电子式彩灯变电器的结构设计

　　1　前言

　　伴随着中国特色市场经济体制的发展趋势，随着着精神实质、物质文化基本建设的必须 ，对大城市明亮清理的需求愈来愈高。彩灯做为产品推广的传统式方式已变成城镇光亮工程项目的关键美景之一，对其在总量上和品质上的需求亦相对应提升，而为彩灯配套设施的变电器也将变成大城市光亮工程项目和产品宣传策划中不可以缺失的元器件。

　　全世界第一支盈利性彩灯的产生是在1910年，在我国第一次做成的彩灯是在1927年。为彩灯配套设施的电感式传感器彩灯变电器，其生产工艺仍沿用。它具有着耗电量大(功率因素为0.5～0.6)、净重重(8～1kg)、容积大、周期短(由于温高)等难题。尤其是耗电量大的情况非常比较严重，据统计北京对电感式传感器彩灯变电器的年需求量为一百万台。假定每台变电器每日均值应用4钟头，则每一年用电量为190万度(千瓦时)，与功率因素为0.9的电子式彩灯变电器较为，等同于一座中小型发电厂的电力工程被浪费了，就国内来讲，消耗的电力工程更为严重。

　　从环保节能考虑到彩灯变电器的更新换代已成为了当下迫切需要的一个课题研究。电子式彩灯变电器是更新换代较为满意的商品，与电感式传感器商品较为，它有着环保节能(功率因素为0.9～贴近于1)、净重约轻4倍上下、容积减小1/3、使用寿命长、具备led灯管引路和断路的自动式维护作用及色度不随键入电压工作电压改变而更改等优势。

　　可是，现阶段市場上出現的千百种电子式彩灯变电器还不够理想化。比如：大部分只有适用于房间内(由于是敞开式构造)、色度不是很高、全自动防护体系的可*能力差和成本费用高，技术性合理性已变成应用推广它的首要阻碍之一。

　　因为公布发布的技术性著作较少，蔡祖泉朋友的《霓虹灯原理与制造技术》一书籍是在我国第一次全方位阐述彩灯和它的电力变压器的工作原理与生产的技术性经典著作，它对增强在我国彩灯工业生产的技术实力具有了非常大的功效。可是怎样开展电子式彩灯变电器的设计构思则阐述较少。别的书报刊发布的毕业论文和专刊也仅有实际的电源电路而未涉及到怎样实现设计方案的难题。文中对怎样制定的情况开展一些讨论。

　　2 电子式彩灯变电器的负荷特点

　　冷阴极彩灯是在led灯管内的气压低稀有气体被髙压穿透后，造成电弧放电而发亮。彩灯进到一切正常电弧放电情况时，保持稳定充放电电流量的led灯管损耗不很高，一般 为一个稳定值。一个10m长的彩灯，一般起辉工作电压约为15kV上下，led灯管工作标准电压约为8～10kv上下，工作中电流量约为20～60mA。融入彩灯这类工作中特点的开关电源即别名漏磁变电器的电感式传感器彩灯变电器。它实际上是一高漏抗变电器，其光电流特点如图所示1所显示。

　　图上曲线图a是变电器的负荷特点曲线图，曲线图和横坐标的相交是电力变压器的短路容量，它超过led灯管的工作中电流量。曲线图和纵坐标的相交是变电器輸出端满载工作电压，此工作电压高过led灯管的启动工作电压。曲线图b是冷阴极电弧放电彩灯的光电流特点曲线图。曲线图a、b的相交点p便是彩灯的稳定工作点。

　　电子式彩灯变电器和电感式传感器商品一样，也是一个高漏抗变电器，其负荷特点也是离散系统的。可是它的起辉工作电压、工作标准电压和工作中电流量均比电感式传感器的低一些，这也是因为它的频率高所确定的。

　3　电子式彩灯变电器的设计方案

　　电子式彩灯变电器本质上是个开关电源电路，即220V电压经AC/DC/AC/转换成高过20kHz的高频率工作电压，键入到高频率变压器去启动彩灯，如果不考虑到商品的合理性，就非常非常容易设计方案，特性还可以做得非常好。可是那样制定出來的商品，成本费就会很高，没法进到销售市场。这也是电子式彩灯从技术上提升比较慢的直接原因。因而，务必在达到成本费要低并且特性更好的标准下开展设计方案，难度系数是挺大的。

　　3.1 以变电器为核心完成设计方案

　　设计方案开关电源电路时，一般全是以电源电路为核心完成设计方案，随后规定开关变压器达到电源电路的特性。假如使用这类设计方法就难以做到电子式彩灯变电器的规定。因此务必以变电器为核心完成设计方案，由于仅有高漏抗的变电器才可以达到彩灯的工作中特点，而电源电路则处在达到变电器漏抗规定的輔助影响力。

　　3.2 最好漏感设计方案

　　设计方案开关电源电路时，期待开关变压器的漏感不必很大，以防由漏感造成的顶峰工作电压毁坏开关管。可是，从电子式彩灯变电器的负荷特点得知，在最好led灯管工作中电流量下必须一个最好漏感。此漏感比一般开关电源电路变电器的漏感大很多，因为它的匝数有千余圈，漏感是与匝数的平方米正比的。 　　在设计方案电子式彩灯变电器时，最先应明确绕阻的漏磁构造，再依据输出功率挑选适宜的磁芯，但尽可能增加(计算方式与开关变压器同样)。随后依照变电器輸出满载电流和led灯管工作标准电压及其电源开关頻率明确漏抗，最终测算出漏感(测算出的漏感值不是精确的，必须历经试验多方面调整)。与此同时依据必须明确电源电路。

　　3.3 电源电路的挑选标准

　　各种各样单端和双端无工频变压器的开关电源电路形式均可作为电子式彩灯变电器的开关电源电路。可是需要达到成本费要低、特性更好的规定。因而设计方案时在考虑功能标准的条件下，电源电路务必简易，电子器件一定要少。

　　从电子式彩灯变电器的工作中特点(如顶峰工作电压高)等考虑到，一般选用半桥式较为适合。

　　3.4 开关管的安全工作区与变电器髙压线圈的绝缘层

　　电子式彩灯变电器由于漏感大、其顶峰工作电压>1000V，因而需要考虑到开关管阻隔工作电压的选用及缓存电源电路的测算，使开关管工作中在缓冲区。

　　电子式彩灯变电器輸出端满载工作电压达到十余kV，因而，务必高度重视高压低压绕阻间及与地间的绝缘层设计方案。理想化的绝缘层构造是选用环氧树脂胶注浆绕阻，注浆薄厚不可低于3mm。 以上2个设计方案阶段是增强商品可*性的确保，也是产品品质保障机制中的关键。

　　3.5 提升屏幕亮度的方式

　　色度低是大部分电子式彩灯变电器存在的不足，也是营销推广应用的阻碍之一。能够 考虑到从两层面开始完成设计方案。

　　1)增加功率。电感式传感器彩灯变电器的功率约为250W，电子式彩灯变电器因为頻率高，能够考虑到增加至130～180W(頻率低的输出功率可大一些，頻率高的可小一些)。

　　2)提升电源开关頻率。电源开关頻率能够 设计方案为20～80kHz。

　　从以上两层面改进之后，可能色度能够 从800～1100流明度提升至1500流明度，乃至高些。

　　4 结语

　　文中明确提出从五个层面开展电子式彩灯变电器的设计方案，在其中有工作经验和经验教训，也是有设计方案对策，不一定恰当，烦请不吝赐教。将来要深入分析的工作中还比较多，如：提升頻率能够 提升屏幕亮度的基本原理、利用软件开展模拟仿真便于从理论上提升设计方案水准、怎样提升电子式彩灯变电器引燃led灯管的长短(现阶段中国为12m)、怎样进一步营销推广应用等。

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