霓虹燈電子變壓器的設計
發布時間:2019-07-13 17:18:52來源:
常見漏磁式霓虹燈變壓器功率高達450VA,功率因數僅為0.5,重量大于10kg,雖然具有工作穩定可靠,負載能力強(可帶12亦11- 12霓虹燈管),恒流能力強可帶卜12m范圍內的霓虹燈管),但缺點也很突出,主要是能耗大、功率因數低、體積大、重量重、價格高。在電力資源日益緊張的今天,傳統的漏磁式霓虹燈變壓器正被能耗低、體積小、重量輕的電子式霓虹燈變壓器所取代電子式霓虹燈變壓器一般6m的功耗不大于80VA,12m的功耗不大于150VA,比較漏磁式霓虹燈變壓器節電效果明顯,功率因數可高達0. 9以上,在大型霓虹燈工程中能大幅度節約電力資源,同時還具有重量輕、體積小等優點,方便安裝維護。但也有缺點,主要是可靠性差、亮度低、恒流性能弱,可靠性問題比較為突出。本文從性價比及可靠性兩方面考慮市場上逐漸成為主流的6~8m電子式霓虹燈變壓器的設計,主要考慮關鍵部件設計、器件優選和易損器件的保護,以期提高可靠性和性價比2電子線路及工作原理21霓虹燈電子變壓器電子線路及工作原理霓虹燈電子變壓器電子線路如所示工作原理為:220V交流電經A整流、CDC2濾波后變成直流電,供給后面的振蕩線路,C2和C3聯接點的電壓在155V左右,R,R2穩定155V電壓。A是1A的保險絲,起短路及大電流保護作甩R,C,消除交流電高頻干擾振蕩起振線路由R5,R6,C4,A和A構成,310V直流電經R5,凡對C4充電,當C4電壓上升到某一個值時,觸發二極管D7導通,使得三極管T2基極與發射極得到正向偏置電壓而導通,注意沁的功率要有2W振蕩主線路由r,1|,12,13,沁和凡組成,由于起振線路的觸發使得7'2導通,一旦r2導通,C3通過b初級、L3和r2放電,和L3繞在同一個高頻鐵氧體磁芯上,且同名端如所示,由于有電流流過L3,和上感應電壓使得r2由導通變為截止,而T1由截止變為導通一旦T1導通,C2通過T1,L3和B的初級放電,此時通過乙和B的初級的放電電流的方向與先前正好相反,導致T1由導通變為截止,而T2由截止變為導通,如此周而復始,使電路產生振蕩。R8,R9分別是三極管T1,T2基極限流保護電阻,A的作甩是把觸發起振后C4上依舊存在的充電電壓釋放掉,R10和C6有保護T1,7;三極管和改善波形的作甩'1,乃5,民5,1及3只構成過流及開路保護線路,R4是過流電壓取樣電阻,C1的作用是使得保護電路工作可靠,C5可消除干擾信號及開機保護,一旦出現過流,保護線路工作,單向可控硅SCR導通,振蕩線路停振不工作,保護T1T2保護線路一旦起作用,待故障排除后,重新開機才能恢復正常工作。
22功率管的選擇霓虹燈電子變壓器出現故障大多數原因是功率管損壞,功率管的選擇直接關系到霓虹燈電子變壓器的可靠性,用線路不同m功率管帶不同長度霓虹燈管做比較試驗,結果如表1所示表中負載是Y12霓虹燈管,全亮電壓電流是指霓虹燈電子變壓器剛好使整個負載長度都點亮時的輸入交流電壓/電流,而正常亮度電壓電流指霓虹燈電子變壓器使整個負載長度都達到正常亮度時的輸入交流電壓/電流,正常亮度由目測主觀確定13005無法點亮7m霓虹燈管表1不同功率管點亮不同長度霓虹燈管比較試驗負載全亮正常亮度240V電流Ti巧型號長度電壓/電流從表1可以得出結論:即不同的功率管帶負載的能力是不一樣的,隨著負載長度的增加霓虹燈電子變壓器的全亮電壓電流及正常亮度電壓電流均增加,D1403,BU50BUT11A都具有帶卜8m負載的能力,即使D1403與BU508混合使用,其全亮及正常亮度電壓電流也沒有多大改變,輸入電壓高達240V時電子變壓器也能正常工作。
23輸出變壓器B輸出變壓器B直接決定霓虹燈電子變壓器的可靠f性涉及輸出變壓器的材料繞法及封裝工藝輸出變壓器選用QZ-2高強度聚脂漆包線,MXD- 2000鐵氧體材料UY10及UY14鐵芯,槽繞骨架,環氧樹脂封裝變壓器的輸入繞組為Y0.5,輸出繞組為Y0.11漆包線試驗線路同上,改變變壓器輸入繞組、輸出繞組匝數,試驗結果如表2所示試驗中發現UF10與UF14不同尺寸磁芯對試驗結果沒有影響,自然選擇價廉的UF10選擇輸入繞組匝數/輸出繞組匝數為100/2875,能帶8m負載,亮度均勻,起始全亮電壓為180V,帶6m負載時起始全亮電壓為170V,效果為比較隹且輸入繞組匝數從90~ 110,輸出繞組匝數從2850~2900,對試驗結果沒有明顯影響表2變壓器不同輸入,輸出繞組對性能的影響輸入繞組匝數輸出繞組匝數試驗結果輸入繞組匝數輸出繞組匝數試驗結果能帶8m負載,亮度均勻8m負載能亮,但亮度暗,6m負載正常工作能帶8m負載,但亮度變暗僅能帶6m負載能帶8m負載,亮度更暗均不工作作不能帶8m負載24負載長度變化對電子變壓器的影響僅考慮輸出變壓器輸入繞組匝數牖出繞組匝數為100/2875時的情況,線路依然是線路,改變12霓虹燈管長度,發現當負載長度大于9m時,霓虹燈管不能全亮,而當負載長度在2~ 8m變化時,霓虹燈電子變壓器能正常可靠工作,當輸入電壓為220V時,工作電流如所示從中可知當負載長度從4m減少到2m時工作電流反而逐漸增力1 25L1L2L3匝數及R8R9阻值對性能的影響線路依然用線路,輸出變壓器匝數為100/2875,L1L2L3繞制在MXD-2000磁芯材料的10(5磁環上,改變LiL2L3匝數及RSR9阻值,帶8m負載,輸入交流電電壓逐漸增加,比較起始工作時電壓,其值越小則認為L1L2L3匝數及RSR9阻值越合適結果如表3所示表3L匝數及阻值對性能的影響L1L2匝數L3匝數起始工作電壓/V均為3.30/1W,此時起始工作電壓為比較小值178V2 6保護線路的設計保護線路的設計直接影響霓虹燈電子變壓器的可靠十生霓虹燈在使用過程中難免會出現燈管破裂、燈頭線脫落、潮濕天氣高壓對地打火等異常現象,導致電子變壓器電流劇增,功率管發熱燒毀所以保護線路必須在電流大于某閥值時及時工作,保護功率管。試驗中用增加工作電壓的方法模擬增加的異常電流依然用線路,輸出變壓器匝數為100/2875,選擇L,L2匝數均為5匝,心匝數為8匝,阻值均為3. 3/1W,8m負載,改變R7的阻值,在確定的R7阻值情況下,輸入交流電電壓逐漸增加,觀察記錄起始保護線路工作時的電流,結果如表4所示當R7阻值確定后,起始保護動作僅與工作電流有關,與工作電壓及負載管長沒有關J系R7阻值越大,起始保護線路電流越大R7阻值取6:5幻,此時8m負載輸入電壓大于240V,起始保護電流500mA,5分鐘后起保試驗中發現不同功率管對R7取值很不相同,表4是BU508的結果,改用BUT11A,R7有大的改變即使同一型號功率管,不同廠家生產的R7也不相同。
表4R7阻值與起始保護電流的關系3使用情況及改進根據以上討論,設計的霓虹燈電子變壓器使用后發現可靠性明顯增加,即使全天候使用的情況下返修率已達到能接受的程度,特別是下雨使用時電子變壓器能可靠動作,第二天不下雨又能正常工作。同時發現氣溫升高和電子變壓器使用環境散熱差使得電子變壓器損壞率明顯增力加仔細分析原因是工作電流長時間超過正常值,但又沒有達到起始保護電流,使得功率管溫升過高燒毀凡阻值的下降調整可以降低起始保護電流,但會使電子變壓器保護線路過于敏感,影響正常使用。所以在保護線路增加正溫度系數開關型熱感電阻,當功率管溫升達到居里點時觸發保護線路工作,從而達到保護功率管的目的為進一步保護功率管,在功率管ce,be并聯IN4148和FR107二極管,防止ce,be間反向擊穿。另外C2C3耐壓由250V提高到275V,防止C2C3擊穿損壞