專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)閃光光字牌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明方案是關(guān)于電氣信號(hào)回路用的顯示器件光字牌的改進(jìn)，是一種新穎自動(dòng)閃光光字牌技術(shù)方案。光字牌在發(fā)、供電系統(tǒng)的電氣信號(hào)回路應(yīng)用極其廣泛。傳統(tǒng)的光字牌有雙燈和單燈兩種，由白熾燈、燈座、正面有透光玻璃的外殼等組成，其電路如

圖1、圖2所示。傳統(tǒng)的光字牌有四個(gè)不足之處一是白熾燈消耗電流大;二是白熾燈使用壽命短;三是光字牌點(diǎn)亮的時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，由于燈泡的熱量把燈座中的絕緣物熱壞而引起光字牌短路，此短路電流往往把接通該光字牌的繼電器接點(diǎn)燒壞，現(xiàn)在晶體管、集成電路、計(jì)算機(jī)保護(hù)使用日益廣泛，光字牌短路時(shí)，立刻把此類(lèi)保護(hù)中印制電路板上的印制線條燒斷;四是在大型變電所或大型發(fā)電廠控制室內(nèi)光字牌數(shù)量極多，往往正常運(yùn)行時(shí)就有一些光字牌亮著，一旦有新的預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)，警鈴響、光字牌亮?xí)r，運(yùn)行值班人員很難判斷哪個(gè)光字牌是當(dāng)時(shí)新亮出來(lái)的，哪個(gè)光字牌是原來(lái)就亮的，給分析故障造成極大的困難，人們長(zhǎng)期渴望能解決此難題。
針對(duì)上述前三個(gè)不足之處，人們研制開(kāi)發(fā)了發(fā)光二極管光字牌，其原理如圖3、圖4，它由降壓限流電阻R和發(fā)光二極管H組成，為了增加亮度，每一組發(fā)光體均有多個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)組成。發(fā)光二極管光字牌消耗電流小只有二、三十毫安，壽命長(zhǎng)，由于串有電阻R，所以光字牌不會(huì)短路。光字牌使用時(shí)端子1、3并連后經(jīng)脈沖繼電器后接負(fù)電源，正電源經(jīng)一預(yù)告信號(hào)繼電器接點(diǎn)后到光字牌端子2。在光字牌試驗(yàn)時(shí)，所有光字牌的端子1接正電源，端子3接負(fù)電源。圖3光字牌在試驗(yàn)時(shí)端子1、2間的發(fā)光體接反極性電源，它一是不會(huì)亮，二是發(fā)光二極管極容易被反向電壓擊穿而損壞。圖4所示的光字牌在試驗(yàn)時(shí)能亮，發(fā)光二極管也不會(huì)擊穿，但正常運(yùn)行與試驗(yàn)時(shí)端子1、2間是二組不同的發(fā)光二極管進(jìn)行工作，正常工作的那一組(上面的)發(fā)光二極管在試驗(yàn)時(shí)試不到，其好壞無(wú)法判斷。
本發(fā)明方案的目的是提出一種改進(jìn)了的自動(dòng)閃光光字牌，它消耗功率小，壽命長(zhǎng)，不會(huì)短路，光字牌正常運(yùn)行與試驗(yàn)時(shí)工作情況都一樣，能正確區(qū)分原來(lái)就亮的光字牌與新亮的光字牌。
本發(fā)明方案總的構(gòu)思是采用電子技術(shù)使光字牌剛亮?xí)r以一定頻率閃光亮，經(jīng)一段延時(shí)后自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)亮。在實(shí)際使用時(shí)，當(dāng)新的預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，新出現(xiàn)的光字牌以一定頻率閃光亮，原來(lái)已亮的光字牌長(zhǎng)亮，以便運(yùn)行值班人員一眼就能判別出新亮的光字牌信號(hào)，給分析預(yù)告信號(hào)帶來(lái)極大的便利。
根據(jù)本發(fā)明方案總的構(gòu)思，實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案之一是，對(duì)于雙燈光字牌(此處稱(chēng)它為雙發(fā)光體組光字牌)，如圖5所示，由外殼、及兩組電路組成，一組由降壓限流器1、整流橋2、分壓穩(wěn)流器3、波形發(fā)生器4、定時(shí)器5、信號(hào)綜合器6、發(fā)光體組8，另一組由降壓限流器10、整流橋11、分壓穩(wěn)流器12、發(fā)光體組14，以及接在兩組電路之間的信號(hào)耦合隔離器9等組成。
根據(jù)本發(fā)明方案總的構(gòu)思，實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案之二是，雙發(fā)光體組光字牌也可以如圖6所示由外殼、兩組相同的降壓限流器1、整流橋2、分壓穩(wěn)流器3、波形發(fā)生器4、定時(shí)器5、信號(hào)綜合器6、發(fā)光體組8等組成。
根據(jù)本發(fā)明方案總的構(gòu)思，實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案之三是，對(duì)于單燈光字牌(此處稱(chēng)它為單發(fā)光體組光字牌)如圖9所示，由外殼、降壓限流器1、分壓穩(wěn)流器3、波形發(fā)生器4、定時(shí)器5、信號(hào)綜合器6、發(fā)光體組8等組成。
根據(jù)本發(fā)明方案總的構(gòu)思，實(shí)現(xiàn)其目的技術(shù)方案之四是，對(duì)于單發(fā)光體組光字牌也可以如圖10所示，由外殼、降壓限流器1、接在壓降限流器1回路的信號(hào)耦合隔離器9、波形發(fā)生器4、定時(shí)器5、信號(hào)綜合器6、發(fā)光體組8等組成。
根據(jù)本發(fā)明方案總的構(gòu)思，實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案之五是，對(duì)于單發(fā)光體組光字牌也可以如圖11所示，由外殼、降壓限流器1、接在降壓限流器1回路的信號(hào)耦合隔離器9、波形發(fā)生器4、定時(shí)器5、邏輯與門(mén)16、信號(hào)綜合器6、發(fā)光體組8等組成。其中波形發(fā)生器4也可以與其他光字牌合用，即由一個(gè)波形發(fā)生器向多個(gè)光字牌輸出振蕩波形，每個(gè)光字牌無(wú)單獨(dú)的波形發(fā)生器，但有波形發(fā)生器的信號(hào)輸入端子。
光字牌可以整個(gè)部件裝在一個(gè)外殼內(nèi)，也可以是發(fā)光體組裝在一個(gè)外殼內(nèi)，其他部件裝于機(jī)箱等外殼內(nèi)。
對(duì)于技術(shù)方案之一(圖5)，正常運(yùn)行時(shí)光字牌端子1、3并聯(lián)后接脈沖繼電器后至負(fù)電源，端子2接繼電器等接點(diǎn)，在預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，繼電器動(dòng)作，端子2輸入正電源，這時(shí)端子2、1(2、3)間就有+、-電源，整流橋2(11)就輸出單一極性的+1、-1，(+2、-2)電源。由于降壓限流器1(10)與分壓穩(wěn)流器3(12)的聯(lián)合作用，在3(12)后輸出適合電子電路工作的較低電壓的+1、-1，(+2、-2)直流電源，這時(shí)波形發(fā)生器4有電立即產(chǎn)生振蕩，定時(shí)器5開(kāi)始計(jì)時(shí)，信號(hào)綜合器輸出隨波形發(fā)生器振蕩頻率而變，該輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光體組8，使發(fā)光體組8隨波形發(fā)生器的振蕩頻率作亮、滅交替變化閃光亮。經(jīng)預(yù)定時(shí)間(例如20S)后，定時(shí)器5動(dòng)作，這時(shí)信號(hào)綜合器6輸出穩(wěn)定不變的電壓，使發(fā)光體組長(zhǎng)時(shí)亮。信號(hào)綜合器6的輸出還送到信號(hào)耦合隔離器9，信號(hào)耦合隔離器9的輸出驅(qū)動(dòng)發(fā)光體組14，使發(fā)光體組14與發(fā)光體組8同步閃光亮與長(zhǎng)亮。信號(hào)耦合隔離器9的輸出部分和發(fā)光體組14是由分壓穩(wěn)流器12的輸出電源供電的。如預(yù)告信號(hào)消失，端子2正電源消失，發(fā)光體組立即熄滅。在光字牌試驗(yàn)時(shí)，端子1接入正電源，端子3接入負(fù)電源，由于有整流橋2(11)，所以上述工作不受影響。對(duì)于技術(shù)方案之二(圖6)，其工作情況與上述相同，它不用信號(hào)耦合隔離器，第二發(fā)光體組由一套與第一發(fā)光體組相同的部件組成，如果兩組的波形發(fā)生器頻率與定時(shí)器的整定時(shí)間選擇得相同，兩組發(fā)光體組的亮滅也能基本同步，如果選擇得不同，則可產(chǎn)生與眾不同的效果。對(duì)于技術(shù)方案之三(圖9)，由于不存在正常運(yùn)行與試驗(yàn)時(shí)端子間加入不同極性電源的問(wèn)題，所以不設(shè)整流橋，其工作情況與上述相同。對(duì)于技術(shù)方案之四(圖10)，端子2接脈沖繼電器其后有負(fù)電源，端子1接繼電器等接點(diǎn)，當(dāng)預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，端子1有正電源，降壓限流器1與信號(hào)耦合隔離器9回路有電流，信號(hào)耦合隔離器9有輸出，啟動(dòng)波形發(fā)生器4和定時(shí)器5，信號(hào)綜合器6隨波形發(fā)生器的振蕩頻率輸出交替的正、負(fù)脈沖，使發(fā)光體組8交替亮、滅閃光亮。到了定時(shí)器5的整定延時(shí)后，定時(shí)器5有輸出信號(hào)，這時(shí)信號(hào)綜合器6輸出穩(wěn)定的脈沖，使發(fā)光體組8長(zhǎng)時(shí)亮。如預(yù)告信號(hào)消失，端子1正電源也消失，降壓限流器1和信號(hào)耦合隔離器9回路無(wú)電流，信號(hào)耦合隔離器9無(wú)輸出，波形發(fā)生器4停止振蕩，定時(shí)器5返回，信號(hào)綜合器6回復(fù)到正常狀態(tài)，其輸出使發(fā)光體組長(zhǎng)時(shí)熄滅，準(zhǔn)備下一次工作。對(duì)于技術(shù)方案之五(圖11)，端子2接脈沖繼電器其后有負(fù)電源，端子1接繼電器等接點(diǎn)，當(dāng)預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，端子1有正電源，降壓限流器1與信號(hào)耦合隔離器9回路有電流，信號(hào)耦合隔離器9有輸出，啟動(dòng)定時(shí)器5和邏輯與門(mén)16，由于波形發(fā)生器不受信號(hào)耦合隔離器控制，正常時(shí)一直處于振蕩工作狀態(tài)，一旦信號(hào)耦合隔離器9有輸出，邏輯與門(mén)16就隨波形發(fā)生器4的振蕩頻率輸出交換的正、負(fù)脈沖，這方案的信號(hào)綜合器6應(yīng)為邏輯或門(mén)，起始其輸出隨邏輯與門(mén)16的輸出而變，驅(qū)動(dòng)發(fā)光體組8交替亮、滅閃光亮。到了定時(shí)器5的整定延時(shí)后，定時(shí)器5有輸出信號(hào)，這時(shí)信號(hào)綜合器6輸出穩(wěn)定的脈沖，使發(fā)光體組8長(zhǎng)時(shí)亮。如預(yù)告信號(hào)消失，端子1正電源也消失，降壓限流器1和信號(hào)耦合隔離器9回路無(wú)電流，信號(hào)耦合隔離器9無(wú)輸出，定時(shí)器5返回，邏輯與門(mén)16失去一個(gè)條件因而也無(wú)輸出，信號(hào)綜合器6回復(fù)到正常狀態(tài)，其輸出使發(fā)光體組長(zhǎng)時(shí)熄滅，準(zhǔn)備下一次工作。
為了增加驅(qū)動(dòng)發(fā)光體組的能力，以適應(yīng)較大功率的發(fā)光體組，本發(fā)明還可以在發(fā)光體組前增加驅(qū)動(dòng)放大器7和13，其電路例子如圖7、圖8、圖12所示。下面對(duì)組成自動(dòng)閃光光字牌的各個(gè)部件分別進(jìn)行敘述。
降壓限流器1、10一般由電阻組成，如圖24中R18、R19所示，也可以由繼電器等有直流電阻的元件組成。它起到?jīng)Q定光字牌電流的限流作用，在技術(shù)方案之一、之二、之三中又與分壓穩(wěn)流器3、12共同起到降低電壓，為電子電路提供工作電壓的作用。
整流橋2、11由四個(gè)二極管組成，如圖24中V7-10、V11-14所示。它的作用是使光字牌在正常運(yùn)行及試驗(yàn)時(shí)外接端子加入不同極性的電壓時(shí)，光字牌內(nèi)部電路的工作電源極性都一樣，能正常工作。
分壓穩(wěn)流器3、12的作用是在技術(shù)方案之一、之二、之三中，自動(dòng)閃光光字牌在發(fā)光體閃亮?xí)r負(fù)載電流會(huì)變化，發(fā)光體亮?xí)r電流大，滅時(shí)電流小，分壓穩(wěn)流器使光字牌從外部看，光字牌流經(jīng)脈沖繼電器的電流不隨發(fā)光體的亮、滅而變化，使信號(hào)裝置的脈沖繼電器能正常工作，同時(shí)與降壓限流器一起提供電子電路合適的工作電壓。分壓穩(wěn)流器的較佳方案是用穩(wěn)壓二極管做分壓穩(wěn)流器，如圖24所示的V15、V16。分壓穩(wěn)流器也可以由一經(jīng)反相放大器后，與發(fā)光體組亮?xí)r的發(fā)光體組回路負(fù)載電流相等的互補(bǔ)負(fù)載阻抗組成，在發(fā)光體組亮?xí)r該負(fù)載不通，在發(fā)光體組滅時(shí)該負(fù)載通，以穩(wěn)定光字牌流過(guò)脈沖繼電器的電流。一個(gè)實(shí)施例如圖19所示，由三極管V7、電阻R9、R10組成互補(bǔ)負(fù)載的分壓穩(wěn)流器，其中R10的阻值等于發(fā)光體組回路等效電阻，R10可以由普通電阻加串與發(fā)光體組伏安特性相似的阻抗元件組成。
波形發(fā)生器4也可叫做振蕩器，它的作用是作為一個(gè)信號(hào)源，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后使發(fā)光體組產(chǎn)生亮、滅交替變化，達(dá)到光字牌閃光亮的效果。其變化頻率依人眼的感覺(jué)舒適為度，一般可取40-100次/分。它可以由任何已有技術(shù)的波形發(fā)生器組成，較佳的方案是輸出波形為方波的波形發(fā)生器，它使發(fā)光體組的亮、滅變化明顯，驅(qū)動(dòng)發(fā)光體組的放大器工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，功率損耗小。其他如三角波、鋸齒波、正弦波等等波形幅值有變化的波形發(fā)生器也可以用，不過(guò)技術(shù)指標(biāo)不如方波的好。其較佳的實(shí)施例如圖13、圖14所示，圖13的波形發(fā)生器由非門(mén)(反相放大器)D1、D2，電阻R1，電容C1組成，其輸出波形為方波，當(dāng)采用CMOS門(mén)電路時(shí)，其非門(mén)的開(kāi)啟電平約為1/2電源電壓，這時(shí)的振蕩周期T＝2.2R1·C1，這個(gè)電路在電源電壓變化時(shí)振蕩周期會(huì)變化，為了減少電源電壓變化引起振蕩周期的變化率，可以在D1的輸入端串電阻RS(圖13中RS未畫(huà)出)，RS可取2-10倍R1。圖14的波形發(fā)生器由555時(shí)基電路N1及電阻R2、電容C2組成，其輸出波形為方波，占空比為50%，振蕩頻率f＝1/(1.4RC)，式中R、C分別為圖14中的R2、C2。在技術(shù)方案之五中，由于波形發(fā)生器不受預(yù)告信號(hào)控制，因此可以多個(gè)光字牌共用一個(gè)波形發(fā)生器，每個(gè)光字牌設(shè)一個(gè)波形發(fā)生器的信號(hào)輸入端子就可以了。
定時(shí)器5是一個(gè)延時(shí)動(dòng)作瞬時(shí)返回的定時(shí)器，其動(dòng)作延時(shí)決定了剛接通電源時(shí)光字牌閃亮的那段時(shí)間，該時(shí)間取決于人們聽(tīng)到預(yù)告信號(hào)警鈴響后能正確判斷出新出現(xiàn)的光字牌名稱(chēng)，一般可取10S左右，其瞬時(shí)返回是為了光字牌亮了又滅后，使光字牌迅速準(zhǔn)備下一次動(dòng)作。圖15、圖16、圖17、圖18列出了4個(gè)定時(shí)器方案，R3、C3是動(dòng)作延時(shí)充電回路，穩(wěn)壓管V2及CMOS邏輯門(mén)電路D3是具有開(kāi)啟門(mén)坎電壓的器件，當(dāng)電容C3經(jīng)延時(shí)充電至兩端電壓等于大于V2穩(wěn)壓電壓或D3的輸入開(kāi)啟門(mén)坎電壓時(shí)，輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?。?dòng)作延時(shí)t＝R·C·ln[E/(E-Uref)]，式中R、C即R3、C3，E為該回路的工作電源電壓，Uref為V2的穩(wěn)壓電壓或D3的輸入開(kāi)啟門(mén)坎電壓。圖15、圖16為加電源開(kāi)始計(jì)時(shí)，失電后立即返回的延時(shí)電路，V1、R4是瞬時(shí)返回元件，當(dāng)回路失電后，C3經(jīng)V1、R4放電，使延時(shí)元件返回，電阻選擇應(yīng)滿足R4＜＜R3，以使C3迅速放電準(zhǔn)備下一次動(dòng)作，當(dāng)分壓穩(wěn)流器有與R4阻值相近的電阻并聯(lián)時(shí)，R4可以取消。圖17、圖18中15為開(kāi)關(guān)器件，作為返回回路，它可以是繼電器接點(diǎn)，也可以是三極管的發(fā)、集極，要求光字牌有電時(shí)15斷開(kāi)，無(wú)電時(shí)15接通，在15斷開(kāi)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)15接通時(shí)C3兩端電荷放光定時(shí)器瞬時(shí)返回。上述4個(gè)方案以圖15、圖16較好，其返回回路簡(jiǎn)單可靠，圖17、圖18返回回路比較麻煩。繼電器15的線圈可以串在光字牌回路中，用常閉接點(diǎn)，光字牌有電15斷開(kāi)，光字牌失電15接通。
信號(hào)綜合器6的作用是把波形發(fā)生器和定時(shí)器的信號(hào)綜合，在定時(shí)器未動(dòng)作前，輸出的信號(hào)使發(fā)光體組隨波形發(fā)生器的振蕩頻率閃亮，在定時(shí)器動(dòng)作后，輸出信號(hào)使發(fā)光體組長(zhǎng)時(shí)亮。它可以如圖20由或門(mén)D3組成。信號(hào)綜合器6也可以接在波器發(fā)生器前如圖21所示，D1、D2是CMOS邏輯門(mén)電路器件，其中D1為或門(mén)，它是波形發(fā)生器的一部分，又是定時(shí)器的門(mén)坎電壓器件，D1即信號(hào)綜合器，此電路要求定時(shí)器未動(dòng)作前輸出0態(tài)，定時(shí)器經(jīng)延時(shí)動(dòng)作后輸出1態(tài)，定時(shí)器輸出0態(tài)時(shí)波形發(fā)生器振蕩使發(fā)光體組閃亮，定時(shí)器輸出1態(tài)時(shí)波形發(fā)生器停止振蕩，波形發(fā)生器輸出穩(wěn)定的1態(tài)，使發(fā)光體組長(zhǎng)時(shí)亮。信號(hào)綜合器6也可以如圖22所示由與門(mén)D1組成，D1、D2是CMOS邏輯門(mén)電路，D1是信號(hào)綜合器，又是波形發(fā)生器的一部分，也是定時(shí)器的門(mén)坎電壓器件。此電路要求定時(shí)器未動(dòng)作前輸出1態(tài)，延時(shí)動(dòng)作后輸出0態(tài)，在定時(shí)器輸出1態(tài)時(shí)波形發(fā)生器振蕩，輸出信號(hào)使發(fā)光體組閃亮，定時(shí)器輸出0態(tài)時(shí)波形發(fā)生器停止振蕩，波形發(fā)生器輸出穩(wěn)定的0態(tài)，使發(fā)光體組長(zhǎng)時(shí)亮。
邏輯與門(mén)16是在技術(shù)方案之五中，作為控制波形發(fā)生器輸入信號(hào)之用，在正常時(shí)由于信號(hào)耦合隔離器9無(wú)輸出，波形發(fā)生器4輸入本光牌的信號(hào)不起作用，在預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，信號(hào)耦合隔離器9有輸出，邏輯與門(mén)16就開(kāi)放波形發(fā)生器4來(lái)的輸入信號(hào)，使信號(hào)綜合器有隨波形發(fā)生器振蕩頻的信號(hào)輸入。
驅(qū)動(dòng)放大器7、13的作用是增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)發(fā)光體組的能力，以適應(yīng)較大功率的發(fā)光體組，它可以如圖20、圖22、圖23所示由三極管V3(V4)及串在V3(V4)基極回路的限流電阻R5(R7)組成。也可以如圖21、圖24由射極跟隨器V3(V4)組成，這時(shí)發(fā)光體組串在發(fā)射極回路，上述三極管也可以由VMOS管代替，這時(shí)R5(R7)可以取消。
信號(hào)耦合隔離器9在技術(shù)方案之一中的作用是把第一發(fā)光體組回路的閃亮及長(zhǎng)亮信號(hào)耦合給第二發(fā)光體組回路，使兩個(gè)發(fā)光體組同步閃亮和長(zhǎng)亮。它既要能耦合信號(hào)，又要使兩組回路在電氣上要隔離起來(lái)，以免造成短路不能工作。信號(hào)耦合隔離器的較佳方案如圖20、圖21、圖22、圖24所示，由光電耦合隔離器N2或繼電器K組成。信號(hào)耦合隔離器也可以由其他滿足上述耦合和隔離功能的其他器件及回路組成，圖23所示的脈沖變壓器就是一個(gè)實(shí)施例，其中T為脈沖變壓器，由于光字牌的閃光頻率約40-100次/分，其周期約1S左右，要使第二發(fā)光體組在每個(gè)周期與第一發(fā)光體組亮的時(shí)間一樣長(zhǎng)，脈沖變壓器的電感量必須很大，其體積將大到裝入光字牌外殼內(nèi)發(fā)生困難。為了小電感量的脈沖變壓器也能正常工作，可在脈沖變壓器次級(jí)接一脈沖固定回路，它的作用是將脈沖變壓器次及的衰減脈沖信號(hào)按剛出現(xiàn)時(shí)的極性狀態(tài)固定下來(lái)，一直到相反極性的脈沖信號(hào)出現(xiàn)時(shí)又改變電路工作狀態(tài)，并固定該狀態(tài)，如此不斷循環(huán)，此兩狀態(tài)對(duì)應(yīng)于第一發(fā)光體組的亮和滅。脈沖固定回路可以如圖23所示，由三極管V5、V6，電容C4、C5，電阻R12、R13、R14、R15、R16、R17等組成。R12、R15是使V5、V6在高溫時(shí)可靠截止，如V5、V6性能良好，R12、R15可以取消。V5、V6基極偏流來(lái)自對(duì)方的集電極，同一時(shí)間V5、V6只有一個(gè)導(dǎo)通，C5是剛加電源時(shí)使V5首先導(dǎo)通、V6截止，使電路有一確定的狀態(tài)。C4是隔直回路，使V5能建立基極電流，C4還起到耦合脈沖信號(hào)的作用。第二發(fā)光體組可以并聯(lián)接在+2與輸出1之間，如果接驅(qū)動(dòng)放大器，可以接在輸出2處。其工作情況是，在V3導(dǎo)通第一發(fā)光體組亮?xí)r，T次級(jí)線圈上端輸出正脈沖，經(jīng)C4耦合到V5基極，V5導(dǎo)通、V6截止，第二發(fā)光體組也亮。當(dāng)V3載止第一發(fā)光體組滅，T次級(jí)下端為正脈沖，經(jīng)C4耦合至V5發(fā)基極，V5截止、V6導(dǎo)通，第二發(fā)光體組也滅。如果在脈沖變壓器后接一輸入阻抗極高的驅(qū)動(dòng)放大器，則脈沖固定回路可以不需要。
信號(hào)耦合隔離器9在技術(shù)方案之四、之五中，是將預(yù)告信號(hào)中與脈沖繼電器相連接的回路與光字牌電路中波形發(fā)生器4、定時(shí)器5、信號(hào)綜合器6、邏輯與門(mén)16、發(fā)光體組8等相互隔離起來(lái)，因?yàn)檫@兩個(gè)方案中后者回路的供電有時(shí)是獨(dú)立于脈沖繼電器回路的，可以許多光字牌合用一套電源，因此每個(gè)光字牌輸入回路必須隔離。信號(hào)耦合隔離器9同時(shí)還把預(yù)告信號(hào)有、無(wú)的信息耦合給后者電路元件，以啟動(dòng)發(fā)光體組8閃光亮還是長(zhǎng)時(shí)亮、還是熄滅。這里的信號(hào)耦合隔離器較佳方案可采用光電耦合隔離器或繼電器，如圖27、圖28、圖30中的N2和繼電器K。也可以如圖29，由電阻R18、V16組成信號(hào)耦合隔離器9，其中V16是將各個(gè)光字牌回路相互隔離起來(lái)，不相互影響，R18起到限流作用，又是采樣耦合元件。脈沖變壓器加了脈沖信號(hào)固定回路的信號(hào)耦合隔離器方案也可應(yīng)用于這兩個(gè)技術(shù)方案。
發(fā)光體組8、14是光字牌的發(fā)光元件，其較好的方案是采用消耗功率小，壽命長(zhǎng)的半導(dǎo)體發(fā)光器件，可以由一個(gè)或一個(gè)以上的半導(dǎo)體發(fā)光器件組成。當(dāng)發(fā)光體是發(fā)光二極管時(shí)，發(fā)光二極管回路串有限流電阻R6、R8如圖19、圖20、圖21、圖22所示。發(fā)光體組也可以由白熾燈組成。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明方案作進(jìn)一步說(shuō)明附圖1、圖2是已有技術(shù)雙燈與單燈光字牌。
附圖3、圖4是已有技術(shù)雙燈與單燈發(fā)光二極管光字牌。
附圖5是技術(shù)方案之一方框圖。
附圖6是技術(shù)方案之二方框圖。
附圖9是技術(shù)方案之三方框圖。
附圖10是技術(shù)方案之四方框圖。
附圖11是技術(shù)方案之五方框圖。
附圖7、圖8、圖12是加驅(qū)動(dòng)放大器的三個(gè)技術(shù)方案方框圖。
附圖13、圖14是波形發(fā)生器電路圖。
附圖15、圖16、圖17、圖18是定時(shí)器的四個(gè)電路圖。
附圖19是分壓穩(wěn)流器的一個(gè)方案的電路圖。
附圖20、圖21、圖22是波形發(fā)生器、定時(shí)器、信號(hào)綜合器、信號(hào)耦合隔離器、驅(qū)動(dòng)放大器和發(fā)光體組電路圖。
附圖23是脈沖變壓器方案的信號(hào)耦合隔離器和脈沖信號(hào)固定回路電路圖。
附圖24是技術(shù)方案之一雙發(fā)光體組光字牌實(shí)施例電路圖。
附圖25是技術(shù)方案之二雙發(fā)光體組光字牌實(shí)施例電路圖。
附圖26是技術(shù)方案之三單發(fā)光體組光字牌實(shí)施例電路圖。
附圖27、圖29、圖30是技術(shù)方案之四單發(fā)光體組光字牌實(shí)施例電路圖。
附圖28是技術(shù)方案之五單發(fā)光體組光字牌實(shí)施例電路圖。
本發(fā)明所示技術(shù)方案之一的一個(gè)完整實(shí)施例如圖24所示。它有一外殼，虛線框內(nèi)是光字牌元件，電阻R18、R19是降壓限流器1、10。V7-10、V11-14是整流橋2、11。V15、V16是分壓穩(wěn)流器3、12。D1、D2、R1、C1組成波形發(fā)生器4，R3、R4、C3、V1、D1組成定時(shí)器5，D1又是信號(hào)綜合器6，又是定時(shí)器的門(mén)坎電壓器件，一個(gè)元件完成三個(gè)功能。N2是信號(hào)耦合隔離器9。H1、H2為發(fā)光體組8、14。R6、R8為限流電阻。D1、D2是CMOS門(mén)電路。+1、-1、+2、-2分別為第一、二發(fā)光體組回路的工作正、負(fù)電源。其參數(shù)如圖24，工作電壓為220V。其工作原理為正常時(shí)光字牌端子1、3接脈沖繼電器后至負(fù)電源，端子2接繼電器等接點(diǎn)，當(dāng)預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，繼電器接點(diǎn)接通，光字牌端子2輸入正電源，這時(shí)+1、-1，+2、-2均有電壓，波形發(fā)生器立即振蕩，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，初始C3上端電壓小于D1的輸入開(kāi)放電壓，波形發(fā)生器振蕩，D2輸出隨波形發(fā)生器的振蕩頻率交替輸出+、-脈沖。在D2輸出正脈沖時(shí)V3導(dǎo)通，第一發(fā)光體組亮，光電耦合隔離器N2的達(dá)林頓管導(dǎo)道，第二發(fā)光體組也亮;在D2輸出負(fù)脈沖時(shí)V3截止，第一發(fā)光體組滅，N2的達(dá)林頓管截止，第二發(fā)光體組也滅。這樣光字牌不斷以一定頻率閃光亮。到了定時(shí)器的整定延時(shí)后，C3上端電壓上升到D1輸入開(kāi)放電壓，波形發(fā)生器就停止振蕩，D2長(zhǎng)時(shí)輸出正電壓，兩組發(fā)光體組就長(zhǎng)時(shí)亮。如預(yù)告信號(hào)消失，光字牌端子2上正電源消失，+1、-1，+2、-2也消失，光字立即熄滅，電容C3經(jīng)V1、R4迅速放電，為下一次工作作好了準(zhǔn)備。在發(fā)光體組亮滅變化時(shí)，負(fù)載電流有變化，由于V15、V16的存在，從光字牌端子外看，其電流即流往脈沖繼電器的電流仍是穩(wěn)定的，這就使中央信號(hào)回路的脈沖繼電器能正常工作。在試驗(yàn)光字牌時(shí)，光字牌端子1接正電源，3接負(fù)電源，由于有整流橋，因此兩組發(fā)光體組工作電源極性仍與正常工作時(shí)一樣，僅外加電壓為二分之一電源電壓，這個(gè)工作方式可以在選擇電阻R18、R19時(shí)予以考慮，因此仍能正常閃光與長(zhǎng)亮。
本發(fā)明所示技術(shù)方案之二的一個(gè)完整實(shí)施例如圖25所示。它不用信號(hào)耦合隔離器，由兩組完全相同的電路組成，其工作情況與方案之一相同。
本發(fā)明所示技術(shù)方案之三的一個(gè)完整實(shí)施例如圖26所示。它不用整流橋，其工作情況與方案之一相同。
本發(fā)明所示技術(shù)方案之四的完整實(shí)施例如圖27、圖29、圖30。圖27是光字牌電路圖，圖29、圖30除了光字牌電路外，還包括了光字牌應(yīng)用時(shí)的外圍電路。圖27、圖30中R18是降壓限流器1，它起限流作用，N2是信號(hào)耦合隔離器9，D1、D2、C1、R1組成波形發(fā)生器4，R3、C3、V1、R4、D1組成定時(shí)器5，D1又是信號(hào)綜合器6，R5、V3組成驅(qū)動(dòng)放大器7，R6是限流電阻，H是發(fā)光體組8。圖30中K1、K2是預(yù)告信號(hào)繼電器接點(diǎn)，XMJ是脈沖繼電器，S是光字牌試驗(yàn)開(kāi)關(guān)，正常1、2，3、4接點(diǎn)不通，V是隔離二極管，+XM、-XM是信號(hào)回路正、負(fù)電源母線，這里采用低壓供電，電源電壓適合電子電路要求，YBM是預(yù)告信號(hào)小母線。如預(yù)告信號(hào)繼電器K2接點(diǎn)接通，此光字牌的R18、N2串聯(lián)回路中有電流，脈沖繼電器動(dòng)作發(fā)出預(yù)告音響信號(hào)，同時(shí)N2的達(dá)林頓管導(dǎo)通，波形發(fā)生器4和定時(shí)器5啟動(dòng)，發(fā)光體組H閃光亮，經(jīng)定時(shí)器的整定延時(shí)后光字牌長(zhǎng)時(shí)亮，其工作情況與技術(shù)方案之一實(shí)施例類(lèi)似。如預(yù)告信號(hào)消失，K2接點(diǎn)打開(kāi)，R18、N2回路失電，光電耦合隔離器N2的達(dá)林頓管截止，波形發(fā)生器4和定時(shí)器5回路失電，V3截止，發(fā)光體組H熄滅。在進(jìn)行光字牌試驗(yàn)時(shí)，S開(kāi)關(guān)之1、2通，3、4通，所有光字牌R18、N2回路均有電，其工作過(guò)程與有預(yù)告信號(hào)時(shí)相同，這時(shí)因S之3、4通，脈沖繼電器不動(dòng)作，預(yù)告信號(hào)警鈴不會(huì)響。圖29中V16是隔離二極管，它將各個(gè)光字牌回路相互隔離起來(lái)，不相互影響，R18起到限流作用，又是采樣耦合元件，在有預(yù)告信號(hào)時(shí)，R18上的電壓加到D1、D2等等元件組成的波形發(fā)生器和定時(shí)器回路，其工作過(guò)程及供電情況與上述圖27、圖30回路的方案相似。
本發(fā)明所示技術(shù)方案之五的完整實(shí)施例如圖28所示。它用繼電器K作為信號(hào)耦合隔離器9，繼電器K線圈的直流電阻又是脈沖回路的降壓限流器1，這個(gè)方案增加了一個(gè)由D4組成的邏輯與門(mén)16，與門(mén)受由D1、D2、C1、R1組成的波形發(fā)生器4和信號(hào)耦合隔離器K控制，正常波形發(fā)生器一直振蕩，與門(mén)缺一個(gè)條件無(wú)輸出，一旦有預(yù)告信號(hào)出現(xiàn)，繼電器K動(dòng)作，接點(diǎn)K接通，D4立即有隨波形發(fā)生器振蕩頻率而變的信號(hào)輸出，發(fā)光體組H即開(kāi)始閃光亮，其工作過(guò)程與上述四個(gè)方案類(lèi)似。這個(gè)方案中可以多個(gè)光字牌合用一個(gè)波形發(fā)生器。
技術(shù)方案之四、之五特別適用于所有發(fā)光體組裝在一起，其他電子元件的部件集中裝在機(jī)箱等外殼內(nèi)的制造方案。
本發(fā)明方案的自動(dòng)閃光光字牌，可以采用高質(zhì)量的電子元件和半導(dǎo)體發(fā)光器件，消耗功率小，壽命長(zhǎng)，由于回路串有降壓限流器(實(shí)施例為電阻R18、R19)，因此徹底解決了光字牌短路的缺點(diǎn)，光字牌正常運(yùn)行與試驗(yàn)時(shí)工作情況都一樣，真實(shí)可靠。本實(shí)用新型更具有剛接通電源時(shí)以一定頻率閃光亮，經(jīng)預(yù)定延時(shí)后自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)時(shí)亮的新穎功能，給運(yùn)行值班人員迅速正確判別新出現(xiàn)的預(yù)告信號(hào)創(chuàng)造了醒目的顯示標(biāo)志，解決了人們長(zhǎng)期渴望解決的難題。自動(dòng)閃光光字牌的這些全新功能，與已有技術(shù)光字牌相比較具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。自動(dòng)閃光光字牌功率消耗小，壽命長(zhǎng)，不會(huì)短路，正常運(yùn)行與試驗(yàn)時(shí)工作情況都一樣，自動(dòng)閃光功能新穎，電路構(gòu)思巧妙，一個(gè)元件完成三個(gè)功能，使用元件少，電路簡(jiǎn)單，制造方便，是傳統(tǒng)光字牌的極好更新?lián)Q代產(chǎn)品。尤其是技術(shù)方案之一、之二、之三的光字牌，外殼與出線端子可以制造得與目前大量采用的光字牌一致，與中央信號(hào)系統(tǒng)配合的外圍接線也完全相同。因此可以方便的將本自動(dòng)閃光光字牌替換目前變電所和發(fā)電廠運(yùn)行中的光字牌，解決已有技術(shù)光字牌難以判別剛出現(xiàn)的光字牌預(yù)告信號(hào)的難題，為老設(shè)備的技術(shù)改造創(chuàng)造了極為良好的條件。技術(shù)方案之四、之五特別適用于所有發(fā)光體組裝在一起，其他電子元件的部件集中裝在一起，裝在機(jī)箱等外殼內(nèi)的制造方案，為設(shè)計(jì)新的造型，美化中央信號(hào)系統(tǒng)，降低設(shè)備費(fèi)用提供了良好的條件。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)閃光光字牌，它包含有外殼、降壓限流器、發(fā)光體組成，其特征在于，由兩組電路組成，一組由降壓限流器(1)、整流橋(2)、分壓穩(wěn)流器(3)、波形發(fā)生器(4)、定時(shí)器(5)、信號(hào)綜合器(6)、發(fā)光體組(8)，另一組由降壓限流器(10)、整流橋(11)、分壓穩(wěn)流器(12)、發(fā)光體組(14)、以及接在兩組電路之間的信號(hào)耦合隔離器(9)等組成。
2.一種自動(dòng)閃光光字牌，它包含有外殼、降壓限流器、發(fā)光體組，其特征在于，由兩組相同的降壓限流器(1)、整流橋(2)、分壓穩(wěn)流器(3)、波形發(fā)生器(4)、定時(shí)器(5)、信號(hào)綜合器(6)、發(fā)光體組(8)等組成。
3.一種自動(dòng)閃光光字牌，它包含有外殼、降壓限流器，發(fā)光體組，其特征在于，由降壓限流器(1)、分壓穩(wěn)流器(3)、波形發(fā)生器(4)、定時(shí)器(5)、信號(hào)綜合器(6)、發(fā)光體組(8)組成。
4.一種自動(dòng)閃光光字牌，它包含有外殼、降壓限流器、發(fā)光體組，其特征在于，由降壓限流器(1)、接在降壓限流器(1)回路中的信號(hào)耦合隔離器(9)、波形發(fā)生器(4)、定時(shí)器(5)、信號(hào)綜合器(6)、發(fā)光體組(8)組成。
5.一種自動(dòng)閃光光字牌，它包含有外殼、降壓限流器、發(fā)光體組，其特征在于，由降壓限流器(1)、接在降壓限流器(1)回路中的信號(hào)耦合隔離器(9)、波形發(fā)生器(4)、定時(shí)器(5)、邏輯與門(mén)(16)、信號(hào)綜合器(6)、發(fā)光體組(8)組成，其中波形發(fā)生器(4)也可以與其他光字牌合用，即由一個(gè)波形發(fā)生器向多個(gè)光字牌輸出振蕩波形，每個(gè)光字牌無(wú)單獨(dú)的波形發(fā)生器，但有波形發(fā)生器的信號(hào)輸入端子。
6.權(quán)利要求1、2、3所述的光字牌，其特征在于，降壓限流器(1)、(10)是電阻(R18)、(R19)，分壓穩(wěn)流器(3)、(12)為穩(wěn)壓二極管，或者是經(jīng)一反相放大器后，與發(fā)光體組亮?xí)r的發(fā)光體組回路負(fù)載電流相等的互補(bǔ)負(fù)載阻抗組成，在發(fā)光體組亮?xí)r，該負(fù)載不通，在發(fā)光體組滅時(shí)該負(fù)載通，該互補(bǔ)負(fù)載由三極管(V7)、電阻(R9)、(R10)構(gòu)成，電阻(R10)的阻值等于發(fā)光體組回路等效電阻，電阻(R10)可以由普通電阻加串與發(fā)光體組伏安特性相似的阻抗元件組成。
7.權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的光字牌，其特征在于，波形發(fā)生器(4)為輸出波形為方波的波形發(fā)生器，波形發(fā)生器由非門(mén)(D1)、(D2)、電阻(R1)、電容(C1)組成，或者由555時(shí)基集成電路(N1)及電阻(R2)、電容(C2)組成，定時(shí)器(5)為延時(shí)動(dòng)作瞬時(shí)返回定時(shí)器，可以由電阻(R3)、電容(C3)、二極管(V1)、電阻(R4)及具有開(kāi)啟門(mén)坎電壓的穩(wěn)壓管或邏輯門(mén)電路組成，其阻值選擇滿足R4＜＜R3，當(dāng)分壓穩(wěn)流器有與電阻(R4)阻值相近的電阻并聯(lián)時(shí)，電阻(R4)可以取消，信號(hào)綜合器(6)為或門(mén)，信號(hào)綜合器也可以接在波形發(fā)生器前，這時(shí)的信號(hào)綜合器(6)為或門(mén)，也可以為與門(mén)。
8.權(quán)利要求1、4、5所述的光字牌，其特征在于，信號(hào)耦合隔離器(9)由光電耦合隔離器件組成，或者由繼電器(K)組成，或者由脈沖變壓器組成，當(dāng)信號(hào)耦合隔離器由脈沖變壓器組成時(shí)，可以在脈沖變壓器后增加脈沖信號(hào)固定回路，脈沖信號(hào)固定回路可以由三極管(V5)、(V6)、電容(C4)、(C5)、電阻(R12)、(R13)、(R14)、(R15)、(R16)、(R17)組成，當(dāng)三極管(V5)、(V6)性能良好時(shí)電阻(R12)、(R15)可以取消。
9.權(quán)利要求4、5所述的光字牌，其特征在于，降壓限流器(1)是電阻(R18)，或者是繼電器(K)的線圈之直流電阻，信號(hào)耦合隔離器可以是二極管(V16)和降壓電阻(R18)組成。
10.權(quán)利要求1、2、3、4、5所述的光字牌，其特征在于，可以在發(fā)光體組前增加驅(qū)動(dòng)放大器(7)、(13)，驅(qū)動(dòng)放大器可以由三極管(V3)、(V4)及串在基極的限流電阻(R5)、(R7)組成，也可以由射極跟隨器(V3)、(V4)組成，這時(shí)發(fā)光體組接在射極跟隨器(V3)、(V4)發(fā)射極回路，三極管也可以由VMOS管代替，這時(shí)(R5)、(R7)可以取消，每個(gè)發(fā)光體組由一個(gè)或一個(gè)以上的半導(dǎo)體發(fā)光器件組成，當(dāng)發(fā)光體是發(fā)光二極管時(shí)，發(fā)光二極管回路串有限流電阻(R6)、(R8)，發(fā)光體組也可以由白熾燈組成。
全文摘要
一種用于電氣信號(hào)系統(tǒng)的新穎自動(dòng)閃光光字牌，采用電子元件、半導(dǎo)體發(fā)光器件。剛接通電源時(shí)以一定頻率閃光亮，經(jīng)預(yù)定延時(shí)后自動(dòng)變?yōu)殚L(zhǎng)時(shí)亮新穎功能，能迅速正確判別新出現(xiàn)的預(yù)告信號(hào)。光字牌不會(huì)短路，功耗小，壽命長(zhǎng)，正常運(yùn)行、試驗(yàn)工作情況一樣，自動(dòng)閃光功能新穎，電路構(gòu)思巧妙，一個(gè)元件完成三個(gè)功能，元件少、電路簡(jiǎn)單，制造方便?？勺龀赏鈿?、端子及外圍接線與老光字牌相同，是傳統(tǒng)光字牌的極好更新?lián)Q代產(chǎn)品。也有所有發(fā)光體裝在一起，電子元件集中裝在機(jī)箱內(nèi)的美化造型新方案。
文檔編號(hào)G08B5/38GK1081781SQ9310715
公開(kāi)日1994年2月9日 申請(qǐng)日期1993年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月20日
發(fā)明者殷慶海 申請(qǐng)人:殷慶海