電子霓虹燈變壓器設計(圖)
上傳人:admin 上傳時間: 2008-01-07 瀏覽次數: 336 |
1 引言
隨著社會主義市場經濟的發展,伴隨著精神、物質文明建設的需要,對城市光亮美化的要求越來越高。霓虹燈作為商品宣傳的傳統手段已成為城鄉亮光工程的主要風景線之一,對其在數量上和質量上的要求亦相應提高,而為霓虹燈配套的變壓器也將成為城市亮光工程和商品宣傳中不可缺少的元件。
世界上第一支商業性霓虹燈的出現是在1910年,我國第一次制成的霓虹燈是在1927年。為霓虹燈配套的電感式霓虹燈變壓器,其生產技術仍沿用至今。它存在著耗電大(功率因數為0.5~0.6)、重量重(8~1kg)、體積大、壽命短(因為溫升高)等問題。尤其是耗電大的問題尤為嚴重,據了解北京市對電感式霓虹燈變壓器的年需要量為100萬臺。假設每臺變壓器每天平均使用4小時,則每年耗電量為190萬度(千瓦時),與功率因數為0.9的電子式霓虹燈變壓器比較,相當于一座中型發電站的電力被白白浪費了,就全國而言,浪費的電力更為嚴重。
從節能考慮霓虹燈變壓器的升級換代已成為當前急需解決的一個課題。電子式霓虹燈變壓器是升級換代比較理想的產品,與電感式產品比較,它具有節能(功率因數為0.9~接近于1)、重量約輕4倍左右、體積減小1/3、壽命長、具有燈管開路和短路的全自動保護功能及亮度不隨輸入市電電壓變化而改變等優點。
但是,目前市場上出現的許多種電子式霓虹燈變壓器還不夠理想。例如:基本上只能用于室內(因為是開放式結構)、亮度不夠高、自動保護系統的可靠性差和成本高等,技術經濟性已成為推廣應用它的主要障礙之一。
由于公開發表的技術專著較少,蔡祖泉同志的《霓虹燈原理與制造技術》一書是我國第一次全面論述霓虹燈和它的變壓器的原理與制造的技術著作,它對提高我國霓虹燈工業的技術水平起到了很大的作用。但是如何進行電子式霓虹燈變壓器的設計則論述較少。其他報刊發表的論文和專刊也只有具體的電路而未涉及如何進行設計的問題。本文對如何設計的問題進行一些探討。
2 電子式霓虹燈變壓器的負載特性
冷陰極霓虹燈是在燈管內的低氣壓惰性氣體被高壓擊穿后,產生輝光放電而發光。霓虹燈進入正常輝光放電狀態時,維持恒定放電電流的燈管壓降不很高,通常為一個恒定值。一個10m長的霓虹燈,一般起輝電壓約為15kV左右,燈管工作電壓約為8~10kv左右,工作電流約為20~60mA。適應霓虹燈這種工作特性的電源即俗稱漏磁變壓器的電感式霓虹燈變壓器。它實質上是一高漏抗變壓器,其伏安特性如圖1所示。
圖中曲線a是變壓器的負載特性曲線,曲線和橫軸的交點是變壓器的短路電流,它大于燈管的工作電流。曲線和縱軸的交點是變壓器輸出端的空載電壓,此電壓高于燈管的起動電壓。曲線b是冷陰極輝光放電霓虹燈的伏安特性曲線。曲線a、b的交點p就是霓虹燈的穩定工作點。
電子式霓虹燈變壓器和電感式產品一樣,也是一個高漏抗變壓器,其負載特性也是非線性的。但是它的起輝電壓、工作電壓和工作電流均比電感式的低一些,這是由于它的工作頻率高所決定的。
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