专利名称：屏用长寿节能信号灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号装置领域，特别是一种控制屏用的长寿节能信号灯。
信号灯是被人们广泛使用作为电信号通断或强度大小的一种显示装置。目前，需要明显显示的场所如配电屏、控制台、铁路及街道交通信号灯等，一般用白炽灯为光源，配以红、黄、绿色的玻璃外罩作为信号显示;近距离的或电信号较小的场所，有的使用小型发光二极管显示。中国实用新型专利申请CN2044315U和CN2070483U公开的是使用发光二极管制成的交通信号灯，可作为车船的行驶指示，它是将大量的发光二极管串联后并联起来组成一个信号指示屏，由配套的整流电路提供直流电源。这种交通信号灯具有长寿节能的优点，但大量的发光二极管组装起来作为一只信号灯，其工艺复杂，成本较高。同时这种装置也不能代替用于控制屏上的信号灯。
本发明的目的是要提供一种控制屏上使用的信号灯，这种信号灯在保证需要亮度的条件下，能够比白炽灯显著延长使用寿命和降低耗电量。
本发明的目的是这样实现的以发光二极管为光源，将两个以上发光二极管管芯封装在特殊设计的加有反光罩的树脂里制成一个特大型、高亮度的半导体发光二极管作为信号灯的发光元件，同时利用几乎不耗能的电容器作为交流电压信号灯的降压元件，以取代变压器或整流电路;用在直流电路上的直流电压信号灯的降压元件则采用电阻器。
由于半导体发光二极管的使用寿命比白炽灯长几百至几千倍，而耗电却小的多，而且更换了原来大量耗能的降压电阻，因此具有很高的长寿节能效果。
本发明的具体结构由以下实施例及附图给出。为便于阐明原理，以两个管芯制成的单管为例加以叙述。
图1是交流电路使用的屏用长寿节能信号灯电气接线图。图2是图1的外形结构图。图3是直流电路使用的屏用长寿节能信号灯电气接线图。图4是图3的外形结构图。
下面结合附图详细说明本发明提出的具体装置的细节。
该装置包括图1是交流电路使用的屏用长寿节能信号灯电气原理图(1)特大型发光二极管它是一只特大型、高亮度的半导体发光二极管，内部由两只发光二极管管芯组成，管芯下面设计有反光罩，中上部漫反射，管体由树脂封装，顶部可以制成半球型，根据信号灯需要可以制成红、绿、黄、白等颜色。在管壳外部将两只发光二极管反向并联，这是因为在交流回路中采用电容器降压，发光二极管必须构成全波通路，才能保证信号灯发光。
(2)交流降压电容器两端并联接着电容放电电阻(4)，电容器的一端与交流电源的一端相联，电容器的另一端与限流电阻(3)相联。本电路利用电容器充放电的原理，完成发光二极管的正常供电。
上述交流降压电容器的取值范围在下述公式内C＝ (I)/(2πfU) (法)式中，U-交流电源电压，单位伏;
f-电源频率，单位赫;
I-流过发光二极管的电流，单位安;本实施例取值范围为0.010～0.015安。
(3)限流电阻器它的一端接交流降压电容器，另一端接发光二极管。(3)的作用是限制信号灯接通电源的瞬间。电容器(2)过大的充电电流损坏发光二极管。
(4)电容放电电阻器它与交流降压电容器相并联，是电容器(2)的放电电阻。
图2是交流电路使用的屏用信号灯外形结构图(1)特大型高亮度发光二极管实物组装的外观。
(2)交流降压电容器的实物组装外观。
(5)塑料外壳，内部为线路组件。
图3是直流电路使用的屏用长寿节能信号灯电气原理图(6)特大型发光二极管该管的内部构造同(1)，但在管壳外部要将两只发光二极管正向串联，以保证有足够的亮度，满足屏用信号灯的要求。
(7)直流降压电阻器一端接在发光二极管的“正”端，另一端接直流电源正端。用来限定线路中的电流值，使发光二极管工作在需要的电压电流范围内。
上述直流降压电阻器取值范围在下述公式内R＝ (U)/(I) (欧)式中，U-直流电源电压，单位伏;
I-流过发光二极管的电流，单位安。本实施例取值范围0.008～0.011安。
(8)半导体二极管“正”端接在发光二极管的负端，“负”端接在发光二极管的正端。用于保护发光二极管免受反向电压击穿用。一旦电源正负端接错，此二极管导通，因此使发光二极管不会因反向电压过高而被击穿。
图4是直流电路使用的屏用长寿节能信号灯外形结构图
(6)特大型高亮度发光二极管实物组装的外观。
(9)塑料外壳，内部为线路组件。
上述交流和直流电路使用的信号灯，如遇某种使用场所或使用颜色需要更高的亮度时，可以将两只发光二极管为一组增加。制造特大型发光二极管时，将发光元件在管芯内串联或并联，外部引出四根引线。
综上所述，本发明的特征在于1、一种屏用长寿节能信号灯，是由发光元件、电容器、电阻器、半导体二极管等组成，其特征在于发光元件是由两只以上高亮度发光二极管管芯采用特殊设计封装制成一个发光管，交流电压回路采用电容器为降压元件，直流电压回路采用电阻器为降压元件，配有其他电阻，半导体二极管等组成一个完整的回路，并组装成一个器件。
2、该信号灯的发光器件，其特征在于发光管由两只以上高亮度发光二极管管芯用树脂封装成一个整体且管芯下面设计有反光罩，中上部漫反射。
3、该信号灯发光管引出线的联接，其特征在于当信号灯用于交流电路时为反向并联，用于直流电路时为正向串联。
4、该信号灯在交流电路中采用的降压电容器，其特征在于电容器上并联着放电电阻，一端接在电源上，另一端通过限流电阻与发光二极管相联接。
5、该信号灯在交流回路中用的降压电容器，其特征在于它的取值范围应符合C＝I/2πfU的公式，在通过发光二极管的工作电流确定时，改变C值，则适用于不同的交流电压中。因此交流电压回路的信号灯可以形成一个完整的系列。
6、该信号灯在直流回路中用的降压电阻，其特征在于它的一端连着电源的正极，另一端连着发光二极管的正极。
7、该信号灯在直流回路中用的半导体二极管，其特征在于与发光二极管反向并联。
8、该信号灯在直流回路中用的降压电阻器，其特征在于它的取值范围应符合R＝U/I的公式，在通过发光二极管的工作电流确定时，改变R值，则可以适用于不同的直流电压中。因此直流电压回路的信号灯可以形成另一个完整的系列。
9、该信号灯组装成一个器件，其特征在于信号灯的全部另部件由一个塑料外壳联接在一起，成为一个整体器件。
10、作为信号灯，可以采用多个上述高亮度发光二极管串联后再反向并联或反向并联后再串联，统一由一个电容器降压的交流电源供电，还可以采用多个上述高亮度发光二极管串联后再并联或并联后再串联，统一由一个电阻器降压的直流电源供电，组成一个大面积的信号显示装置，应用于距离较远的需要更明亮的灯光显示场所。
本发明与现有白炽灯泡的信号灯相比较具有以下优点1、信号灯的孔径安装尺寸和使用电源电压与原来信号灯的完全相同，可以直接更换。
2、寿命长，它的直接使用寿命长达百万小时。
3、节能，以交流220V和直流220V为例，与XD5型白炽灯泡信号灯相比，交流电路节能99.6%;直流电路节能88.6%。一只信号灯的年节电量，交流电路为181.551kW.h;直流电路为161.359kW.h。
4、适应电压范围宽，可以在0.5～1.5倍额定电压下长期工作。
5、发热元件工作温度低，以交流220V和直流220V为例，与XD5型白炽灯泡信号灯相比，交流电路为39℃，下降160℃;直流电路为63℃，下降136℃。
6、发光元件由树脂整体封装，亮度均匀，指示明显，色彩柔和，外型美观。
7、防水，防潮，抗冲击，耐震动，提高了指示灯的可靠性，并能直接应用于一些特殊场所，如煤矿用高低压防爆开关等。
权利要求
1.一种屏用长寿节能信号灯是由发光元件、电容器、电阻器、二极管等组成，其特征在于发光元件(1)、(6)是由两只以上高亮度发光二极管管芯采用特殊设计封装制成；交流回路采用电容器(2)降压，在发光管(1)外部将两只发光元件作反向并联；直流回路采用电阻器(7)降压，在发光管(6)外部将两只发光元件作正向串联；电路中配有其他电阻(3)、(4)，二极管(8)等元件组成一个完整的回路且由塑料壳(5)、(9)组成一个整体。
2.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于特大型高亮度发光二极管为该信号灯的发光元件且在一个发光管(1)、(6)内装有两只以上发光二极管管芯并用树脂封装成一个整体，根据需要发光二极管可以制成红、绿、黄、白的颜色。
3.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于树脂封装的发光二极管管芯下面设计有反光罩，中上部漫反射。
4.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于交流电路使用的信号灯用降压电容器(2)降压。
5.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于降压电容器(2)上并联着放电电阻(4)，一端接在电源上，另一端通过限流电阻(3)与反向并联的发光二极管(1)的一端相联，(1)的另一端联着电源。
6.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于交流电路用的降压电容器(2)其取值范围在公式C＝I/2πfU内。
7.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于直流回路使用的信号灯用电阻器(7)降压。
8.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于直流回路使用的电阻器(7)其一端联接着电源的正极，另一端联接着正向串联的发光二极管(6)的正极，(6)的负极联接着电源的负极。
9.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于直流回路用的降压电阻器(7)其取值范围在公式R＝U/I内。
10.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于直流回路使用的正向串联的发光二极管(6)的另两只管脚上反向并联着保护发光二极管免受反向电压击穿用的半导体二极管(8)。
11.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于可将特大型、高亮度发光二极管串联后再反向并联或反向并联后再串联，统一由一个电容器降压，用于大面积、高亮度显示的交流电路中。
12.根据权利要求1所述的屏用长寿节能信号灯，其特征在于可将特大型、高亮度发光二极管串联后再并联或并联后再串联，统一由一个电阻器降压，用于大面积、高亮度显示的直流电路中。
全文摘要
本发明涉及信号装置领域。特别适用于各种控制屏和开关柜使用的信号灯。该装置主要由特殊设计的特大型高亮度发光二极管为发光元件，用电容器为交流电路的降压元件，用电阻器为直流电路的降压元件，配以其他电阻、二极管组成完整回路且组装在一只塑料壳体上。该信号灯比白炽灯信号灯使用寿命增加一千倍，交流节能99.6％，直流节能88.6％。亮度均匀，指示明显，外型美观，防潮抗震，可直接代换原使用的白炽灯信号灯。
文档编号H05B37/02GK1068880SQ9110511
公开日1993年2月10日 申请日期1991年7月24日 优先权日1991年7月24日
发明者林兆水 申请人:福建省龙岩矿务局