霓虹燈電子變壓器電路

霓虹燈是一種低氣壓冷陰極輝光放電發(fā)光的光源，其特點是高的啟動電壓，工作電壓和小工作電流。以前在各種霓虹燈工程和裝置中，都是采用鐵芯漏磁變壓器來匹配霓虹燈管而解決此問題，它的優(yōu)點是可靠性與耐久性較高。缺點是體積大、耗電多、功率因數(shù)低、產(chǎn)生工頻噪音、不便于多功能顯示控制等。

20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了世界性能源危機(jī)后，許多公司致力于新型節(jié)能led/' target='_blank'>電光源(如熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器、霓虹燈電子變壓器等)的研究。半導(dǎo)體技術(shù)日新月異的飛速發(fā)展，各種作為開關(guān)管使用的高反壓大電流功率器件不斷出現(xiàn)，為霓虹燈電子變壓器的開發(fā)提供了前提條件。我國對霓虹燈電子變壓器的研究和生產(chǎn)始于20世紀(jì)80年代中后期，當(dāng)時霓虹燈電子變壓器屬第一代，它們有以下缺點：

1、輸出功率不足：配用電子變壓器的霓虹燈亮度偏暗，負(fù)載燈管的長度有限，燈管的密度較低，不能滿足大型霓虹燈廣告牌的需求。
2、顯示亮度不均勻：因為恒流特性差。
3、工藝結(jié)構(gòu)欠佳：只作了適當(dāng)?shù)姆浪莱碧幚恚饕m用于室內(nèi)場合，密封性不足導(dǎo)致不能露天使用。
4、電磁干擾偏大：不能滿足E M C要求。

二、霓虹燈電子變壓器的改良

20世紀(jì)90年代后期，商業(yè)廣告等霓虹燈市場進(jìn)一步繁榮，市場需求更強(qiáng)勁增長，霓虹燈管的制作技術(shù)進(jìn)一步提高，霓虹燈工程的施工經(jīng)驗得到不斷總結(jié)和完善，同時期開關(guān)電源相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用更加成熟，質(zhì)優(yōu)價廉的電子零件不斷涌現(xiàn)，促使更多的公司研究開發(fā)和完善霓虹燈電子變壓器，在它關(guān)鍵技術(shù)(高壓絕緣、散熱、電磁屏蔽及防水)上作出改進(jìn)，提高電路可靠性，延長其使用壽命，改良后的霓虹燈電子變壓器以下性能得到提升；
　A、為霓虹燈提升供啟動和正常工作所需要的電壓和電流。
　B、具有完善的保護(hù)功能；如開路(超載)保護(hù)、短路保護(hù)、過
熱(過流)保護(hù)等。
　C、符合有關(guān)的安全認(rèn)證：如UL認(rèn)證、CE認(rèn)證等。
　D、具有防潮濕、防雨水和防灰塵等防護(hù)功能。
　目前霓虹燈電子變壓器基本采用電壓反饋式半橋逆變電路。

三、第二代霓虹電子變壓器

霓虹燈的應(yīng)用范圍除廣告照明外，在建筑物(如樓體及道路橋梁)夜景照明、藝術(shù)裝飾、信號標(biāo)志及舞臺燈光照明等方面均有廣闊的前景。半導(dǎo)體電子技術(shù)的發(fā)展，新材料如三基色熒光粉等的使用，霓虹燈電子變壓器也得到進(jìn)一步推廣使用。市場的廣闊前景引導(dǎo)更多的企業(yè)投入更大的人力物力研究和改善提高霓虹燈電子變壓器的性能，特別是電腦控制技術(shù)的完善，如七彩漸變掃描技術(shù)的推廣應(yīng)用，使與之匹配使用的電子變壓器性能上有質(zhì)的飛躍：

①減少啟動或關(guān)斷沖擊電流②采用軟開關(guān)(零電壓／電流開關(guān)一ZVS／ZCS)技術(shù)、APFC技術(shù)等。

目前霓虹燈電子變壓器的發(fā)展方向是①體積小型化、輕量、高效。②功率大、輸出電流大、功率因素高。市場上流行的有以下幾種：
　1、 交流有感系列：
①常規(guī)型，以輸出為主，適應(yīng)于廣告招牌等。
②小型機(jī)一負(fù)載長度為0.1-3m左右，分 0．1-1m、0．1-2m、O．1-3m三種，適用廣告燈箱及城市燈光照明等變色控制。
　2、交流無感系列：輸出直流脈動高壓，可解決亮度不均勻問題，但對充汞燈管有極化現(xiàn)象，現(xiàn)在逐步減少使用。
　3、交流高亮／超高亮系列：(Ф15mm氖管或Ф20mm氖管負(fù)載)：
　以輸出10KV／40mA為主(Ф20氖管)，主要用于商業(yè)廣告及城市燈光照明、霓虹燈工程輪廓。
　　4、直流(低壓)系列：輸入為DCl2V±10％、DC24V±10％為主，較適合用于室內(nèi)裝飾工藝燈。
　　5、多功能型：通過改進(jìn)霓虹燈電子變壓器控制電路，可以增加
　其多種功能；聲光控型、自閃型、調(diào)光型、書寫型等，配用特殊人燈管還可以實現(xiàn)變色、滾絲等功能。

四、新型霓虹燈電子變壓器簡介

A、小型霓虹燈電子變壓器的電路設(shè)計上從以下幾方面考慮：
　　1、不接燈管負(fù)載不啟動，或停振、自動關(guān)閉。
　　2、短路自動保護(hù)，功耗僅1．5w左右。 ．
　　3、根據(jù)負(fù)載燈管長度自動調(diào)整功率，超載時減少輸出電流，實現(xiàn)保護(hù)功能因而它在安裝使用上有以下優(yōu)點：
?、賰r格低、體積小，輸出電壓低，連接引線短，對環(huán)境的電磁干擾小。
?、趯^緣的要求降低，可減少高壓打火等危險事故發(fā)生，從而提高安全性。
?、鄱嘀恍⌒蜋C(jī)聯(lián)用，可以加大燈管密度，避免高頻高壓使用時因電流不恒定導(dǎo)致的"兩端亮中間暗"現(xiàn)象。
?、芨子谄卟蕽u變掃描等控制，因而較適用于"城市亮化"工程中的燈光護(hù)欄，變色、廣告輪廓等使用場合。

B、交流高亮／超高亮系列的特點是功率大、輸出電流大、功率因數(shù)高

電路設(shè)計時增加了功率因數(shù)提升電路、去諧波電路及抗電磁干擾(EMI)措施，以減少對電網(wǎng)的污染、抑制來自電網(wǎng)的浪涌，按整流電路中有無大的直流濾波電解電容分為兩種；
?、匐娫措娐分杏写箅娊怆娙?，啟動或關(guān)斷時沖擊電流大，掃描控制時有可能不同步，使用壽命受到限制。
?、陔娫措娐分袩o電解電容，啟動或關(guān)斷時沖擊電流小、功率兇數(shù)很高(0．95以上)，恒流特性好，適用于彩漸變掃描等場合。

五、實際設(shè)計制作時幾方面改進(jìn)

l、提高它的頻率，一般采用雙極型晶體管，開關(guān)頻率可達(dá)幾十千赫，如果采用MOSEET，則可達(dá)幾百千赫，一方面可以減小所使用儲能元件如：電容、電感或變壓器的體積，另一方面可以提高霓虹燈的發(fā)光效率。

2、采用復(fù)合電路，兩只或三只三極管并聯(lián)使用，多只儲能元件并用，以增大它的功率，增大它的輸出電流，提高它的功率因數(shù)。如10米超高亮機(jī)；輸入功率150W／230W、輸出電流40mA／60mA、功率因數(shù)0.955；

3、整個霓虹燈電子變壓器采用全環(huán)氧樹脂灌封，經(jīng)抽真空和烘烤后，可防水，適于室內(nèi)外使用；

4、精選電子元件，盡量減少元件，設(shè)計時要考慮一定余量，如濾波電容用2只耐壓250V的串聯(lián)，選用105℃型成品機(jī)經(jīng)足夠時問老化后篩選，從而提高它的可靠性和使用壽命；

5、選擇先進(jìn)的PCB LAYQUT技術(shù)，采用計算機(jī)輔助設(shè)計和控制，模擬它的最簡結(jié)構(gòu)和最佳工作狀態(tài)，在電路中增加EMI濾波電路、去除諧波電路和屏蔽接地裝置，有效降低電磁干擾；

6、增加完善保護(hù)功能，提高其耐久性、安全性；

7、改善散熱設(shè)計，加裝散熱片和散熱板，采用導(dǎo)熱性能好的灌封材料及填充料、改進(jìn)灌封工藝，提高其耐熱性；

8、使用新材料，如阻燃材料、硅橡膠高壓線，新型磁材、新型電容器，新型功率開關(guān)器件，以適應(yīng)不同的環(huán)境溫度和地區(qū)：

9、引用制造新技術(shù)新工藝，如使用無鉛焊接技術(shù)以減少對環(huán)境的污染；

10、引進(jìn)、制定新標(biāo)準(zhǔn)；將有關(guān)技術(shù)指標(biāo)、測試方法等標(biāo)準(zhǔn)