CN2263351Y - 电容降压式交流电自动闪烁指示灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型是“电容降压式交流电自动闪烁指示灯”，属于电子技术领域。它由稳态降压电容、瞬态限流电阻、限幅稳压管、矩形波发生器、发光二极管以及整流元件构成，可外接市电或某些比市电电压更高的交流电压。在供电正常情况下，它的发光二极管不断地闪烁发光，与持续发光(常亮)或用电阻降压等指示灯相比，本实用新型指示灯明显醒目、安全可靠、经久耐用，节能效果明显。

Description

电容降压式交流电自动闪烁指示灯

本实用新型涉及一种指示灯，它能自动闪烁发光，属于电子技术领域。

为了安全用电，市电以及其他超过安全电压的场所，通常需要安装指示灯，目前一般用带红色或绿色灯罩的钨丝灯泡作为指示灯，它突出的优点是极简单，价廉，使用方便，但电耗高，寿命较短。发光二极管(通常简称为LED)虽然经久耐用，但它是低压器件，而且亮度较低，因此用它作为市电等交流电指示灯的情况，仍不多见。关于这方面的现有技术，可参阅中国专利局有关指示灯等检索文摘。

本实用新型的目的是提供一种既节能，又足够醒目(指室内而言)，而且结构比较简单，大批量生产可免调试，用户可长期免维修，使用方便的交流电指示灯。

本实用新型的主要内容是：它用φ8mm以上的发光二极管作为发光元件，安装在指示灯的前端。在指示灯的绝缘外壳内，发光二极管依次接矩形波发生器WC、稳压管Dz、低阻值电阻R₂、桥式整流电路BC、与高阻值电阻R₁并联的电容C₁，然后引出到通用螺口灯头也可以引出到接线端子或接线柱，外接45至65Hz的正弦交流电压Vac，构成“电容降压式交流电自动闪烁指示灯”，其技术特征是：C₁在稳态时起降压作用，即稳态时外加交流电压Vac基本上降在C₁两端；与C₁并联的R₁在停电或外接连线断开时起放电作用；BC是用四只整流二极管组成的通用桥式全波整流电路，也可选用整流桥堆；R₂在瞬态时起限流作用，Dz起限幅作用；WC是矩形波发生器，具有较强的带负载能力，可用单结晶体管与电阻、电容等构成，也可用集成定时器或集成门电路与电阻、电容等构成；R₁是高阻值电阻，R₂是低阻值电阻，前者比后者的阻值大10倍以上；当R₁或R₂用一只电阻器不能满足耐压要求时，可选用两只或两只以上的电阻器串联；当C₁用一只电容器不能满足耐压要求时，可选用两只或两只以上的电容器串联，每只电容器各并联一只高阻值电阻器，既起放电作用，又起均压作用。关于本实用新型的实施电路之详情，将在后面结合附图进一步说明。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点或积极效果主要有：(1)稳态时用电容降压，与用电阻降压相比，节能效果明显；(2)本实用新型用发光二极管作为发光元件，而且其电路中R₂的瞬态限流作用和Dz的限幅作用之共同效果，妥善解决了电容降压引起的瞬态问题，可确保发光二极管工作在它所允许的范围内，因此经久耐用，用户可长期免维修；(3)只要外接交流电供电正常，本实用新型的发光二极管就可以不断地自动闪烁发光，与常亮(持续不停地发光)型指示灯相比，本实用新型指示灯明显醒目；(4)本实用新型电路比较简单，大批量生产可实现免调试。

图1是本实用新型的基本电路图。

图2是图1的一种改进型电路图，它选用双向发光二极管，省去了桥式整流电路BC，增加了一只稳压管，即用两只稳压管反向串联起正、负对称限幅作用。

图3是图1的简化型电路图，它省去了桥式整流电路BC，仍用单向发光二极管作为发光元件。显然，它持续发光时间不超过交流电的半个周期，因此只适用于对效率要求不高的场合。

图4是图1、图2和图3中方框内WC的具体实施电路之一，其中的IC可选用集成定时器7555或555。图中a、b、c三点与图1、图2和图3中的a、b、c三点相对应。

现对实施本实用新型的基本电路——图1电路，作具体说明。图1中的C₁是电容，菱形框内的BC代表由四个整流二极管组成的通用桥式全波整流电路或整流桥堆，R₁和R₂是电阻，Dz是稳压管，LED是发光二极管，方框内的WC是矩形波发生器，其实施电路之一已在图4中描述。图4中的IC是集成定时器7555或555，图4中Da是整流二极管，C2、C3和C4是电容，R3和R₄是电阻。

图1中R₁与C₁并联，构成停电或外接连线断开后的放电回路，其时间常数(R₁C₁)的选择，应当使C₁在短时间(例如1秒钟)内持续放后C₁两端的电压小于安全电压。为了减小电耗，R₁应选用高阻值电阻器，其阻值应比C₁的容抗大30倍以上。在分析图1中其他元件的作用时，可将R₁视为开路。

在图1电路刚接通交流电源瞬间，电路处于瞬态(过渡过程)，此时C₁不起降压作用，而由R₂起限流作用，Dz起限幅作用，使图中a、b两点的电压(即Dz两端的电压)不超过Dz的稳压值Vz，适当选择R₂的阻值和Vz的大小(通常在3至15V范围内)选择，可使在最不利的情况下流过Dz的最大瞬时电流不超过它所允许的范围，并留有一定的裕量，而且应当使稳态时R₂的功耗尽可能小，以减小电耗。此外，R₂的瞬时耐压应当足够高，即在最不利的情况下可能出现在R₂两端的最大瞬时电压值应当不超过它所允许的范围，并留有适当裕量。而且所选用的电阻器允许通过的最大瞬时电流值应当不小于Dz所允许的最大瞬时电流值。

当图1电路外接交流电压供电一定时间后，电路进入稳态，C₁起降压作用，即外接交流电Vac的80％以上都降在C₁两端，使BC、R₂与Dz上的压降之和比Vac小得多(小于20％)。由于电容器几乎不消耗电能，因此与用电阻降压相比，本实用新型节能效果明显。显然，选择C₁电容量的大小，应当使稳态时流过发光二极管的电流不超过它所允许的范围，而且足够大，以满足亮度要求。

图1中方框内的WC代表矩形波发生器，图4是它的具体实施电路之一，其中整流二极管Da和电容C₂、C₃的作用是稳定IC的供电电压，使它基本上不受LED导通或截止(亮或暗)的影响。这里的IC可选用集成定时器7555，它的输出端(脚3)与D端(脚7)相连，再经过R₃接到LED的阴极。显然，LED与R₃的压降之和不会超过Dz的稳压值。因此选择R₃阻值的大小，应当使7555输出低电平时，即LED发光时流过C₁的电流基本上都从LED流过，以提高效率，而且瞬态时流过LED之最大瞬时电流不超过它所允许的范围。图4电路产生矩形波振荡的基本原理是：接通电源时的初始状态是C₄两端的电压υ_C4=0，7555的输出为高电平，LED截止，呈暗状态。在7555输出高电平时，通过R₄给C₄充电，使υ_C4逐渐上升，当υ_C4达到

V_DO时，7555的输出跳变为低电平，LED变为导通，发出光。在7555的输出为低电平时，C₄通过R₄放电，υ_C4逐渐下降，当υ_C4下降到 V_DD时，7555的输出跳变为高电平，LED变为截止，呈暗状态。这时7555输出高电平，又通过R₄给C₄充电……。如此不断地交替进行充电与放电，7555不断地交替输出高电平与低电平，周而复始，产生振荡，使LED不断亮、暗交替，闪烁发光。其周期T基本上取决于R₄和C₄，即T≈1.4R₄C₄，可根据具体应用酌情在0.1至10秒范围内选择。

Claims (8)

1.一种“电容降压式交流电自动闪烁指示灯”，它用发光二极管(通常简称为LED)作为发光元件，安装在指示灯的前端，在指示灯的绝缘外壳内，LED依次接矩形波发生器WC、稳压管Dz、电阻R₂、桥式整流电路BC、与电阻R₁并联的电容C₁，然后引出到通用螺口灯头，也可以引出到接线端子或接线柱，外接45至65Hz正弦交流电压Vac，其特征是：C₁在稳态时起降压作用，R₁起放电作用，BC起全波整流作用，Dz起限幅作用，R₂起瞬态限流作用，WC产生矩形波，使LED在供电正常的情况下，不断地自动闪烁。

2.根据权利要求1所述的指示灯，其特征是：C₁在稳态时起降压作用，即外接交流电压Vac基本上降在C₁两端；当C₁用一只电容器不能满足耐压要求时，可选用两只或两只以上的电容器串联，每只电容器各并联一只高阻值的电阻器，既起放电作用，又起均压作用。

3.根据权利要求1所述的指示灯，其特征是：BC是用四只整流二极管组成的通用桥式全波整流电路，也可以选用整流桥堆。

4.根据权利要求1所述的指示灯，其特征是：R₁与C₁并联，在停电或外接连线断开时，R₁起放电作用，它是高阻值电阻，即它比低阻值电阻R₂的阻值大10倍以上；这些电阻如果用一只电阻器不能满足耐压要求，则可选用两只或两只以上的电阻器串联。

5.根据权利要求1所述的指示灯，其特征是：Dz的稳压值在3至15V范围内。

6.根据权利要求1所述的指示灯，其特征是：WC的振荡周期在0.1至10秒种范围内，它可以单结晶体管为主构成，也可以集成定时器或集成门电为主构成。

7.根据权利要求1所述的指示灯，其特征是：LED可以是一个PN结的单向发光二极管，也可以是由两个或两个以上PN结串并联构成的双向或单向发光二极管。

8.根据权利要求1所述的指示灯，其特征是：在选用双向发光二极管作为发光元件和选用单向发光二极管作为发光元件且对效率要求不高两种情况下，前面所述的BC可省去，但前一种情况的Dz需用两只稳压管反向串联或选用性能与之相同的稳压元件，起正、负对称限幅作用。

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