摘  要：文章给出组合式可编程霓虹灯变压器的含义，以及该变压器的电子线路、工作原理、编程方法及使用情况。该变压器把一个霓虹灯的程序控制器与八个电子升压变压器合为一体，并采用高低压分离的方法，使得该变压器电路新颖、独特且可行，同时性能相当稳定可靠，部件成本进一步降低，具有相当高的性价比，很有市场推广前景。
    关键词：组合；编程；霓虹灯变压器

1 前言
    现在市场上的6m左右的霓虹灯电子变压器所占份额越来越大，但体积却越来越小巧，一般霓虹灯工程需用许多这样的变压器。而霓虹灯程序控制器为进一步降低成本，适应工厂批量生产的需要，常使用分体式，每个控制器控制八个霓虹灯变压器，那么能不能把控制器与八个霓虹灯电子变压器合为一体呢？如果能这样做的话，那不仅仅节省控制器与八个霓虹灯电子变压器的部分费用，整个霓虹灯工程的安装必定省时许多，而且节省连接线，方便维修。首先遇到的问题是八个霓虹灯电子变压器的高压部分相互干扰，且霓虹灯专用高压线浪费太多，为彻底解决这一问题，可以把霓虹灯电子变压器高压部分与低压部分进行分离，把低压部分集成在一起，高压部分靠近霓虹灯灯管进行安装，高压部分与低压部分用普通连接线就可以连接，节约价高的霓虹灯专用高压线。其次组合式控制器如何有机地与霓虹灯电子变压器低压部分结合在一起，既降低成本又能提高性能。经过多次试验、改进，确定了线路。在实验室条件下拿出样机，可以长时间可靠工作。
2 电子线路及工作原理：
2.1 组合式可编程霓虹灯变压器线路的方框图如图1所示：

    它在结构上主要由二分部组成，由电源、程序控制器及变压器低压部分组成控制器的主体，即图1虚线左边部分，另带八个变压器的高压部分，即图1虚线右边部分。它们在安装时是分离的，其中变压器的高压部分近霓虹灯管安装。
2.2 电源部分线路图：
    电源部分的线路图如图2所示：

    A点的电压+12V左右，是脉动的直流电，并与零线相连。
2.3 组合式控制器线路图：
    组合式控制器线路图如图3所示。

    图3中A点是220V交流电经变压器降压全波整流之后与交流电零线相连点。其电压波形是脉动的直流电，脉动周期10ms。经R3、R4及R5电压调整，C8过滤高频干扰后经IC1（4558）的（+）、IC1（4558）的（-）是R1、R2均分压的2.5V，这样B点就输出较为标准的方波，脉动周期依然是10ms，再经过R7、R8、C9、IC1、R9及R10的整形，输出一标准的方波给IC2的CP。由于这个方波取自220V 50Hz交流电，所以它的频率是50Hz的2倍100Hz，周期10ms。也正因为这一原因，只要各个控制器的电源开关是一个，或者是能保证各个控制器的电源开关同时开启的话，每个控制器的脉冲源周期一样，各个控制器的计数器启始计数时间也是一样的，这样就能保证各个控制器通过电网同步工作。
    由于10ms周期的方波，用作霓虹灯控制器计数信号源还是太快，所以在取得方波之后有二个二进制计数器IC2、IC3。IC2的作用是把10ms周期的方波变慢，分成八档，周期分别为20ms、40ms、…、1280ms、2560ms，在这个范围内满足一般的需要。IC3的作用是把经IC2变慢方波进行计数，提供二进制数地址给IC4（EPROM2732），至多4k个储存单元。
    IC4（EPROM2732）能给出相应地址的数据，即霓虹灯的控制花样，有两种方法控制霓虹灯变压器。一是一般的可控硅控制法，控制霓虹灯电子变压器的交流电源，D0-D7信号经T1放大推动SCR1，开启和关闭霓虹灯变压器电源。其中C12消除干预，LED1显示控制效果，A1、R16C13分别构成可控硅SCR1的过流、过压保护。二是控制霓虹灯电子变压器的振荡部分，D0-D7信号经T2放大，推动光电耦合器IC5，进而控制霓虹灯电子变压器的振荡部分振荡还是不振荡，达到控制霓虹灯电子变压器的目的。这种控制方式虽然增加了一个光电耦合器，但却节省了一个易损件可控硅，及相关保护器件，而且不仅仅节约成本，也大大地提高了整个线路的可靠性，控制器的体积也大约缩小。后叙的实验装置用的就是这一线路。在这个线路里C14消除干预，LED2显示控制效果。
2.4 电子变压器线路图：
    电子变压器线路图如图4所示：

    组合式可编程霓虹灯电子变压器的电子变压器部分，线路中整流部分是公用的，对单个控制器而言，线路中其它部分有八套，电子变压器与程序控制器之间通过光电耦合器建立联系。对应D0-D7八个数据输出控制端与八个霓虹灯电子变压器的B、C端相连。
    这是一个比较典型的霓虹灯电子变压器线路图。工作原理与日光灯镇流器大致相同，最大的不同是后面的负载为一个升压变压器。A2是短路保险丝管，R19与C15构成高频脉冲滤波器，四个整流二极管D3-D6组成桥式整流电路，220V交流电经整流，C16和C17滤波后变成直流电，供给后面的振荡线路，C16和C17联接点的电压在155V左右。振荡起振线路由R20、R21、C19CD7和D9构成，电源经R20、R21对C19充电，当C19电压上升到某一个值时，触发二极管D9导通，使得三极管T5基极与发射极得到正向偏置电压而导通。振荡主线路由T5、T4、L1、L2、L3、R25和R26组成，由于起振线路的触发使得T5导通，一旦T5导通，C17通过B2初级、L3和T5放电。L1、L2和L3绕在同一个高频铁氧体磁芯上，且同名端如图4所示，由于有充电电流流过L3，L1和L2上感应电压使得T5由导通变为截止，而T4由截止变为导通。一旦T4导通，C16通过T4、T3和B2的初级放电，此时通过L3和B2的初级的放电电流的方向与先前正好相反，T4由导通变为截止，而T5由截止变为导通，如此周而复始，使电路产生振荡。R25、R26分别是三极管T5、T4基极限流保护电阻，D7的作用是把触发起振后C19上依旧存在的充电电压释放掉，R27和C21有保护T4、T5三极管和改善波形的作用。R22、C18、D8、R24、C20、R23及SCR2构成过流及开始保护线路，R22是过流电压取样电阻，C18的作用是使得保护电路工作可靠，C20可消除干扰信号及开机保护，一旦出现过流，保护线路工作，单向可控硅SCR2导通，振荡线路即停振，电子变压器无高压输出，起到保护作用。程序控制部分通过光电耦合器作用于C19，其作用类似于保护线路，也使得振荡线路停振，与保护线路不同的是保护线路一旦起作用，必须消除引起过流原因之后，重新开机才能正常工作，而程序控制部分输出信号的高、低会控制电子变压器停振、振荡，进而在室控制霓虹灯熄、亮的效果。
3 编程
    由于单个霓虹灯电子变压器内部控制只能控制八路，所以组合式可编程霓虹灯控制器编程要每八路编一片EPROM，在编程时只要保证每个控制器EPROM同一地址的数据与控制花样一致就可以了。需要注意的是该控制器EPROM输出高电平时，霓虹灯管反而不亮。另外所有的程序必须存档，以便将来维修时使用。
4 工作情况
    （1）在整个制作过程中，发现升压变压器的匝数、绕法及封装对整个控制器的性能起到关键的作用。经过多次比照，选择N₂/N₁=30-35较为合理，采用Ф0.5胶Ф0.12高强度漆包线，用UF10磁芯、槽式骨架绕制，用环氧树脂作一体化封装，整个控制器能可靠稳定工作。由于此部件自成一体，给生产维修带来很多便利。
    （2）由于霓虹灯工作环境恶劣，当霓虹灯管破裂、高压线开路、或者高压对地打火等原因，两个功率开关管容易损坏。保护线路及时可靠工作显得十分重要，图4中R24取值相当关键，直接关系到保护线路保护动作电流的大小，要根据负载的情况作相应的调整。可以考虑在线路中加工热传感器件，对功率三极管进行热保护，及其它保护措施。
    （3）仅从参数上看市场上可选择功率三极管有许多种，但经过试验发现使用的效果有很大的差别。首先必须选择正品器件，还要注意不同厂家同一型号器件的使用效果有相当大的不同。
    （4）实际使用中如果使用三相电供电，三相上的霓虹灯电子变压器数量要基本相等。三相电供电不会影响电网同步使用效果。必须需要指出的是图3中IC2之后有八档，具体选择哪一档，则由现场调试时决定，但每个霓虹灯电子变压器控制档位必须一致，否则速度不同步。
    （5）该霓虹灯电子变压器现场维修只要不是EPROM损坏（一般也不易损坏），就可以拔下原来的霓虹灯电子变压器，换上好的霓虹灯电子变压器即可，非常方便。不必给现场维修带来麻烦。
    （6）此霓虹灯电子变压器使用有一个条件，即电源总开关必须是一个，这个条件不难满足。否则控制花样不同步。另外当此霓虹灯电子变压器不需要编程控制时，控制部分的器件可以不用，仅作八路霓虹灯电子变压器使用。

参考文献

[1]  周罗轩，朱艳辉：用EPROM实现的霓虹灯扫描电路[J]。电子与自动化，1996；（2）
[2]  马胜前：用EPROM分时控制多路霓虹灯[J]。电子与自动化，1997；（2）
[3]  蔡祖泉，陈大华：实用霓虹灯技术[M]。广州：华南理工大学出版社，1995