CN2561140Y - 双色led模拟指示器 - Google Patents

Abstract

本专利涉及双色LED模拟开关状态指示器，属电力、电子、仪表工业领域。由既有符号图形信息又有红绿双色信息防误判的长寿命高亮度固态LED器件，有防输入反接二极管、防过流PTC、防过压TVS等片状电子器件贴装在PCB上的LED驱动器，壳，透明窗，LED盖，接线端子，端子盖，安装螺母等组成。应用于发配电系统中的断路器、手车开关、接地开关、负荷开关、熔断器等开关设备的工作状态指示。尤其是可应用于高温、低温、紫外线辐射以及强电场(高压变压器输电线附近)等恶劣环境下。

Description

双色LED模拟指示器

所属技术领域

本实用新型涉及一种指示器，尤其是模拟电力开关设备工作状态的指示器。

背景技术

目前，国内的现有技术是《ZL00264183电子式模拟工作状态指示器》专利，该专利采用液晶显示器(LCD)，由于LCD必需交流驱动，因此又采用单片微计算机产生正负脉冲，这样就产生了诸多技术问题。

该专利单片微机的外围电路很简单，抗电磁骚扰能力差，在受到静电场、高频电磁场、电快速脉冲群干扰时，会使LCD黑屏或错误显示。

LCD有很多固有弱点，如寿命短，在25℃时不大于5×10⁴小时，工作在50℃环境下，寿命仅为100小时。又如LCD在紫外光线下将加速失效，在非工作状态也不能处于太阳光下及日光灯附近等等。有关可靠性分析的资料指出，LCD的失效率高达4×10⁴FIT，(FIT为失效率的基本单位1FIT＝10^-9/小时)。

该专利采用的插式电子元器件，手工电烙铁焊接工艺，也使可靠性大为降低，因此该专利的MTBF(平均无故障工作时间)仅为2.76年。

该专利采用的是单色(黑色)LCD，以符号图形的不同来指示开关设备工作状态，如以竖黑条表示接通状态，横黑条代表断路状态。仅有一种图形符号信息提醒开关设备操作人员是不够醒目直观的。安装错误(指示器旋转了90°角)也会引起误判而造成设备人身事故。

发明内容

为克服现有的LCD模拟指示器MTBF低、抗电磁干扰性差、单色显示而误判的缺点，本实用新型提供一种双色LED模拟指示器，该指示器不仅具有颜色和符号图形两种信息指示，而且其可靠性极高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将多片(10片～30片)LED(发光二极管)芯片集成为一固态LED器件，芯片为红、绿双色，固态LED器件制成不同的图形符号代表不同的开关设备及其状态。例如绿色的圆及圆内横条代表接地开关处于拉闸断路状态，红色的圆及圆内竖条代表接地开关处于合闸通路状态，达到了以图形符号和颜色两种信息显示开关设备的工作状态，即使安装时误装了90度角，从颜色上也能判断出开关设备的工作状态。各种开关设备以及状态的图形符号见表1。

红色LED芯片采用GaAlAs材料，绿色LED芯片采用高亮GaP材料，亮度可达50mcd。固态LED器件外壳采用阻光阻燃的PPO材料，用透明环氧树脂封装成一个固态器件。固态LED器件可制成圆形、矩形、正多边形。

LED驱动器将开关设备的状态信号电压转换为电流信号以驱动LED发光。驱动器为二路V/I转换器，当开关设备为合闸时驱动固态LED器件发红光，当开关设备为拉闸时驱动固态LED器件发绿光，当开关设备闲置不工作时，模拟指示器不显示图形符号。驱动器上设计有防输入电压反接二极管，防过电流自恢复保险丝PTC，防过电压TVS，防电磁干扰的滤波旁路电容。LED驱动器上的所有元器件全部采用SMD(表面安装器件)，采用SMT(表面安装技术)焊接工艺，使本专利的可靠性更高。

本实用新型的外壳采用阻燃ABS材料，内部装有LED器件和LED驱动器。外壳的前端装有LED盖和透明窗，透明窗的材料为ABS372。外壳的末端装有接线端子，每个端子上有两个螺钉，用来紧固开关设备的输入线，接线端子外的端子盖用来保证带电端子绝缘安全，防止维修人员触电。外壳中部设有安装螺母和橡胶垫，用于把模拟指示器安装在开关设备上。外壳结构有圆柱的，用于配电柜；也有方形的，用于发电厂的模拟屏。

本实用新型的有益效果是：图形符号加颜色代表不同的开关设备及其开或关状态，有效防止了误判，确保了设备、人身安全。

固态LED器件、多项保护设计及其SMT工艺的LED驱动器，使本专利产品可应用于-40℃～60℃、紫外线辐射、强电场(发电厂的高压变压器高压输电线附近)等恶劣环境，且即使接线错误(正负极反接或输入过高的电压)也不致于损坏指示器。其设计MTBF可达57年。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型一个实施例的剖面构造。

图3是本实用新型的固态LED结构图。

在图1中，D1、D2在输入交流信号电压时用作整流，当开关设备的状态信号电压为直流时，用作防止电压极性反接而损坏LED。C2用作滤波，C3、C4用作高频旁路。TVS用作吸收快速瞬变的干扰电压。C1、C2、C3、C4，TVS确保电磁干扰信号不会使LED误显和击穿，TVS也防止输入高于指示器额定电压时击穿LED。PTC为自恢复保险丝，当输入高于指示器额定电压时将产生较大电流，此时PTC快速断开而保护了LED。R1、R2、R3为电流调整电阻，使驱动电流在5～8mA，既保证了低功耗高亮度，又延长了LED的寿命。其中R1为特制的玻璃釉电阻。不同的开关设备模拟指示器，固态LED器件内的芯片数是不同的，如短路开关模拟指示器有13片绿色和13片红色芯片。

在图2中，本实用新型主要有固态LED器件(1)、LED驱动器(2)和壳(3)组成。固态LED(1)装于壳(3)的前端，LED器件(1)的图形面外有透明窗(7)保护，四周由LED盖(6)保护，透过透明窗可清晰地看到开关状态的图形符号。LED器件(1)被透明窗(7)、LED盖(6)、壳(3)卡牢，透明窗(7)、LED盖(6)、壳(3)之间用密封胶粘接，可防止雨水进入壳内。

LED驱动器(2)与LED器件(1)用导线绕焊连接，LED驱动器(2)的PCB(印制电路板)插入壳(3)的导槽中，保证LED驱动器(2)不会在壳(3)内移动。LED驱动器(2)的输入线为圆铜线，可插入接线端子(4)的孔内，开关设备的信号输入线也插入此孔内，用接线端子上螺钉(10)可将两线牢固地紧固在接线端子(4)上。

模拟指示器与开关设备安装时，先要在壳(1)上取下端子盖(5)，安装螺母(9)和橡胶垫(8)，然后将模拟指示器插入开关设备面板孔安装螺母(9)和橡胶垫(8)，然后将模拟指示器插入开关设备面板孔内，再装上橡胶垫(8)拧紧安装螺母(9)最后将开关设备的信号线穿过端子盖(5)上的孔进行接线。

本实用新型有二个实施例，其原理完全一样，仅仅是一例外壳(1)为圆柱形，另一例外壳(1)为正方柱形。

在图3中，多片高亮LED芯片(1)集成在基板(2)上，再装入阻光阻燃的外壳(3)中，基板(2)上同时焊有引出端(4)，在外壳(3)的空间内填入透明环氧树脂(5)，这样就组成一个固态LED器件。芯片(1)的不同排列，发光时形成了不同的符号图形，如图3中的断路器符号(6)。本实施例的外壳(3)为矩形，其余圆形、正多边形不再赘述。表1

Claims (3)

1.一种模拟开关设备工作状态的指示器，其特征是：圆柱形(或正方柱形)壳的前端装有LED器件，LED器件外装有透明窗和LED盖，LED驱动器(V/I转换器)的电子元器件贴装在PCB上，PCB插装在壳内的导槽中，壳的末端嵌装有接线端子，驱动器的输入线和开关设备的信号都穿入接线端子的孔中，由接线端子上的螺钉紧固连接。

2.根据权利要求1所述的指示器，其特征是：正方形的(或圆形的，正多边形的)LED器件由多片双色(红、绿)高亮芯片集成的且在显示面上制成多种图形符号的固态器件。

3.根据权利要求1所述的指示器，其特征是：LED驱动器即V/I转换器的PCB上装有防输入正负极反接二极管D1、D2防过电流PTC自恢复保险丝、防过电压TVS、玻璃釉电阻R1。

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