[其他]工业用发光管信号灯及模拟灯

说明书

本实用新型是一种工业用的信号灯，模拟灯，光字牌，它可作为电气装置运行状态指示灯。

目前，工矿企业中，通常采用白炽灯作为指示灯，如：ZSD－38或XD₂型信号灯，其缺点是光度过强，发光效率低，大量电能转化为无用的热能，使用寿命短等。至于XD₅、XD₆型信号灯，改用12（或24）伏、1.2瓦白炽灯后，虽然克服了光度过强的缺点，但需串联高阻值电阻，其回路总消耗反而比XD₂高。其次，在水电站及变电站的弱电监视系统中，采用HJ－6型电话指示灯作为隔离开关、断路器和发电机模拟灯及光字牌等光源。HJ－6型灯，体积小、耗电约50mA，光强约30mcd，为提高可靠性，通常采用双灯并联使用。其缺点是平均使用寿命仅150小时，加之装上毛玻璃及有色玻璃后，光度不匀，色泽不艳。上述模拟灯及光字牌仅使用于48伏直流电源上，而断路器的电磁合闸机构及某些控制设备仍采用220（或110）伏直流电压，致使采用强电控制，弱电监视方式的电站及变电站需设置两种电压等级的直流电源设备。同时，为了降低强电窜入弱电回路的机率，两种电压系统又分开使用电缆，因而增加投资及运行维护工作量。

本实用新型的目的是提供一种节能效果好，经济效益显著的工业用信号灯，模拟灯和光字牌。

本实用新型是利用发光二极管具有的稳压特性，将多只发光二极管芯（以下简称LED）一一串联起来，组成图案或文字符号式发光器件。LED具有体积小，耗电省，光效高（同等电流），色别多，寿命长等优点。按新乡半导体厂生产的铝砷化及砷化管芯，在I_F＝10mA时的典型光强可达3.0～5.0mcd，采用20只左右管芯串联，可满足工业用信号灯的光度要求。如采用高亮度品种管芯，串联管芯数还可减少。为了批量生产，可按照单管LED的结构方式，将管芯的负端一一用银浆粘在印刷电路板（或模压电路板）上铜片的一端，正端用金丝（或铝丝）一一与另一只铜片负端焊接，首尾焊上引线后，再用无色散光材料（如环氧树脂等）将管芯串连同电路板整块封装，以防止脱落，即组成LED芯片，见图2（a）。芯片串联以不同值电阻R，将电流限制在10mA左右，即可分别用于48、110、220、380伏或更高电压的交直流电路上。串联电阻R的功率P≥I²R。

当LED接上反向电压后，通过管芯串的反向电流I_R≤50微安，电阻R失去降压作用。为防止管芯串被击穿，当反向电压大于4n伏时（n为管芯只数），应在管芯串两端并上一只反向二极管，如图1（a）所示。图1（a）结线的缺点是当接于交流电压时，负半周LED不发光，管芯得不到充分利用。如再并联反向LED串，又增加成本，又如减少R值，使流过LED的正半波电流增大，势必增大R的热损耗。经济效益就不显著，因此图1（a）结线适用于直流电路上。

图1（b）采用电阻降压，芯片经单相桥形整流接于交流电路。电能得到充分用用，但比图1（a）增加三只二极管。单相桥式整流的接线适用于交、直流电路，不必区分接线的极性，是图1（b）的优点。

对于使用于交流电路的LED芯片，以电容C取代图1（a）、（b）中的电阻R，如图1（c）所示，节能效果更加显著。因LED取用电流小，只需零点几微法的电容便可获得限流作用，加之流过电容的电流为越前电流，不消耗有功功率，使整个LED回路功耗降低至0.5瓦以下。

发光管信号灯：

鉴于工业用信号灯大多数使用于220、380伏交流电路中。从节能观点，以分别生产交、直流两种信号灯为宜。直流灯采用图1（a）结线，交流灯采用图1（c）结线。图2（a）为工业用园形LED信号灯芯片图，用19只管芯组成，管芯间距取4毫米或5毫米，芯片外径分φ20、φ25两种，可分别组装成外形和XD₅或XD₂相同的LED信号灯。芯片背面可布置二极管。根据用户需要，也可缩小管芯间距，生产小型信号灯，或方型信号灯。图2（b）为LED信号灯侧视简图。交流灯具的长度L可根据内装电容器的尺寸而定。如内装电阻器，可开几个小孔以满足散热需要。图2（C）为背视图，两接线螺丝间用隔板隔开以防短路，图中两小孔作引出线用。从节能效益来看，采用图1（a）结线的LED信号灯其耗电量不到白炽信号灯的1／5，图1（c）结线的LED信号灯其耗电量为白炽信号灯的1／30～1／50。

电站发光管模拟灯：