专利名称：霓虹灯电子变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子产品。
现有的霓虹灯电子变压器主要由电子电路和高压包两部分构成，将这两部分完全塑封在一个外壳里。由于电子电路受器件选择影响，可靠性差；高压包和电子电路塑封在一起，散热条件差，带负载能力低，破损率高，一旦损坏无法更换；在安装维护上只能采用无序安装方法，因而缺乏规范化。
本实用新型的目的在于提供一种可靠性好，带负载能力强，利于安装维护的集成式的霓虹灯电子变压器；利于可持续发展。
本实用新型的特点是在保留原有高压包的基础上采用模块化技术，集成安装方法和加大高频电源功率的技术方案。在一个总的发明构思下面设计二种霓虹灯电子变压器。
一种方案为“一拖一”式的集成。将电子电路和高压包分别模块化，然后集成安装。一个电子电路拖动一个高压包。此种方案也可根据用户需要，在同一产品中装入4组、8组或更多组的“一拖一”的电子电路和高压包，形成系列产品。
另一种设计方案为“一拖多”的形式。这种方案是在“一拖一”的基础上对电力电子电路进一步集成，设计成功率不同的高频功率电源。一个电源可以拖动多个，几十个，甚至上百个高压包。这是一种可持续发展的专用技术。
以下结合附图详细叙述本实用新型的内容。
图1为本实用新型“一拖一”单元电路的工作原理图；图2为本实用新型“一拖一”单元电路中的保护电路[40]和自激电路[50]；图3为本实用新型“一拖一”单元电路框图；图4为本实用新型“一拖一”集成电路框图；图5为本实用新型“一拖一”集成产品结构示意图；图6为本实用新型“一拖多”集成电路框图；图7为本实用新型“一拖多”的大功率高频电源主电路[70]原理图；图8为本实用新型“一拖多”的大功率高频电源的他激和保护电路图。
本实用新型“一拖一”的单元电路如图1所示，由整流电路[20]、逆变电路[30]、保护电路[40]和高压包G四部分构成。整流电路包括整流桥QL和滤波电容C00；逆变电路以晶体管T1、T2和电容C1、C2组成的“半桥”电路为主(D6和D7为续流二极管)，另外有电流反馈磁环CH和自激电路[50]。自激电路[50]和保护电路[40]见图2。自激电路[50]中电阻R1、R8、R2和电容C2为上电后的充电回路，通过DB3(双触发二极管)向晶体管T2提供一锯齿波，待自激后，二极管D5将锯齿波取消；自激频率的大小决定于电容量C1和一次线圈W1的电感量L。保护电路[40]，例如当负载开路，反馈电压由1、2两点输入，超过稳压管DW1的稳压区，则晶闸管1CT导通，触发晶闸管2CT，2CT又触发晶闸管3CT，使晶体管T2停振；二极管D1～D4将反馈电流整流，促使磁环CH饱合。保护电路[40]用来保护高压包的输出“开路”和电路的过载，使电路停止振荡，待断电检修后再重新启动；高压包采用Φ16的高导磁铁心，并外加高压整流桥，线圈W1的匝数为75-90匝，W2为2800-3800匝。
图3是按着图1的原理电路简化成的电路框图，把整流电路、逆变电路和保护电路三部分电路塑封为一个模块M，将高压包也塑封为模块G，将这两个模块分别放置。模块化以后，按图4所示将每一路的M和G模块进行集成安装。图4是4路集成，也可有8路和16路等集成。
图5是4路“一拖一”集成式霓虹灯电子变压器除去壳体的外形结构，其中单元电路模块M和高压包模块G均置于铁制的外壳之内(模块G也可在外壳之外靠近霓虹灯接装)，输入为单一220V、50HZ电源，输出为4路，每路可负载1-12米的明管霓虹灯。如想使各路的霓虹灯闪动，可控制“控制引线F”的接通和断开，不必直接控制220V电源，只需控制模块M的输出线(或控制晶体管T2的基极)即可；这样切断电流小，而且避免了接通220V电源的瞬间所引起的过大充电电流问题。
本实用新型的另一种设计方案是“一拖多”集成霓虹灯电子变压器，其电路框图如图6所示，一个M可以拖动多个G，此种方案可设计出输出为30KHz(或频率可调)的大功率电源[70]，此种电源的输出线(高频低压)经屏蔽可输出至上百米，甚至更远的距离。高压包G可靠近霓虹灯管，故不必用高压整流。为保护每个高压包的断路、过载和短路等故障，在电源与每个高压包之间加入简易的保护电路B，B是一个类似于图1中的保护电路[40]，用可控硅作为无触点开关；其作用相当于“一拖一”电源中的保护一样，每个高压包出故障时，逐个保护，以免一个高压包出故障影响到全体。
图7是“一拖多”大功率高频电路的主电路[70]，振荡的激励电源是他激的，由几个模块组成。“一拖多”高频大功率电源的主电路与“一拖一”单元电路的主电路相似，但其功率可大大增强，其输入的整流电路可采用三相整流，输入可达数千瓦，开关三极管采用IGBT(绝缘栅晶体管)，电路的频率由电阻R′1、电容C0决定，电位计R′2和R′3分别限定和改变输出电压波形的“脉宽”。“一拖多”集成电源的他激电路和保护电路[60]如图8所示。他激电路采用国产的脉宽调制器CW494，其输出频率可达10KHz-400KHz；本电源可采用30KHz。CW494的工作电源为15V，由管脚12和7引入，管脚14是片内基准源(+5V)的输出；芯片内的两个运算放大器，其输入端分别是1、2和16、15，各接至7脚和14脚，则两个运算放大器不参加工作；芯片的13脚接至14脚，则限定CW494工作在双路输出即管脚11、10和8、9各输出相位相反、频率相同的两个方波驱动信号，并允许10mA输出；芯片管脚5和6各接有电容C0和电阻R′1，它们将决定片内的锯齿波频率，从而决定输出频率，管脚4和3分别接到电位计R′2和R′3的滑动端，用以改变输出方波的脉宽，前者限定脉宽，即“死区”，后者可调节脉宽。绝缘栅晶体管IGBT的驱动电路采用2片EXB-841，其作用是接受CW494的驱动信号(管脚15、14)，且片内有光电隔离，将输入的驱动信号转变成+15V和-9V的方波，以便使IGBT充分的饱和和截止，并保护IGBT的过电流。图8中的RG是IGBT栅极电阻，应适当选择，防止IGBT冲击电流过大。“一拖多”大功率电源的外壳结构为强迫空气冷却一般电源结构。
本实用新型“一拖一”的实施例如图1，所选元件为
电解电容C00＝47μ，450ν；C11、C12330n，630V；二极管D6、D7FR107；晶体管T1、T2C4953；CHΦ10磁环；W均为4匝；Wn40匝； W1＝75-90匝；W2＝2800-3800匝；高压包铁心Φ16。
本实用新型“一拖多”的实施例如图7、图8。
图7所选元件为C00470μ，，630V；R0020K，2W；C33、C442.2μ，630V×4；T1、T2BUP304×4；R′1＝R′2＝R′3＝10K，1/4W；Rz20K，2W。
图8所选元件为Rb1K，1/4W；W215V，1/2W稳压管；W127V，1/2W稳压管； C3、C4100μ，50V；D11、D12FR107；RG80Ω，1/2W ； Co0.22μ，50V；R′1＝10K，1/2W；CW494脉宽调制器；EXB-841富士(或三菱M57962)，IGBT驱动器。
本实用新型的霓虹灯电子变压器具有效率高，节能效果好，防水、防潮，可靠性大大增强，安装规范化，利于维护，可适用于中、大规模霓虹灯工程等优点；是霓虹灯工业中可持续发展的一种新技术。
权利要求1.一种包含高压包在内的霓虹灯电子变压器，其特征在于将电子电路和高压包分别模块化，然后集成安装；电子电路由整流、逆变和保护电路三部分组成，整流电路包括整流桥QL和滤波电容C0，逆变电路以晶体管T1、T2和电容C1、C2组成的半桥电路为主，另有电流反馈磁环CH和自激电路，自激电路中电阻R1、R8、R2和电容C2为上电后的充电回路，通过双触发二极管DB3向晶体管T2提供一锯齿波，待自激后，二极管D5将锯齿波取消；高压包采用高导磁铁心外加高压整流桥。
2.如权利要求1所述的霓虹灯电子变压器，其特征在于所说的自激电路的自激频率的大小决定于电容C1和一次线圈W1和二次线圈W2的等效电感量L。
3.如权利要求1、2所述的霓虹灯电子变压器，其特征在于所说的高压包中W1的匝数为75-90匝，W2的匝数为2800-3800匝。
4.如权利要求3所述的霓虹灯电子变压器，其特征在于所说的高压包塑封为模块后自然散热。
5.如权利要求3所述的霓虹灯电子变压器，其特征在于所说的集成安装是将每一路的M和G模块进行集成安装，在同一产品中也可以装入4组、8组或更多组的M和G模块。
6.如权利要求5所述的霓虹灯电子变压器，其特征在于该变压器是通过控制“控制引线F”的接通和断开实现霓虹灯的闪动。
7.一种包含高压包在内的霓虹灯电子变压器，其特征在于其电子电路为一大功率高频电源，一个电子电路拖动多个高压包，其大功率高频电源是他激的振荡激励电源，由几个模块组成，包括他激电路和保护电路[60]，其输入的整流电路是单相或三相整流，开关三极管采用IGBT。
8.如权利要求7所述的霓虹灯电子变压器，其特征在于所说的他激电路采用脉宽调制器CW494，CW494的工作电源为15V由管脚12和7引入，管脚14是片内基准源(+5V)的输出；芯片内的两个运算放大器，其输入端分别是1、2和16、15，各按至7脚和14脚，芯片的13脚接至14脚，管脚11、10和8、9各输出相位相反频率相同的两个方波驱动信号，并允许10mA输出，芯片管脚5和6各接有电容C0和电阻R′1，管脚4和3分别接到电位计R′2和R′3的滑动端，IGBT的驱动电路采用2片EXB-841(或M57962)。
9.如权利要求7、8所述的霓虹灯电子变压器，其特征在于所说的大功率高频电源的他激和保护电路[60]的电阻RG是IGBT栅极电阻，阻值要适当选择，防止IGBT冲击电流过大。
专利摘要一种霓虹灯电子变压器,包括电子电路和高压包二部分。一种形式为一个电子电路拖动一个高压包;另一种形式为电子电路是一个大功率高频电源,可拖动多个高压包,将电子电路和高压包分别模块化或集成化,然后集成安装。此种集成式霓虹灯电子变压器具有效率高、节能效果好、防水、防潮、可靠性强、安装规范化、利于维护等优点,并可用于中、大规模霓虹灯工程;是霓虹灯工业当中可持续发展的一种技术。
文档编号H05B41/14GK2296106SQ9721553
公开日1998年10月28日 申请日期1997年4月28日 优先权日1997年4月28日
发明者王振强, 佟玉鹏, 王家纯 申请人:王振强