專利名稱：霓虹燈的高頻恒流電源變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種霓虹燈的高頻恒流電源變換器。
背景技術(shù)：
常用的霓虹燈的高頻恒流電源變換器由于采用電壓饋電雙變壓器拓 撲結(jié)構(gòu)(即電壓源供電結(jié)構(gòu))，當(dāng)變換器在啟動或輸出開路及輸入或輸出受 到異常干擾時，此類結(jié)構(gòu)無法限止開關(guān)管的瞬時過壓和過流而會導(dǎo)致變換 器的失效。此類結(jié)構(gòu)變換器的運(yùn)行頻率不易設(shè)定，且輸出為矩型波電壓驅(qū)
動霓虹燈管，這會產(chǎn)生由高次諧波引起的射頻電磁干擾(RFI)，具有以下缺 點(diǎn)
1，輸出功率低，使霓虹燈管亮度偏暗；
2，恒流特性差，在驅(qū)動不同長度的霓虹燈管時亮度不均勻； 3，電磁干擾偏大，干擾周圍的電子設(shè)備； 4，保護(hù)電路可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種霓虹燈的高頻恒流電源變換 器，它可以提高燈管亮度，延長燈管壽命，并降低由高次諧波輻射引起的 射頻電磁干擾。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種霓虹燈的高頻恒流電源變 換器，包括漏磁變壓器，還包括一個諧振電容，該諧振電容并聯(lián)在漏磁變
4壓器的初級線圈兩端，漏磁變壓器的初級線圈的分布電容、次級線圈的負(fù) 載電容折算到其初級線圈端的電容、及諧振電容的并聯(lián)總電容，與漏磁變 壓器的初級線圈構(gòu)成并聯(lián)諧振，諧振頻率為
其中，f為諧振頻率，L為初級線圈的電感量，C為漏磁變壓器的初 級線圈的分布電容、次級線圈的負(fù)載電容折算到其初級線圈端的電容、及 諧振電容的并聯(lián)總電容。
因?yàn)楸景l(fā)明用并聯(lián)諧振輸出以正弦波電壓驅(qū)動霓虹燈管，燈管電流 也是正弦波；提高了燈管亮度，延長了燈管壽命，并降低了由高次諧波輻 射引起的射頻電磁干擾。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖1為典型的推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為典型的半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的諧振推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的自激式并聯(lián)諧振推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明的自激式并聯(lián)諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明的他激式并聯(lián)諧振推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明的他激式并聯(lián)諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為本發(fā)明的漏磁變壓器的一種結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的霓虹燈的高頻恒流電源變換器可以采用推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或半 橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1所示是典型的推挽結(jié)構(gòu)示意圖，漏磁變壓器的初級線
圈T1-1帶有中心抽頭，該中心抽頭與電源VCC連接，初級線圈T1-1的兩 端分別連在推挽開關(guān)Ql和Q2的漏極上，推挽開關(guān)Ql和Q2的源極均接地。 如圖2所示是典型的半橋結(jié)構(gòu)示意圖，半橋開關(guān)Ql的漏極接電源VCC， 其源極與半橋開關(guān)Q2的漏極連接，半橋開關(guān)Q2的源極接地，串聯(lián)的電容 C2和C3 —端接電源，另一端接地，漏磁變壓器的初級線圈Tl-l 一端接 在半橋開關(guān)Ql的源極，另一端接在電容C2和C3的連接端。
如圖3和圖4所示是分別是圖1的推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和圖2的半橋拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)中增加并聯(lián)諧振電容C1的示意圖，諧振電容C1并聯(lián)在漏磁變壓器的初 級線圈T1-1的兩端，漏磁變壓器的初級線圈的分布電容、次級線圈的負(fù) 載電容折算到其初級線圈端的電容、及C1的并聯(lián)總電容，與漏磁變壓器 的初級線圈T1-l構(gòu)成并聯(lián)諧振，諧振頻率為
上述公式中，f為諧振頻率，L為次級線圈的電感量，C為漏磁變壓 器的初級線圈的分布電容、次級線圈的負(fù)載電容折算到其初級線圈端的電 容、及C1的并聯(lián)總電容。
本發(fā)明的推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以采用自激式或他激式產(chǎn) 生振蕩。如圖5為本發(fā)明的自激式并聯(lián)諧振推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，偏置電 路為Ql與Q2設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，反饋繞組Tl-3驅(qū)動由Ql， Q2， Tl構(gòu)成的推 挽結(jié)構(gòu)自激振蕩。如圖6為本發(fā)明的自激式并聯(lián)諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意 圖，偏置電路為Ql與Q2設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，反饋繞組Tl-3與Tl-4驅(qū)動由Q1，Q2，C2，C3,T1構(gòu)成的半橋結(jié)構(gòu)自激振蕩。如圖7為本發(fā)明的他激式并 聯(lián)諧振推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，驅(qū)動電路驅(qū)動由Ql， Q2， Tl構(gòu)成的推挽電路 產(chǎn)生振蕩。如圖8為本發(fā)明的他激式并聯(lián)諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖，驅(qū)動 電路驅(qū)動由Ql， Q2， C2， C3， Tl構(gòu)成的半橋電路產(chǎn)生振蕩。
本發(fā)明的霓虹燈的高頻恒流電源變換器，其漏磁變壓器的結(jié)構(gòu)可以 采用圖9的結(jié)構(gòu)，包括兩個"E"字型鐵氧體磁芯，兩個"E"字型鐵氧 體磁芯的開口部相對合，組成"曰"字型鐵氧體磁芯，在"曰"字型鐵氧 體磁芯的中柱上分別繞有初級線圈Tl-l和次級線圈Tl-2，在"曰"字型 鐵氧體磁芯的中柱與兩個邊柱之間，且位于初級線圈T1-1和次級線圈 Tl-2間的窗口中分別設(shè)置兩個鐵氧體漏磁片。
鐵氧體漏磁片可以用膠固定在窗口的任意一邊；也可以在"口"字型 鐵氧體磁芯的上下邊柱間設(shè)置一個支架，將鐵氧體漏磁片用膠固定在支架 上；或者也可以直接用上下邊柱或左右兩個線圈將鐵氧體漏磁片夾緊固 定。鐵氧體漏磁片尺寸可以改變，不同尺寸的鐵氧體漏磁片其形成的漏磁 分路的磁通量大小不同。
漏磁變壓器的兩個"E"字型鐵氧體磁芯的中柱短于兩個等長度的邊 柱或者漏磁變壓器的兩個"E"字型鐵氧體磁芯的兩個邊柱對合處分別墊 有等量的非導(dǎo)磁材料，使得"曰"字型鐵氧體磁芯的中柱中形成防止因變 壓器的磁通不平衡及磁芯飽和而導(dǎo)致變換器失效的氣隙。
"曰"字型鐵氧體磁芯的中柱的初級線圈T1-1 一側(cè)還繞有至少一個 反饋繞組Tl-3、 Tl-4，此類結(jié)構(gòu)多用于自激振蕩電路中，如圖5中所示 的Tl-3，和圖6中所示的T1-3、 T1-4。綜上所述，常用的霓虹燈高頻電源變換器采用雙變壓器結(jié)構(gòu)，此類結(jié) 構(gòu)變換器的運(yùn)行頻率不易設(shè)定，且輸出為矩型波電壓驅(qū)動霓虹燈管，這會 產(chǎn)生由高次諧波引起的射頻電磁干擾。本發(fā)明采用并聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)，其作用
是
(1) 變換器的運(yùn)行頻率為
式中L 一輸出變壓器的初級電感量，C 一諧振電容,分布電容及 折算到變壓器初級的負(fù)載電容。
(2) 對自激式結(jié)構(gòu)，開關(guān)管由輸出變壓器次級提供的正弦波電壓驅(qū)動， 降低了開關(guān)管關(guān)斷時的電壓應(yīng)力(dv/dt)，提高了可靠性，并且開關(guān)管在 電壓過零時導(dǎo)通及關(guān)斷，降低了開關(guān)管的功耗；對他激式結(jié)構(gòu)，由電流饋 電的零電壓開關(guān)作用，開關(guān)管同樣在電壓過零時導(dǎo)通及關(guān)斷，降低了開關(guān) 管的功耗。
U)對自激式結(jié)構(gòu)，輸出為正弦波電壓驅(qū)動霓虹燈管，燈管電流也焉 正弦波;對他激式結(jié)構(gòu)，輸出為準(zhǔn)正弦波電壓驅(qū)動霓虹燈管，燈管電流也是 準(zhǔn)正弦波。以此類波型驅(qū)動霓虹燈管,可提高燈管亮度，延長燈管壽命。并 降低由高次諧波輻射引起的射頻電磁干擾。
(5)輸出變壓器設(shè)定在非飽和狀態(tài)下運(yùn)行，降低了變壓器的溫升，提 高了可靠性。
另外本發(fā)明的漏磁變壓器采用"曰"字型鐵氧體磁芯(E E型)，由 初級線圈(含反饋繞組)與次級線圈，鐵氧體磁芯及鐵氧體漏磁片構(gòu)成， 其結(jié)構(gòu)特性有如下作用能對霓虹燈管提供高于額定運(yùn)行電壓1. 5倍的啟動電壓;在額定負(fù)載范圍內(nèi)能對不同的霓虹燈管負(fù)載能提供近似恒定的額 定運(yùn)行電流，對不同長度的霓虹燈管負(fù)載，運(yùn)行電流偏差小于20%;能在 用戶不當(dāng)超載使用時，運(yùn)行電壓及電流會急劇下降，以防止變換器因超載
使用而導(dǎo)致的失效；具有額定的次級短路電流，次級短路電流不大于額定
運(yùn)行電流的20%，因而能實(shí)時阻止由輸出短路而導(dǎo)致的變換器失效；變換
器采用漏磁變壓器輸出，并在磁回路加入合適的氣隙以防止因輸出變壓器 的磁通不平衡及磁芯飽和而導(dǎo)致開關(guān)管損壞的變換器失效。變換器采用此 類結(jié)構(gòu)的漏磁變壓器輸出，其恒流特性能使不同管徑及不同長度的霓虹燈 管負(fù)載發(fā)出均勻一致的亮度，其限流特性則提高了變換器的可靠性。 由于本發(fā)明采用并聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)，輸出以正弦波電壓驅(qū)動霓虹燈管，燈
管電流也是正弦波；提高了燈管亮度，延長了燈管壽命，并降低了由高次 諧波輻射引起的射頻電磁干擾；由于本發(fā)明采用漏磁變壓器輸出，能在用 戶不當(dāng)超載使用時，運(yùn)行電壓及電流會急劇下降，防止了變換器因超載使 用而導(dǎo)致的失效，提高了可靠性。
9
權(quán)利要求
1、一種霓虹燈的高頻恒流電源變換器，包括漏磁變壓器，其特征在于，還包括一個諧振電容，所述諧振電容并聯(lián)在所述漏磁變壓器的初級線圈兩端，所述漏磁變壓器的初級線圈的分布電容、次級線圈的負(fù)載電容折算到其初級線圈端的電容、及所述諧振電容的并聯(lián)總電容，與所述漏磁變壓器的初級線圈構(gòu)成并聯(lián)諧振，諧振頻率為其中，f為所述諧振頻率，L為初級線圈的電感量，C為所述漏磁變壓器的初級線圈的分布電容、次級線圈的負(fù)載電容折算到其初級線圈端的電容、及所述諧振電容的并聯(lián)總電容。
2、 如權(quán)利要求1所述的霓虹燈的高頻恒流電源變換器，其特征在 于，所述的霓虹燈高頻恒流電源變換器采用推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或半橋拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)，該兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用自激式或他激式產(chǎn)生振蕩。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的霓虹燈的高頻恒流電源變換器，其特征 在于，所述的漏磁變壓器包括兩個"E"字型鐵氧體磁芯，所述的兩個"E" 字型鐵氧體磁芯的開口部相對合，組成"曰"字型鐵氧體磁芯，在"曰" 字型鐵氧體磁芯的中柱上分別繞有初級線圈和次級線圈，在所述初級線圈 和次級線圈之間設(shè)置兩個鐵氧體漏磁片。
4、 如權(quán)利要求3所述的霓虹燈的高頻恒流電源變換器，其特征在 于，所述漏磁變壓器的兩個"E"字型鐵氧體磁芯的中柱短于兩個等長度 的邊柱或者在所述漏磁變壓器的兩個"E"字型鐵氧體磁芯的兩個邊柱對 合處分別墊入等量的非導(dǎo)磁材料，使得對合后在所述"曰"字型鐵氧體磁芯的中柱中形成防止因變壓器的磁通不平衡及磁芯飽和而導(dǎo)致變換器失 效的氣隙。
5、 如權(quán)利要求4所述的霓虹燈的高頻恒流電源變換器，其特征在于，所述"曰"字型鐵氧體磁芯的初級線圈一側(cè)還繞有至少一個反饋繞組， 用于自激振蕩電路中。
6、 如權(quán)利要求3所述的霓虹燈的高頻恒流電源變換器，其特征在 于，所述"曰"字型鐵氧體磁芯的中柱位于所述兩個鐵氧體漏磁片的初級 線圈一側(cè)內(nèi)還繞有至少一個反饋繞組，用于自激振蕩電路中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種霓虹燈的高頻恒流電源變換器，包括漏磁變壓器，還包括一個諧振電容，該諧振電容并聯(lián)在漏磁變壓器的初級線圈兩端，漏磁變壓器的初級線圈的分布電容、負(fù)載電容折算到其初級線圈端的電容、及諧振電容的并聯(lián)總電容，與漏磁變壓器的初級線圈構(gòu)成并聯(lián)諧振，諧振頻率為(見上式)；其中，f為諧振頻率，L為初級線圈的電感量，C為漏磁變壓器的初級線圈的分布電容、次級線圈的負(fù)載電容折算到其初級線圈端的電容、及諧振電容的并聯(lián)總電容。本發(fā)明用并聯(lián)諧振輸出以正弦波電壓驅(qū)動霓虹燈管，燈管電流也是正弦波；提高了燈管亮度，延長了燈管壽命，并降低了由高次諧波輻射引起的射頻電磁干擾。
文檔編號H05B41/28GK101472374SQ20071009461
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月24日
發(fā)明者陳安迪, 陳白迪 申請人:邁博電子技術(shù)(上海)有限公司;陳白迪;陳安迪