專利名稱：霓虹燈電子變壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子產品。
現有的霓虹燈電子變壓器主要由電子電路和高壓包兩部分構成，將這兩部分完全塑封在一個外殼里。由于電子電路受器件選擇影響，可靠性差；高壓包和電子電路塑封在一起，散熱條件差，帶負載能力低，破損率高，一旦損壞無法更換；在安裝維護上只能采用無序安裝方法，因而缺乏規范化。
本實用新型的目的在于提供一種可靠性好，帶負載能力強，利于安裝維護的集成式的霓虹燈電子變壓器；利于可持續發展。
本實用新型的特點是在保留原有高壓包的基礎上采用模塊化技術，集成安裝方法和加大高頻電源功率的技術方案。在一個總的發明構思下面設計二種霓虹燈電子變壓器。
一種方案為“一拖一”式的集成。將電子電路和高壓包分別模塊化，然后集成安裝。一個電子電路拖動一個高壓包。此種方案也可根據用戶需要，在同一產品中裝入4組、8組或更多組的“一拖一”的電子電路和高壓包，形成系列產品。
另一種設計方案為“一拖多”的形式。這種方案是在“一拖一”的基礎上對電力電子電路進一步集成，設計成功率不同的高頻功率電源。一個電源可以拖動多個，幾十個，甚至上百個高壓包。這是一種可持續發展的專用技術。
以下結合附圖詳細敘述本實用新型的內容。


圖1為本實用新型“一拖一”單元電路的工作原理圖；圖2為本實用新型“一拖一”單元電路中的保護電路[40]和自激電路[50]；圖3為本實用新型“一拖一”單元電路框圖；圖4為本實用新型“一拖一”集成電路框圖；圖5為本實用新型“一拖一”集成產品結構示意圖；圖6為本實用新型“一拖多”集成電路框圖；圖7為本實用新型“一拖多”的大功率高頻電源主電路[70]原理圖；圖8為本實用新型“一拖多”的大功率高頻電源的他激和保護電路圖。
本實用新型“一拖一”的單元電路如圖1所示，由整流電路[20]、逆變電路[30]、保護電路[40]和高壓包G四部分構成。整流電路包括整流橋QL和濾波電容C00；逆變電路以晶體管T1、T2和電容C1、C2組成的“半橋”電路為主(D6和D7為續流二極管)，另外有電流反饋磁環CH和自激電路[50]。自激電路[50]和保護電路[40]見圖2。自激電路[50]中電阻R1、R8、R2和電容C2為上電后的充電回路，通過DB3(雙觸發二極管)向晶體管T2提供一鋸齒波，待自激后，二極管D5將鋸齒波取消；自激頻率的大小決定于電容量C1和一次線圈W1的電感量L。保護電路[40]，例如當負載開路，反饋電壓由1、2兩點輸入，超過穩壓管DW1的穩壓區，則晶閘管1CT導通，觸發晶閘管2CT，2CT又觸發晶閘管3CT，使晶體管T2停振；二極管D1～D4將反饋電流整流，促使磁環CH飽合。保護電路[40]用來保護高壓包的輸出“開路”和電路的過載，使電路停止振蕩，待斷電檢修后再重新啟動；高壓包采用Φ16的高導磁鐵心，并外加高壓整流橋，線圈W1的匝數為75-90匝，W2為2800-3800匝。
圖3是按著圖1的原理電路簡化成的電路框圖，把整流電路、逆變電路和保護電路三部分電路塑封為一個模塊M，將高壓包也塑封為模塊G，將這兩個模塊分別放置。模塊化以后，按圖4所示將每一路的M和G模塊進行集成安裝。圖4是4路集成，也可有8路和16路等集成。
圖5是4路“一拖一”集成式霓虹燈電子變壓器除去殼體的外形結構，其中單元電路模塊M和高壓包模塊G均置于鐵制的外殼之內(模塊G也可在外殼之外靠近霓虹燈接裝)，輸入為單一220V、50HZ電源，輸出為4路，每路可負載1-12米的明管霓虹燈。如想使各路的霓虹燈閃動，可控制“控制引線F”的接通和斷開，不必直接控制220V電源，只需控制模塊M的輸出線(或控制晶體管T2的基極)即可；這樣切斷電流小，而且避免了接通220V電源的瞬間所引起的過大充電電流問題。
本實用新型的另一種設計方案是“一拖多”集成霓虹燈電子變壓器，其電路框圖如圖6所示，一個M可以拖動多個G，此種方案可設計出輸出為30KHz(或頻率可調)的大功率電源[70]，此種電源的輸出線(高頻低壓)經屏蔽可輸出至上百米，甚至更遠的距離。高壓包G可靠近霓虹燈管，故不必用高壓整流。為保護每個高壓包的斷路、過載和短路等故障，在電源與每個高壓包之間加入簡易的保護電路B，B是一個類似于圖1中的保護電路[40]，用可控硅作為無觸點開關；其作用相當于“一拖一”電源中的保護一樣，每個高壓包出故障時，逐個保護，以免一個高壓包出故障影響到全體。
圖7是“一拖多”大功率高頻電路的主電路[70]，振蕩的激勵電源是他激的，由幾個模塊組成。“一拖多”高頻大功率電源的主電路與“一拖一”單元電路的主電路相似，但其功率可大大增強，其輸入的整流電路可采用三相整流，輸入可達數千瓦，開關三極管采用IGBT(絕緣柵晶體管)，電路的頻率由電阻R′1、電容C0決定，電位計R′2和R′3分別限定和改變輸出電壓波形的“脈寬”。“一拖多”集成電源的他激電路和保護電路[60]如圖8所示。他激電路采用國產的脈寬調制器CW494，其輸出頻率可達10KHz-400KHz；本電源可采用30KHz。CW494的工作電源為15V，由管腳12和7引入，管腳14是片內基準源(+5V)的輸出；芯片內的兩個運算放大器，其輸入端分別是1、2和16、15，各接至7腳和14腳，則兩個運算放大器不參加工作；芯片的13腳接至14腳，則限定CW494工作在雙路輸出即管腳11、10和8、9各輸出相位相反、頻率相同的兩個方波驅動信號，并允許10mA輸出；芯片管腳5和6各接有電容C0和電阻R′1，它們將決定片內的鋸齒波頻率，從而決定輸出頻率，管腳4和3分別接到電位計R′2和R′3的滑動端，用以改變輸出方波的脈寬，前者限定脈寬，即“死區”，后者可調節脈寬。絕緣柵晶體管IGBT的驅動電路采用2片EXB-841，其作用是接受CW494的驅動信號(管腳15、14)，且片內有光電隔離，將輸入的驅動信號轉變成+15V和-9V的方波，以便使IGBT充分的飽和和截止，并保護IGBT的過電流。圖8中的RG是IGBT柵極電阻，應適當選擇，防止IGBT沖擊電流過大。“一拖多”大功率電源的外殼結構為強迫空氣冷卻一般電源結構。
本實用新型“一拖一”的實施例如圖1，所選元件為
電解電容C00＝47μ，450ν；C11、C12330n，630V；二極管D6、D7FR107；晶體管T1、T2C4953；CHΦ10磁環；W均為4匝；Wn40匝； W1＝75-90匝；W2＝2800-3800匝；高壓包鐵心Φ16。
本實用新型“一拖多”的實施例如圖7、圖8。
圖7所選元件為C00470μ，，630V；R0020K，2W；C33、C442.2μ，630V×4；T1、T2BUP304×4；R′1＝R′2＝R′3＝10K，1/4W；Rz20K，2W。
圖8所選元件為Rb1K，1/4W；W215V，1/2W穩壓管；W127V，1/2W穩壓管； C3、C4100μ，50V；D11、D12FR107；RG80Ω，1/2W ； Co0.22μ，50V；R′1＝10K，1/2W；CW494脈寬調制器；EXB-841富士(或三菱M57962)，IGBT驅動器。
本實用新型的霓虹燈電子變壓器具有效率高，節能效果好，防水、防潮，可靠性大大增強，安裝規范化，利于維護，可適用于中、大規模霓虹燈工程等優點；是霓虹燈工業中可持續發展的一種新技術。
權利要求1.一種包含高壓包在內的霓虹燈電子變壓器，其特征在于將電子電路和高壓包分別模塊化，然后集成安裝；電子電路由整流、逆變和保護電路三部分組成，整流電路包括整流橋QL和濾波電容C0，逆變電路以晶體管T1、T2和電容C1、C2組成的半橋電路為主，另有電流反饋磁環CH和自激電路，自激電路中電阻R1、R8、R2和電容C2為上電后的充電回路，通過雙觸發二極管DB3向晶體管T2提供一鋸齒波，待自激后，二極管D5將鋸齒波取消；高壓包采用高導磁鐵心外加高壓整流橋。
2.如權利要求1所述的霓虹燈電子變壓器，其特征在于所說的自激電路的自激頻率的大小決定于電容C1和一次線圈W1和二次線圈W2的等效電感量L。
3.如權利要求1、2所述的霓虹燈電子變壓器，其特征在于所說的高壓包中W1的匝數為75-90匝，W2的匝數為2800-3800匝。
4.如權利要求3所述的霓虹燈電子變壓器，其特征在于所說的高壓包塑封為模塊后自然散熱。
5.如權利要求3所述的霓虹燈電子變壓器，其特征在于所說的集成安裝是將每一路的M和G模塊進行集成安裝，在同一產品中也可以裝入4組、8組或更多組的M和G模塊。
6.如權利要求5所述的霓虹燈電子變壓器，其特征在于該變壓器是通過控制“控制引線F”的接通和斷開實現霓虹燈的閃動。
7.一種包含高壓包在內的霓虹燈電子變壓器，其特征在于其電子電路為一大功率高頻電源，一個電子電路拖動多個高壓包，其大功率高頻電源是他激的振蕩激勵電源，由幾個模塊組成，包括他激電路和保護電路[60]，其輸入的整流電路是單相或三相整流，開關三極管采用IGBT。
8.如權利要求7所述的霓虹燈電子變壓器，其特征在于所說的他激電路采用脈寬調制器CW494，CW494的工作電源為15V由管腳12和7引入，管腳14是片內基準源(+5V)的輸出；芯片內的兩個運算放大器，其輸入端分別是1、2和16、15，各按至7腳和14腳，芯片的13腳接至14腳，管腳11、10和8、9各輸出相位相反頻率相同的兩個方波驅動信號，并允許10mA輸出，芯片管腳5和6各接有電容C0和電阻R′1，管腳4和3分別接到電位計R′2和R′3的滑動端，IGBT的驅動電路采用2片EXB-841(或M57962)。
9.如權利要求7、8所述的霓虹燈電子變壓器，其特征在于所說的大功率高頻電源的他激和保護電路[60]的電阻RG是IGBT柵極電阻，阻值要適當選擇，防止IGBT沖擊電流過大。
專利摘要一種霓虹燈電子變壓器,包括電子電路和高壓包二部分。一種形式為一個電子電路拖動一個高壓包;另一種形式為電子電路是一個大功率高頻電源,可拖動多個高壓包,將電子電路和高壓包分別模塊化或集成化,然后集成安裝。此種集成式霓虹燈電子變壓器具有效率高、節能效果好、防水、防潮、可靠性強、安裝規范化、利于維護等優點,并可用于中、大規模霓虹燈工程;是霓虹燈工業當中可持續發展的一種技術。
文檔編號H05B41/14GK2296106SQ9721553
公開日1998年10月28日 申請日期1997年4月28日 優先權日1997年4月28日
發明者王振強, 佟玉鵬, 王家純 申請人:王振強