霓虹燈電子變壓器

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70年代出現(xiàn)了世界性能源危機后，許多公司致力于新型節(jié)能電光源(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90年代后期，商業(yè)廣告等霓虹燈市場進一步繁榮，市場需求更強勁增長，霓虹燈管的制作技術(shù)進一步提高，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，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、具有完善的保護功能；如開路(超載)保護、短路保護、過
熱(過流)保護等。
??? 　C、符合有關(guān)的安全認證：如UL認證、CE認證等。
??? 　D、具有防潮濕、防雨水和防灰塵等防護功能。
??? 　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6KV@20MA/30KHz為主，適應(yīng)于廣告招牌等。
??? ②小型機一負載長度為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、不接燈管負載不啟動，或停振、自動關(guān)閉。
　　2、短路自動保護，功耗僅1．5w左右。??? ．
　　3、根據(jù)負載燈管長度自動調(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。
? 　②對絕緣的要求降低，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；
??? 　①電源電路中有大電解電容，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。
??? ?、?a target="_blank">電源電路中無電解電容，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

???? l、提高它的頻率，一般采用雙極型晶體管，開關(guān)頻率可達幾十千赫，如果采用MOSEET，則可達幾百千赫，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；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、選擇先進的PCB LAYQUT技術(shù)，采用計算機輔助設(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、制定新標準；將有關(guān)技術(shù)指標、測試方法等標準化，以指導(dǎo)生產(chǎn)、服務(wù)用戶。

?六、結(jié)語

???? 進入21世紀，綠色環(huán)保照明才是人類的追求，在霓虹燈電子變壓器中推進電磁兼容(EMC)技術(shù)、APFC技術(shù)、軟開關(guān)(ZVC&ZCS)技術(shù)等及新材料的應(yīng)用和發(fā)展；在減少環(huán)境污染、電磁干擾及提高功率因數(shù)、提高亮度，可靠性等方面作出改進，完善霓虹燈電腦控制技術(shù)，使霓虹燈電子變壓器更易于七彩漸變掃描等控制及符合相關(guān)國家安全標準，節(jié)能環(huán)保型霓虹燈電子變壓器乃大勢所趨，現(xiàn)在中國的有關(guān)生產(chǎn)廠家及公司都在努力研究和改進，相信不久的將來會有突破性進展，涌現(xiàn)出各種適應(yīng)國際國內(nèi)高、中、低端市場需求的霓虹燈電子變壓器。