專利名稱：節能集成電路控制霓虹燈變電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及霓虹燈控制裝置，特別是一種節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。已有的一些霓虹燈發生器，雖然節能，亦具有掃描功能，但當需要多種多樣的廣告顯示及裝飾效果時，該霓虹燈發生器不能實現，需另加一套控制設備，造成成本高。
本實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能集成電路控制的霓虹燈變電器，能通過若干個本霓虹燈變電器的組合，可以實現霓虹燈廣告牌的多種多樣程序顯示。
本實用新型是這樣實現的節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、正弦波發生器、功放管EB結保護電路、輸出變壓器、高壓開路保護裝置，其特征在于還包括能對正弦波發生器的自激振蕩器發出控制信號的程序控制信息單元、能將控制信號通過光電耦合及晶體管調制后去控制自激振蕩器起振的光電調制電路、能限制短時異常反尖峰電壓、防止功放管CE結擊穿損壞的功放管CE結保護電路；本霓虹燈變電器的結構組成包括箱體、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左側，高壓陶瓷板豎放在箱體內右側凹槽內，并由蓋壓緊，接線端子板固裝在箱體側板上部，箱體底部外側四角裝有四只對稱的支撐膠腳。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、計數單元電路。所述的光電調制電路包括光電耦合器、晶體管調制器。
本實用新型由于采用集成電路控制及多種保護電路，其控制信息狀態通過光電耦合方式實現調制自激振蕩，因而具有結構簡單、體積小、重量輕、工作電流小、節能、成本低、使用電壓范圍廣、抗干擾能力強、無噪聲、可靠性高、起輝容易、霓虹燈管壽命長等優點。
以若干個本變電器經多種方式的接線組合后，可以實現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。因而適用于室內外大小型霓虹燈廣告及裝飾的場合。
圖1是本實用新型立體外形圖；圖2是本實用新型去蓋后的主視圖；圖3是圖2的左視圖；圖4是本實用新型俯視圖；圖5是本實用新型電氣方框圖；圖6是本實用新型電原理圖。
通過下面實施例對本實用新型作進一步詳細闡述。
本節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)、正弦波發生器(22)、功放管EB結保護電路(27)、功放管CE結保護電路(23)、輸出變壓器(24)、高壓開路保護裝置(25)、光電調制電路(28)、程序控制信息單元(29)組成。參見圖5、圖6所示。
當輸入220V交流電經整流橋(ZL)全波整流后，再經電容(C1)濾波向正弦波發生器(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。
正弦波發生器(22)由啟動電路和自激振蕩器組成。啟動電路由電阻(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結和輸出變壓器(B2)(24)的初級繞組(L4)組成。
功放管(T1、T2)的CE結保護電路(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)在導通或截止工作狀態轉換時產生的電壓尖峰。在正常情況下，電容(C7、C8)分別充電至正常電壓值，此時二極管(D5、D6)截止。當功放管(T1、T2)由截止變為導通的轉換過程中出現反尖峰電壓高于此正常電壓值時，二極管(D5、D6)導通，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，從而限制了短時異常反尖峰電壓，有效地防止功放管(T1、T2)CE結被擊穿損壞。
功放管(T1、T2)EB結保護電路(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，防止尖脈沖對功放管(T1、T2)EB結的沖擊，齊納二極管(D3、D4)的作用是使功放管(T1、T2)的EB結電壓箝位在0.8V左右，有效地防止其EB結被擊穿而損壞。
高壓開路保護裝置(25)由熔斷器(f)和兩個高壓開路放電片(12)組成。熔斷器(f)串接在整流橋(ZL)交流側的任一輸入端上。當霓虹燈管損壞開路或安裝調試過程中高壓輸出端空載時，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生器(22)直流工作電源，自動防止輸出變壓器(24)可能遭受損壞。
集成電路控制由光電調制電路(28)、程序控制信息單元(29)實現。光電調制電路(28)由光電耦合器和晶體三極管調制器組成。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壓電路、低頻多諧振蕩器、反相器單元、輔助控制單元電路、計數單元電路組成。220V交流電經由電容(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)另一端同時接IC2的10、9腳，電容(C13)負極接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極，電阻(R15)的一端接IC2的2腳，其另一端和可控硅(SCR)陽極相連后接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)組成計數單元電路。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腳相連并設此為跳線端子(S)，電容(C14)另一端接低壓直流工作電源負極，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，可使計數單元電路獲得三種不同的計數時間，本實施例取0.2秒、1秒、2秒三個計數時間。采用跳線辦法選取計數時間，則易于實現以本變電器為基本單元的一系列組合程序顯示。
下面進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一步拓展。
本實用新型處在常亮的工作狀態時，(VCC)與(I)端相連接。當本變電器接入220V交流電源后，功放管(T3)導通，其CE結相當于短路狀態，與此同時，通過電阻(R1)向電容(C3)充電，當充電電壓超過觸發二極管(D2)的擊穿電壓時，觸發二極管(D2)導通，觸發功放管(T2)的基極使其瞬間導通。直流工作電源正極經電容(C4)、輸出變壓器(24)初級繞組(L4)、脈沖變壓器(B1)繞組(L1)、功放管(T2)的CE極、電阻(R5)和負載(霓虹燈管)(26)構成回路。由于脈沖變壓器(B1)三個繞組(L1、L2、L3)的耦合作用，使電路起振，功放管(T1、T2)輪流導通和截止，使輸出變壓器(24)初級繞組(L4)得到一定峰值的兩個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)而得到高壓信號驅動霓虹燈管發亮。自激振蕩器的頻率由電容(C4)、繞組(L4)及繞組(L1)三個參數值決定。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，不再使觸發二極管(D2)擊穿導通，鋸齒波發生器置低電位。分別在功放管(T1、T2)的發射極回路串接的負反饋電阻(R4、R5)，可以改善振蕩波形，從而減少作用在功放管上的損耗。
本實用新型處在閃爍工作狀態時，(I)端與(H)端相連接，低頻多諧振蕩器即開始工作。當(H)端輸出高電平時，經電阻(R10)限流送入IC1的1腳，使IC1的4腳輸出為高電平，此電平經電阻(R12)限流后去調制晶體三極管(T3)導通，從而使自激振蕩器起振，霓虹燈管亮。當(H)端輸出低電平時，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律閃爍。
將一系列本變電器組合起來，分別對各變電器的(I)、(H)、(G)、(F)、(E)、(D)、(C)、(B)和(A)端以不同的方式接線，就可實現在流水、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下工作。
本節能集成電路控制霓虹燈變電器的結構及安裝程序敘述如下參見圖1～圖4所示。箱體(1)內左側有一塊散熱板(6)，箱體(1)前、后側面開有通風百頁窗(5)，其左、右側面各開有兩個引線孔，左側面在對角線上開有兩個引線孔、即控制線引線孔(14)和電源線引線孔(15)，右側面在中間水平線上開有兩個引線孔，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)內左側、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)內右側。凹槽內，由壓蓋(2)壓緊。對稱的兩個凹槽由四塊角鐵分別緊固在箱體(1)前后側板上而形成。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，散熱板(6)與功放管(T1、T2)之間用絕緣片隔離。高壓開路保護裝置的兩個放電片(12)固定在兩個高壓端接線柱(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)側板上部固裝有接線端子板(8)。按圖6所示電原理圖將有關連接線及引出線連接好。箱體(1)底部外側四角裝上四只對稱的支撐膠腳(9)。最后將霓虹燈管接入高壓端接線柱(11)上，本變壓器即可調試使用。
權利要求1.一種節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)、正弦波發生器(22)、功放管EB結保護電路(27)、輸出變壓器(24)、高壓開路保護裝置(25)，其特征在于還包括能對正弦波發生器(22)的自激振蕩器發出控制信號的程序控制信息單元(29)、能將控制信號通過光電偶合及晶體管調制后去控制自激振蕩器起振的光電調制電路(28)、能限制短時異常反尖峰電壓、放止功放管CE結擊穿損壞的功放管CE結保護電路(23)；本霓虹燈變電器的結構組成包括箱體(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)內左側，高壓陶瓷板豎放在箱體(1)內右側凹槽內，并由蓋(2)壓緊，接線端子板(8)固裝在箱體(1)側板上部，箱體(1)底部外側四角裝有四只對稱的支撐膠腳(9)。
2.根據權利要求1所述的霓虹燈變電器，其特征在于箱體(1)內左側有一塊散熱板(6)，箱體(1)前、后側面開有通風百頁窗(5)，其左、右側面各開有兩個引線孔(13、14、15)，蓋(2)通過螺絲固緊在箱體(1)上面。
3.根據權利要求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、計數單元電路。
4.根據權利要求1所述的霓虹燈變電器，其特征在于所述的光電調制電路包括光電耦合器、晶體管調制器。
5.根據權利要求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、正弦波發生器、功放管保護電路、高壓開路保護裝置、光電調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、計數單元。本實用新型結構簡單、體積小、節能、工作可靠。以若干個本變電器經多種方式接線組合后，可以實現霓虹燈廣告牌作多種多樣變化程序顯示。
文檔編號H05B41/36GK2077626SQ9020861
公開日1991年5月22日 申請日期1990年6月9日 優先權日1990年6月9日
發明者吳群和 申請人:吳群和