超高效率双兼容逆变源无极霓虹灯制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超高效率双兼容逆变源无极霓虹灯。用铜箔或石墨涂层或电镀层或透明氧化锡层等金属或非金属导电体在玻管外壁局部包裹形成外包导电体，将芯柱电极、特种封口引线、玻璃套、绝热片、支撑等全部革除；其灯源逆变源用具有双兼容、磁隔离和四抗性能的新型电子电路，将重达１０公斤的普通霓虹灯高压变压器革掉。其节能和节约原材料效果显著，用户由原先相当于点电炉到目前的只要少点一只小灯泡（几十瓦）就可点亮一串霓虹灯，光色鲜亮。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型霓虹灯及其灯源，特别是将霓虹灯芯柱电极及铁磁式常规高压变压器全部革除，能兼容交流电源50Hz、60Hz频率，220V、110V、127V、105V电压，同时兼容普通霓虹灯的超高效率双兼容逆变源无极霓虹灯。现有技术中的霓虹灯及其灯源，国内外一直大量使用铁磁式高压变压器，其用电量高达450伏安，电流高达2安培以上，功率因数不足0.3，同时消耗电网400乏以上的无功功率。变压器本身还额外耗电数十瓦，时间稍长发热严重。其电压高达15000伏，绝缘等要求很高，其体积有250mm×200mm×150mm，重足有十公斤，制造使用安装均不便，很不安全(一般不能用于家庭和商店柜台等离人近的场合)，有较强的噪音，易击穿烧毁和烧灯。霓虹灯电压偏高升压比大，往往一串字幕需一串变压器，相当于点燃了多只千瓦级的电炉，造成巨大的能源消耗和浪费。现有技术中的霓虹灯必须有芯柱电极。芯柱电极是灯体主要部件。它由电极、特种封口引线、玻璃套、绝热片、支撑等众多配件组成，电极必须用纯净的金属材料，其要求溅欺率小，逸出功小，二次发射系数大，因而需经特殊处理。例如电解铜无氧铜需经高温硼化处理，而且要求每个电极必须均匀一致，否则较薄之处易受高温熔化。有些电极还需先经烧氢处理。电极的成型需要铸造、冲压、冷挤压等。电极引线要求亦很高，它必须与玻璃套匹配熔封，保证密封良好，热帐系数一致永不漏气，能通过足够大的电流，尤其是电极热加工时瞬间电流高达数安培之多，还得注意它和电极的焊接性能。玻璃套、绝热片等亦须一系列特别工序的处理等。所有这些因素使灯的一致性差，寿命短且参差不齐。现有技术的霓虹灯灯压很高，电极电位降大，离子轰击严重，电极功耗偏大呈红热状态，效率低灯管易损易坏，也使维修工作量增大。另一方面变化字样时现有技术的霓虹灯由于电流很大，需采用大容量的中间继电器和交流接触器等，体积大不易控制。为了解决这些问题，电子电路点霓虹灯是一个方向，但目前出现的电路技术尚不过关，除电路复杂造价高调试不易外，主要是抗高压断路、抗高压击穿、抗高压空间感应、抗高干扰等性能差。保护性电路动作多，其一旦动作需电工爬高梯恢复或更换，安全系数低等不能推广使用。本技术的任务是要提供新型的超高效率双兼容逆变源无极霓虹灯。其将霓虹灯的芯柱电极全部革除掉，使之无电极损耗，极大的提高了效率。经实验若再向灯管内加入微量的汞，还能进一步提高效率。其亦将铁磁式普通高压变压器革除掉，效率又得到极大的提高，并且克服了电子电路的一系列技术难关，具备很强的抗高压断路、抗高压击穿、抗高压空间感应、抗电干扰的能力(简称四抗性能)，能够可靠的昼夜连续工作或间断工作，温升亦很低，能大大延长灯与灯源的寿命并且大幅度的节能。它还能够使灯源的体积微型化，方便制造与使用，扩大应用领域，而且电路简洁，具有优越的优价比。本技术有能力兼容多种电源，有能力兼容普通霓虹灯仍能保持超高效率，避免换代时造成换灯浪费。综上所述，本技术超高效率双兼容逆变源无极霓虹灯的出现最主要的任务是对霓虹灯系统进行根本性的全面技术改革与更新。本技术任务以如下方式完成的一、创制了无芯柱无极霓虹灯灯管，其特征在于将玻管芯柱内部电极、特种封口引线、玻璃套、绝热片、支撑等全部革除，只用一简单的导电体在玻管外壁局部包裹或涂镀最少一层，在该外导电体之上接出馈电线。为进一步提高效率可在灯体内增添微量汞元素。该外导电体可以是金属的或非金属的如铜箔、石墨涂层、金属镀层、氧化锡透明导电层、导电布等。亦能用导电液体或导电片料的剪切料等。外导电体形状任意，只要能形成一定面积即可，其面积可任意大，一般取≥1～20cm2，其面积愈大阻抗愈小，改变面积量可决定或调节阻抗的大小，以适应不同管径不同功率灯管的需要。该外导电体沿玻管外壁圆周面上可全包、半包、部分包(或螺旋包)等均可，其在玻管长度上的位置可在任意位置分布，在外包导电体外露面上可包保护层如绝缘漆、塑胶套管等。无极霓虹灯可串联使用亦可并联、混联使用。二、创制了本技术灯源逆变源。其特征是由消扰电路、双兼整流电路、电源兼容转换电路、分压兼倍压储能电路、逆程电路、翻转饱和变压器、高速电子开关、开关管保护电路、镇流磁隔离变压器、全悬浮磁隔离高压变压器构成。由消扰电路对高频脉冲抑制，由双兼整流电路将工频电源转变为直流电，而后由高速电子开关推挽式逆变成高频电流，再经镇流磁隔离变压器产生较高的启动电压及镇流电流送入全悬浮磁隔离高压变压器输出具有四抗性能的高频高压点亮本技术无极霓虹灯或普通霓虹灯(兼容)。高速电子开关受控于翻转饱和变压器。为保证兼容不同频率不同电压的工频交流电源，本新型在电路上采取了四项有机联系的技术措施，一是两只开关三极管分别由分压兼倍压储能电路中的两只电容供电即直流双电源供电。其二设置了分压兼备压储能电路，当接入的是交流220V电源时自动分压储能，当接入的是交流110V、127V、105V电源时自动倍压储能。其三设置了电源兼容转换电路，在接220V电源时它迫使双兼整流电路变为桥式全波整流同时迫使分压兼倍压储能电路进行分压储能。当转换接至110V、127V、105V电源时它迫使双兼整流电路变为双半波整流，同时迫使分压兼倍压储能电路倍压储能。其四设置了双兼整流电路，它在电路中兼有全波桥式整流和双半波整流功能。为保证逆变源电路具有高效率和抗高压断路、抗高压击穿、抗高压空间感应、抗电干扰，本技术采取了六个措施一是设置了高速电子开关。其两只开关三极管推挽式工作在高速开关状态，效率很高，产生热量小，提高了安全系数。其高频率使发光效率亦大大提高，使无极霓虹灯得以点燃，使普通霓虹灯得以兼容。二是设置了翻转饱和变压器，开关状态翻转与开关三极管放大倍数无关，工作状态稳定一致，且大大降低了激磁电流，消除了电路不稳易产生异常脉冲的可能，亦使开关管与镇流磁隔离变压器提高了效率，使发热均进一步减小，其容量均得到宽余。因而又进一步提高了安全性能。三是设置了开关管保护电路，当有异常脉冲时，开关管基极得到保护。四是设置了逆程电路，较高的磁感应反电势得以降势并顺利通过逆程电路，使开关三极管在正程结束后在关断期间得到保护。同时提高了效率(逆程电流向电源充电)。五是设置了镇流磁隔离与全悬浮磁隔离。消除了高压电路与工作电路、交流电源之间的任何电气接通，只有双重的磁偶合，使之大大提高安全系数，消除电干扰，抗过载、抗空载。并且消除了高频高压电流点燃灯管对地空间分布引起的分流使灯变暗或发光不均的一大难关，即具有抗空间感应能力。镇流作用使电路在灯管冷态时得到较高的启动电压，启动后以较低电压工作，又提高了效率和安全系数。六是主回路工作电压在150伏左右的中压范围，降低了元器件耐压要求，并且交流电源直接整流供电，不用笨重的电源变压器，又提高了效率，缩小了体积，减轻了重量，降低了成本，使安全系数又得以大幅度提高。本技术通过以上措施，功率由450伏安下降为45伏安左右，电流由2A下降为0.2A左右，重量由10公斤下降为0.5公斤左右，灯源本身耗电由数十瓦下降为数瓦水平，体积微型化，且温升很低(与体温相近)。点燃7～7.5毫米红色霓虹灯，霓虹灯由常规耗电23.5W／米，下降为5～11W／米左右，兼容点燃普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
本新型超高效率双兼容逆变源无极霓虹灯，其特征是灯管由无芯柱无极灯体（１４）、外包导电体（１５）、馈电线（１６）、保护层（１７）、灯符号（１３）构成，灯源逆变源由消扰电路（１）、双兼整流电路（２）、电源兼容转换电路（３）、分压倍压储能电路（４）、逆程电路（５）、高速电子开关（６）、翻转饱和变压器（７）、开关管保护电路（８）、镇流磁隔离变压器（９）、全悬浮磁隔离高压变压器（１０）、无极霓虹灯（１１）、兼容常规霓虹灯（１２）组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴占明，戴占顺，戴占亮，
申请(专利权)人：戴占明，
类型：实用新型
国别省市：14[中国|山西]