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，它的優點是可靠性與耐久性較高。缺點是體積大、耗電多、功率因數低、產生工頻噪音、不便于多功能顯示控制等。

20世紀70年代出現了世界性能源危機后，許多公司致力于新型節能電光源(如熒光燈交流電子鎮流器、霓虹燈電子變壓器等)的研究。半導體技術日新月異的飛速發展，各種作為開關管使用的高反壓大電流功率器件不斷出現，為霓虹燈電子變壓器的開發提供了前提條件。我國對霓虹燈電子變壓器的研究和生產始于20世紀80年代中后期，當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、工藝結構欠佳：只作了適當的防水防潮處理，主要適用于室內場合，密封性不足導致不能露天使用。
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進一步提高，霓虹燈工程的施工經驗得到不斷總結和完善，同時期開關電源相關技術的應用更加成熟，質優價廉的電子零件不斷涌現，促使更多的公司研究開發和完善霓虹燈電子變壓器，在它關鍵技術(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。半導體電子技術的發展，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更多的企業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的完善，如七彩漸變掃描技術的推廣應用，使與之匹配使用的電子變壓器性能上有質的飛躍：

①減少啟動或關斷沖擊電流②采用軟開關(零電壓／電流開關一ZVS／ZCS)技術、APFC技術等。

目前霓虹燈電子變壓器的發展方向是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常規型，以輸出6KV@20MA/30KHz為主，適應于廣告招牌等。
??? 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象，現在逐步減少使用。
? 　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、調光型、書寫型等，配用特殊人燈管還可以實現變色、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、自動關閉。
　　2、短路自動保護，功耗僅1．5w左右。??? ．
　　3、根據負載燈管長度自動調整功率，超載時減少輸出電流，實現保護功能因而它在安裝使用上有以下優點：
? 　①價格低、體積小，輸出電壓低，連接引線短，對環境的電磁干擾小。
? 　②對絕緣的要求降低，可減少高壓打火等危險事故發生，從而提高安全性。
? 　③多只小型機聯用，可以加大燈管密度，避免高頻高壓使用時因電流不恒定導致的"兩端亮中間暗"現象。
? 　④更易于七彩漸變掃描等控制，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、功率因數高

電路設計時增加了功率因數提升電路、去諧波電路及抗電磁干擾(EMI)措施，以減少對電網的污染、抑制來自電網的浪涌，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。
??? 　②電源電路中無電解電容，啟動或關斷時沖擊電流小、功率兇數很高(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光效率。

???? 2、采用復合電路，兩只或三只三極管并聯使用，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。如10米超高亮機；輸入功率150W／230W、輸出電流40mA／60mA、功率因數0.955；

????? 3、整個霓虹燈電子變壓器采用全環氧樹脂灌封，經抽真空和烘烤后，可防水，適于室內外使用；

???? 4、精選電子元件，盡量減少元件，設計時要考慮一定余量，如濾波電容用2只耐壓250V的串聯，選用105℃型成品機經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，采用計算機輔助設計和控制，模擬它的最簡結構和最佳工作狀態，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、改善散熱設計，加裝散熱片和散熱板，采用導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，新型功率開關器件，以適應不同的環境溫度和地區：

???? 9、引用制造新技術新工藝，如使用無鉛焊接技術以減少對環境的污染；

???? 10、引進、制定新標準；將有關技術指標、測試方法等標準化，以指導生產、服務用戶。

?六、結語

???? 進入21世紀，綠色環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、APFC技術、軟開關(ZVC&ZCS)技術等及新材料的應用和發展；在減少環境污染、電磁干擾及提高功率因數、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，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國家安全標準，節能環保型霓虹燈電子變壓器乃大勢所趨，現在中國的有關生產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，涌現出各種適應國際國內高、中、低端市場需求的霓虹燈電子變壓器。