我司于2011年11月2日已經(jīng)獲得號ZL.4
實用新型名稱：采用NTC熱敏電阻開路保護的高穩(wěn)定彩燈串
圣誕彩燈的NTC熱敏電子保護技術
彩燈串是由小彩燈串聯(lián)的，每個燈串上有100只彩燈串聯(lián)。通電后各個小彩燈發(fā)出不同顏色的光芒，通過不同的裝飾而觀賞效果。由于彩燈串是由一個個小彩燈串聯(lián)的，一旦發(fā)生彩燈氖泡失效、或丟失的情況下就影響整條彩燈串的工作。
傳統(tǒng)技術方案：
目前彩燈串采取的方法是:在彩燈燈座內(nèi)并聯(lián)了一段涂有氧化銅的金屬絲。
如下圖：
現(xiàn)有技術制造的彩燈串一旦發(fā)生彩燈氖泡失效、或丟失的情況下。其他彩燈會熄滅，使這個燈座內(nèi)氧化銅的金屬絲兩端的電壓得到220V，從而擊穿那段金屬絲的氧化銅涂層，使這個彩燈重新形成通路，又使其他燈泡繼續(xù)工作。這時亮的彩燈也比原來更亮了。因為那幾個彩燈熔斷后擊穿金屬絲相當于短路了。留下的燈泡兩端各自分擔的電壓及電流就大了，所以會比原來更亮。同時電流而使剩余彩燈逐步不堪的電流而不斷失效。
現(xiàn)有技術制造的彩燈串一旦發(fā)生彩燈氖泡失效、或丟失的情況下。其他彩燈會熄滅，使這個燈座內(nèi)氧化銅的金屬絲兩端的電壓得到220V，從而擊穿那段金屬絲的氧化銅涂層，使這個彩燈重新形成通路，又使其他燈泡繼續(xù)工作。這時亮的彩燈也比原來更亮了。因為那幾個彩燈熔斷后擊穿金屬絲相當于短路了。留下的燈泡兩端各自分擔的電壓及電流就大了，所以會比原來更亮。同時電流而使剩余彩燈逐步不堪的電流而不斷失效。
NTC熱敏電阻保護技術
本發(fā)明采取將原來彩燈串燈座內(nèi)的氧化銅金屬絲換成NTC熱敏電阻。
由于NTC熱敏電阻隨溫度的升高阻值下降，一旦發(fā)生彩燈氖泡失效、或丟失的情況，NTC熱敏電阻在電流的作用下逐步自熱，隨著溫度的上升NTC熱敏電阻的阻值逐步下降到只有原阻值的十分之一作用穩(wěn)定下來。這樣整個彩燈串可以繼續(xù)工作。
高壽命高穩(wěn)定彩燈串結構圖
采用NTC熱敏電阻代替氧化銅金屬絲設計制作生產(chǎn)的彩燈串，一旦發(fā)生彩燈氖泡失效、或丟失的情況，NTC熱敏電阻在電流的作用下逐步自熱，隨著溫度的上升NTC熱敏電阻的阻值逐步下降到只有原阻值的十分之一作用穩(wěn)定下來。這樣整個彩燈串可以繼續(xù)工作。由于熱敏電阻在電路工作電流下的阻值和每個彩燈氖泡工作時的電阻相對，整個電路電流。（常見燈泡的燈絲電阻為7至8歐姆、熱敏電阻在電路工作電流下的阻值也為7至8歐姆、而涂層燒掉后分路的電阻只有2至3歐姆。）。
例一：采用NTC熱敏電阻進行開路保護，成本低性高。我們經(jīng)過實驗，采用NTC熱敏電阻后的圣誕彩燈串連續(xù)工作3年沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。
彩燈閃爍的原理：
接通電源，由于氖泡內(nèi)兩金屬片沒有接通，電源擊穿氖氣導電(小氖泡的擊穿電壓為15－25V左右)，這時我們看到氖泡發(fā)光，氖氣導電時發(fā)熱，引起氖泡內(nèi)的雙金屬片（就是我們看見彎曲的那根）受熱后彎曲度降低，同時接通兩個電。由于雙金屬片接通后氖泡中的氖氣導電發(fā)光，溫度下降，雙金屬片恢復原狀，切斷電源。如此不斷反復，彩燈便不斷通－斷，閃爍不停。
串聯(lián)小彩燈的工作原理
1.串聯(lián)的小彩燈,為什么其中有的燈絲熔斷了,其他的還能繼續(xù)工作？
◆成串的小彩燈是串聯(lián)的。但彩燈內(nèi)部燈絲的結構與一般的燈不同,彩燈燈絲下邊多并聯(lián)了一段涂有氧化銅的細金屬絲。一旦有一個彩燈燈絲熔斷了,其他彩燈會熄滅,使這個燈泡兩端的電壓得到220V,從而擊穿那段細金屬絲的氧化銅涂層,使這個彩燈重新形成通路,又使其他燈泡繼續(xù)工作。這就是串聯(lián)的小彩燈,為什么其中有的燈絲熔斷了,其他的還能繼續(xù)工作的原因。并且我們會發(fā)現(xiàn),這時亮的彩燈也比原來更亮了。因為那幾個彩燈熔斷后擊穿金屬絲相當于短路了。留下的燈泡兩端各自分擔的電壓就多了,所以會比原來更亮。
2.同樣是裝飾小彩燈,為什么有的彩燈能閃爍,有的不能？
◆有的彩燈能閃爍是因為電路里串聯(lián)了一只“跳泡”,它會使電路不斷通斷,使電路一會滅一會亮。跳泡的結構特點是燈絲有兩部分組成,一邊是倒L形的引線,另一邊是頭段有雙金屬片的燈絲,兩者平時是接觸著的。通電后,由于燈絲發(fā)光,雙金屬片受熱變彎,離開原來的位置就會切斷電路,雙金屬片冷卻后伸直又接通電路。這就是同樣是裝飾小彩燈,為什么有的彩燈能閃爍,有的不閃爍的原因了。
3.同樣閃爍的彩燈,為什么滅了幾只以后,其他彩燈的反而閃爍更快了？
◆我們還發(fā)現(xiàn)其中有彩燈不亮時,整個彩燈閃光頻率比全亮時加快了。我們知道小彩燈的連接方式是串聯(lián),其中幾個彩燈不亮短路后(上邊已講過),整個電路電阻變小,電流變大,根據(jù)焦耳定律,燈絲產(chǎn)生的能量,可以更快的使雙金屬片受熱變彎。所以,同樣閃爍的彩燈,滅了幾只以后,其他彩燈的反而閃爍更快了。
