CN2131269Y - 霓虹灯电子变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种与各类霓虹灯配用的高频 高压电源，它包括整流电路、启动电路、自激振荡电 路、恒流整形电路和高压形成电路。它具有较高的功 率因数，较低的自身损耗及恒流稳压特性。因此当电 源电压变化时，对霓虹灯亮度的影响较小，可实现负 载开路、短路的全自动保护功能，弥补了常用的干式 霓虹灯变压器在性能上的不足。它不但可与各类霓 虹灯配用，还可作为高压电源使用，应用于电工、医 疗、测量等技术领域。

Description

本实用新型涉及一种与各类霓虹灯配用的高频高压电源——霓虹灯电子变压器。

常见的霓虹灯***是由一定数量的霓虹灯管与变压比很高的干式感应升压变压器组成。这一高电压一般都在13－17千伏，霓虹灯在这一高电压作用下产生辉光放电而点燃。由于工频频率低，对电极与气体的激活能力很差，所以要求必须有很高的电压才能点燃，且消耗较多的电能。这样，要求变压器必须有较硬的外特性。另外，由于升压比太高（一般在六、七十以上），所以输出的高压对电网电压的波动特别敏感，直接影响霓虹灯的亮度与点燃。在运行中，初级线圈的等效电感较大而使变压器的功率因数极低（约0.3左右）。生产此种变压器除消耗大量的有色金属与特种钢材及高压绝缘等问题外，它的使用也给电网带来了极大的无功负担。

本实用新型的目的是设计一种可使霓虹灯容易点燃，亮度稳定，且具有较低的损耗，较高的功率因数，开路短路全功能自动保护，安全可靠的霓虹灯变压器。

本实用新型包括整流电路、启动电路、自激振荡电路、恒流整形电路和升压电路；连接市电的桥式整流电路，经由电阻R_1－2、电容C₃及触发二极管D₅构成的启动电路，至自激振荡电路的开关三极管T₁发射极和T₂基极；自激振荡电路是由开关三极管T₁、T₂和电流互感器CT组成，电流互感器CT的线圈Ⅰ首端与开关三极管T₁基极相接，电流互感器CT的线圈Ⅱ尾端连T₂的基极，电流互感器CT线圈Ⅲ首端与T₁发射极、T₂集电极及CT线圈Ⅰ尾端相接；电流互感器CT线圈Ⅲ尾端连恒流整形电路的升压变压器TP初级线圈LⅠ一端，初级线圈LⅠ另一端接两串联的电容C₁、C₂的中点，串联后的两电容C₁、C₂并接到开关三极管T₁集电极和T₂发射极，高压形成电路的升压变压器TP次级线圈LⅡ两端至高压输出端子；所说的升压变压器TP铁芯为口字形锰淦氧软磁体，初级线圈LⅠ和次级线圈LⅡ分别缠绕到口字形磁芯的两侧。

本实用新型具有较高的功率因数，较低的自身损耗及恒流稳压特性。因此当电源电压变化时，对霓虹灯亮度的影响较小，可实现负载开路、短路的全自动保护功能，弥补了常用的干式霓虹灯变压器在性能上的不足。它不但可与各类霓虹灯配用，还可作为高压电源使用，应用于电工、医疗、测量等技术领域。

附图为本实用新型的电路原理图。

下面结合附图进一步描述：工频交流电或相应的直流电（以下略去相应直流电），经电源端子和保险丝RD加到由D₁－D₄组成的桥式整流电路进行全波整流。整流后的直流电压加在由R₁、R₂、C₃、D₅组成的启动电路上，C₃经R₁开始充电。当C₃的上端电压上升到D₅的触发值时，D₅导通并把该电压加至开关管T₂的基极，T₂饱和导通，A点为零电平。直流电正端通过C₁、变压器T_P的初级线圈LⅠ、电流互感器CT的线圈Ⅲ、开关管T₂对地导通，C₁充电、C₂放电，完成T₂的启动开通。T₂启动开通电流流过CT的线圈Ⅲ时，线圈Ⅰ感应出一个上正下负的电压，该电压足以使T₁饱和导通，同时线圈Ⅱ感应出一个上负下正的电压，该电压足以使T₂关死。CT在这里通过线圈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之间互感作用，起到了使已导通管关死，已关死的导通的作用，配合开关管T₁、T₂共同组成自激振荡电路。T₁导通T₂关死后，直流电正端通过T₁、线圈Ⅲ、变压器初级线圈L₁、C₂对地导通，A点为高电平，C₂充电C₁放电，完成一个振荡周期。（T₂导通时，A点为零电平，C₁充电，C₂放电；T₁导通时，A点为直流正电源电压C₂充电，C₁放电）。在这一个振荡周期里，流过T_P初级线圈LⅠ的电流刚好相反，且该电流在一个由T_P初级线圈电感LⅠ和C_1－2串联组成的二阶网络中流过，使脉动电流正弦化，组成了恒流整形电路。因此T_P的次级L₂有比较理想的正弦波电压输出。只要升压电路——即升压变压器T_P有一合适的变压比，T_P的次级LⅡ即可有高频高压正弦交流电输出，以满足负载的需要。

负载开路短路的保护功能是利用电路自身结构特点完成的：当负载开路时，T_P的初级线圈等效电感极大，L₁的等效阻抗也极大，使得T₂的启动开通电流极小，这样在Ⅰ、Ⅱ中的感应电压也极低且不足以推动T₁、T₂导通或关闭，而不能形成振荡，这样T_P的次级线圈L₂也就没有电压输出。当负载短路时，相当于T_P的次级线圈L₂短路，阻抗为零，即相当于T_P的初级线圈LⅠ为直通，其电感为零，其与C₁、C₂组成二阶电路，其时间常数τ＝2πLC式，因L→0，而τ→0故不能产生振荡。所以T_P的次级线圈L₂也没有电压输出，起到了短路的自动保护作用。必须适当确定LⅠ和C₁、C₂的值才能确保开短路保护功能的可靠。

所说的升压变压器TP的初级线圈匝数为50－300，次级线圈LⅡ匝数为2000－6000；电流互感器CT线圈Ⅰ的电感量为0.04－0.12mH，线圈Ⅱ的电感量为0.04－0.12mH，线圈Ⅲ的电感量为0.02－0.1mH。

Claims (2)

1、一种霓虹灯电子变压器，具有升压线圈，其特征在于它包括整流电路、启动电路、自激振荡电路、恒流整形电路和升压电路；连接市电的桥式整流电路，经由电阻R_1-2、电容C₃及触发二极管D₅构成的启动电路，至自激振荡电路的开关三极管T₁发射极和T₂基极；自激振荡电路是由开关三极管T₁、T₂和电流互感器CT组成，电流互感器CT的线圈Ⅰ首端与开关三极管T₁基极相接，电流互感器CT的线圈Ⅱ尾端连T₂的基极，电流互感器CT线圈Ⅲ首端与T₁发射极、T₂集电极及CT线圈Ⅰ尾端相接；电流互感器CT线圈Ⅲ尾端连恒流整形电路的升压变压器TP初级线圈LⅠ一端，初级线圈LⅠ另一端接两串联的电容C₁、C₂的中点，串联后的两电容C₁、C₂并接到开关三极管T₁集电极和T₂发射极，高压形成电路的升压变压器TP次级线圈LⅡ两端至高压输出端子；所说的升压变压器TP铁芯为口字形锰淦氧软磁体，初级线圈LⅠ和次级线圈LⅡ分别缠绕到口字形磁芯的两侧。

2、按照权利要求1所述的霓虹灯电子变压器，其特征在于所说的升压变压器TP的初级线圈匝数为50－300，次级线圈LⅡ匝数为2000－6000；电流互感器CT线圈Ⅰ的电感量为0.04－0.12mH，线圈Ⅱ的电感量为0.04－0.12mH，线圈Ⅲ的电感量为0.02－0.1mH。