Neonlamper - Arbeids- og applikasjonskretser

En neonlampe er en glødelampe som består av et glassdeksel, festet med et par segregerte elektroder og inneholder en inert gass (neon eller argon). Hovedapplikasjonen til en neonlampe er i form av indikatorlamper eller pilotlamper.

Når den leveres med lav spenning, er motstanden mellom elektrodene så stor at neonet praktisk talt oppfører seg som en åpen krets.

Imidlertid når spenningen økes gradvis, på et bestemt spesifikt nivå der den inerte gassen i neonglasset begynner å ionisere og resulterer i å være ekstremt ledende.

På grunn av dette begynner gassen å produsere en strålende belysning fra den negative elektroden.

I tilfelle den inerte gassen er neon, er belysningen oransje. For argongass som ikke er veldig vanlig, er det utsendte lyset blått.

Hvordan Neon Lamp fungerer

Arbeidskarakteristikken til en neonlampe kan sees i figur 10-1.

Spenningsnivået som utløser den glødende effekten i neonpæren blir betegnet som den første spenningen for sammenbrudd.

Så snart dette nedbrytningsnivået er oppnådd, blir pæren utløst til 'avfyrings' (glødende) modus, og spenningsfallet over neonterminalene forblir praktisk talt uavhengig av noen form for økning i strøm i kretsen.

I tillegg øker den glødende delen inne i pæren når tilførselsstrømmen økes, til et punkt der det totale arealet av den negative elektroden fylles av gløden.

Enhver ekstra opptrapping i strømmen kan da føre neonet til en lysbuesituasjon der lysbelysningen blir til et blåhvitt farget lys over den negative elektroden og begynner å produsere rask nedbrytning av lampen.

Derfor, for at du skal kunne belyse en neonlampe effektivt, må du ha tilstrekkelig spenning til at lampen kan 'fyre' og deretter rikelig seriemotstand i kretsen for å kunne begrense strømmen til et nivå som vil garantere at lampen forblir i gang innenfor den typiske glødende delen.

Siden neonmotstanden i seg selv er ekstremt liten kort tid etter at den er avfyrt, trenger den en seriemotstand med en av forsyningslinjene, kalt en ballastmotstand.

Neon sammenbrudd spenning

Vanligvis kan avspenningen eller nedbrytningen av en neonlampe være hvor som helst mellom omtrent 60 og 100 volt (eller noen ganger enda større). Den kontinuerlige strømstyrken er ganske minimal, vanligvis mellom 0,1 og 10 milliampere.

Seriemotstandsverdien bestemmes i samsvar med inngangsforsyningsspenningen som neonet kan være festet til.

Når det gjelder neonlamper som styres med 220 volt (strøm), er en 220 k motstand vanligvis en god verdi.

Når det gjelder mange kommersielle neonpærer, kan motstanden muligens inkluderes i konstruksjonen.

Uten presis informasjon gitt, kan det antas at en neonlampe ganske enkelt ikke har noen motstand mens den er opplyst, men kan ha et fall på rundt 80 volt over terminalene.

Hvordan beregne neonmotstand

En riktig verdi for neonballastmotstanden kunne bestemmes ved å ta hensyn til denne referanseindeksen, som er relevant for den nøyaktige forsyningsspenningen som brukes over den, og antar en 'sikker' strøm på omtrent 0,2 milliampere, som et eksempel.

For 220 volt forsyning, kan motstanden måtte miste 250 - 80 = 170 volt. Strøm gjennom seriemotstand og neonpære vil være 0,2 mA. Derfor kan vi bruke følgende Ohms lovformel for å beregne riktig seriemotstand for neonet:

R = V / I = 170 / 0,0002 = 850 000 ohm eller 850 k

Dette motstandsverdi ville være trygt med de fleste kommersielle neonlamper. Når neonglødet ikke er helt blendende, kan ballastmotstandsverdien reduseres for å kjøre lampen høyere over det typiske glødområdet.

Når det er sagt, må motstanden på ingen måte senkes for mye, noe som kan føre til at hele den negative elektroden blir oppslukt av den varme gløden, fordi dette kan indikere at lampen nå er oversvømmet og nærmer seg lysmodus.

Et annet spørsmål angående kraften i neonglød er at den vanligvis kan se veldig skinnende ut i omgivende lys sammenlignet med i mørke.

Faktisk, i totalt mørke, kan belysningen være inkonsekvent og / eller kreve en økt sammenbruddsspenning for å starte lampen.

Noen neoner har et lite snev av radioaktiv gass blandet med inert gass for å fremme ionisering, i så fall er denne effekten muligens ikke synlig.

Enkle Neon Bulb Circuits

I diskusjonen ovenfor har vi utførlig forstått funksjonen og egenskapene til denne lampen. Nå vil vi ha det gøy med disse enhetene og lære hvordan vi bygger noen enkle neonlampekretser for bruk i forskjellige dekorative lyseffektapplikasjoner.

Neonlampe som en konstant spenningskilde

På grunn av neonlampens konstante spenningsfunksjoner under standard lysforhold, kan den brukes som en spenningsstabiliserende enhet.

Derfor, i kretsen som vises ovenfor, kan utgangen ekstrahert fra hver side av lampen fungere som en opprinnelse med konstant spenning, forutsatt at neonet fortsetter å fungere innenfor det typiske glødende området.

Denne spenningen vil da være identisk med lampens minimale nedbrytningsspenning.

Neon Lamp Flasher Circuit

Ved å bruke en neonlampe som en lysblink i en avslapningsoscillatorkrets kan du se på bildet nedenfor.

Dette inkluderer en motstand (R) og kondensator (C) festet i serie til en forsyningsspenning av en likestrøm. En neonlampe er festet parallelt med kondensatoren. Denne neon brukes som en visuell indikator for å vise kretsens funksjon.

Lampen utfører nesten som en åpen krets til dens avfyringsspenning er nådd, når den umiddelbart bytter strøm gjennom den som en motstand med lav verdi og begynner å lyse.

Spenningsforsyningen til denne strømkilden må derfor være høyere enn spenningen til neonets sammenbrudd.

Når denne kretsen får strøm, begynner kondensatoren å samle en ladning med en hastighet bestemt av motstanden / kondensatoren RC tidskonstant. Neonpæren får en spenningsforsyning som tilsvarer ladningen som er utviklet over kondensatorterminalene.

Så snart denne spenningen når nedbrytningsspenningen til lampen, slår den seg på og tvinger kondensatoren til å tømmes via gassen inne i neonpæren, noe som resulterer i at neonet lyser.

Når kondensatoren tømmes helt, hindrer den ytterligere strøm i å passere lampen, og dermed slås den av igjen til kondensatoren har samlet en annen nivåladning som tilsvarer neonens avfyringsspenning, og syklusen fortsetter å gjenta.

Enkelt sagt, neonlampen fortsetter å blinke eller blinke med en frekvens som bestemt av verdiene til tidskonstantkomponentene R og C.

Avslapningsoscillator

En modifikasjon i dette designet er angitt i diagrammet ovenfor ved å bruke et 1 megohm potensiometer som fungerer som en ballastmotstand og et par 45 volt eller fire 22,5 volt tørre batterier som spenningskilde.

Potensiometeret er finjustert til lampen tennes. Gryten roteres deretter i motsatt retning til neonlyden bare blekner ut.

For å la potensiometeret være i denne posisjonen, må neonet begynne å blinke med forskjellige blinkhastigheter som bestemt av verdien til den valgte kondensatoren.

Med tanke på verdiene til R og C i diagrammet, kan tidskonstanten for kretsen evalueres som følger:

T = 5 (megohms) x 0,1 (mikrofarader) = 0,5 sekunder.

Dette er ikke spesifikt den sanne blinkhastigheten til neonlampen. Det kan kreve en periode på flere tidskonstanter (eller færre) for kondensatorspenningen å akkumulere opp til neonskuddspenningen.

Dette kan være høyere i tilfelle innkoblingsspenningen er over 63% av forsyningsspenningen og kan være mindre hvis spesifikasjonen for neonskyting er lavere enn 63% av forsyningsspenningen.

I tillegg betyr det at blinkhastigheten kan modifiseres ved å endre R- eller C-komponentverdiene, muligens ved å erstatte forskjellige verdier som er utarbeidet for å gi en alternativ tidskonstant eller ved å bruke en parallell tilkoblet motstand eller kondensator.

Å koble til en identisk motstand parallelt med R, vil for eksempel sannsynligvis gjøre blinkhastigheten to ganger mer (siden tilsetning av lignende motstander parallelt fører til at den totale motstanden blir redusert til halvparten).

Å feste en kondensator med identisk verdi parallelt med den eksisterende C, vil sannsynligvis føre til at blinkhastigheten blir 50% langsommere. Denne typen krets kalles a avslapningsoscillator .

Tilfeldig flere neonblinkere

Hvis du bytter ut R med en variabel motstand, kan du justere for hvilken som helst spesifikk ønsket blinkhastighet. Dette kan også forbedres ytterligere som et nytt lys system ved å feste en rekke kondensator neon kretser, som hver har sin egen neon lampe i kaskade som vist nedenfor.

Hvert av disse RC-nettverkene vil muliggjøre en unik tidskonstant. Dette kan generere en tilfeldig blinking av neonet over hele kretsen.

Neon lampetone generator

En annen variant av en neonlampeapplikasjon som en oscillator kan være en avslapningsoscillatorkrets er vist i figuren nedenfor.

Dette kan være en ekte signalgeneratorkrets, hvis utgang kan lyttes gjennom hodetelefoner eller kanskje en liten høyttaler, ved passende å justere potensiometeret med variabel tone.

Neonblinkere kan være designet for å fungere tilfeldig eller sekvensielt. En sekvensiell blinkerkrets vises i figur 10-6.

Ytterligere trinn kan inkluderes i denne kretsen, hvis nødvendig, ved å bruke C3-tilkoblingen til den aller siste fasen.

Astable Neon Lamp Flasher

Til slutt avsløres en astabel multivibratorkrets i figur 10-7, som benytter et par neonlamper.

Disse neonene vil blinke eller blinke på / av i rekkefølge med en frekvens bestemt av R1 og R2 (hvis verdier må være identiske) og C1.

Som en grunnleggende instruksjon om blinkingstiming, kan økning av ballastmotstandsverdien eller kondensatorverdien i avslapningsoscillatorkretsen redusere blinkhastigheten eller blinkfrekvensen og omvendt.

For å beskytte levetiden til en typisk neonlampe, må den anvendte ballastmotstandsverdien ikke være lavere enn ca. 100 k, og de beste resultatene i meget enkle avslapningsoscillatorkretser kan ofte oppnås ved å opprettholde kondensatorverdien under 1 mikrofarad.