極5亦相互串接，并與F′端電極相連接。在高壓超音頻掃頻方波的作用下，將從G′端開始起輝發(fā)光，光柱逐漸向I點，然后向H點，最后向F′端延伸，順序使三支燈管點燃。
圖6所示由三支燈管相互串接的霓虹燈管6，其外輔助電極5分別與F′端、J點、K點相連接。在F′端與G′端所加的高壓超音頻掃頻方波的作用下，三支燈管的起輝時間稍有差別，產(chǎn)生三條光柱分別延伸的發(fā)光效果。圖中左邊的燈管將從J點附近起輝，光柱向F′端延伸；中間的燈管將從K點附近起輝，光柱向J點端延伸；右邊的燈管將從G′端附近起輝，光柱向K點延伸。
圖7所示的燈管連接結(jié)構(gòu)，綜合3上述的幾種連接方式，四支燈管相互串接。圖中左邊的燈一條外輔助電極5與F′端相連接，另一條外輔助電極5與L點相連接；最右邊的兩根燈管外輔助電極5相串接并與G′端相連接；中間的燈管外輔助電極5與M點相連接；在F′、G′端施加的高壓超音頻掃頻方波的作用下，最左邊燈管的兩個外輔助電極5間隔處，中間燈管靠L點處，最右邊二燈管靠M點處，首先起輝；最左邊燈管的光柱逐漸向F′端和L點延伸；中間燈管的光柱逐漸向M點延伸；最右邊二燈管的光柱從M點逐漸向N點再向G′端延伸。這種燈管組合結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的發(fā)光效果能夠充分發(fā)揮掃描發(fā)光和耀斑發(fā)光的特色，霓虹燈圖案更為豐富多彩。
權(quán)利要求1.一種電子掃描霓虹燈，它包括鋸齒波發(fā)生電路1，超音頻電子開關放大電路3，超音頻升壓變壓器4和具有外輔助電極5的霓虹燈管6，其特征在于它還包括有超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2；鋸齒波發(fā)生電路1的輸出端A端與超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2的輸入端A′端相連接；鋸齒波發(fā)生電路1與超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2共地；超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2的兩個輸出端B端和C端分別與超音頻電子開關放大電路3的兩個輸入端B′端和C′端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子掃描霓虹燈，其特征在于超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2包括有由方波發(fā)生集成塊IC(TL494)，三極管G4，電容C4、C5，電阻R10、R11、R12、R13組成的調(diào)頻電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子掃描霓虹燈，其特征在于超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器2中調(diào)頻電路的兩個輸出端一方波發(fā)生集成塊IC(TL494)的8腳和11腳之間串接有電位器W1；電位器W1的中心端與方波發(fā)生集成塊IC(TL494)的調(diào)頻控制端6腳相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電子掃描霓虹燈，屬于電光源領域。現(xiàn)有調(diào)幅式電子掃描霓虹燈，負載能力差，振蕩頻率要根據(jù)所用燈管特性分別調(diào)整。而它采用調(diào)頻(掃頻)方式驅(qū)動燈管掃描發(fā)光。它包括鋸齒波發(fā)生電路、超音頻調(diào)頻方波發(fā)生器、超音頻電子開關放大電路、超音頻升壓變壓器和具有外輔助電極的霓虹燈管。它的負載能力強，可選用多種結(jié)構(gòu)形式的燈管，發(fā)光方式靈活多樣，光效高，耗電少，重量輕，尤其是使用中不須專業(yè)人員調(diào)整電路參數(shù)，適用于各種室內(nèi)外裝璜、廣告。
文檔編號H05B41/24GK2117694SQ9220331
公開日1992年9月30日 申請日期1992年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月22日
發(fā)明者劉長潤, 林愛兵 申請人:廈門華僑電子企業(yè)有限公司