小功率电子镇流荧光灯相关实验

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tsinghuazhuoqing 发表于 2021/12/25 23:35:42 2021/12/25
【摘要】   ➤01 小型电子荧光灯 在博文 小功率荧光灯拆解分析 中对于一款电子镇流器激励的小型荧光灯进行了相关实验。现在手边有一颗荧光灯,基于该荧光灯初步进行相关的电子实验。 ▲ ...

 

01 小型电子荧光灯


在博文 小功率荧光灯拆解分析 中对于一款电子镇流器激励的小型荧光灯进行了相关实验。现在手边有一颗荧光灯,基于该荧光灯初步进行相关的电子实验。

▲ 已经拆开的荧光灯泡

▲ 已经拆开的荧光灯泡

荧光灯的主要组成部件:

  • 荧光灯管;
  • 电子镇流器;

 

02 荧光灯管


1.制作灯管的外部引线

使用四芯引线只在荧光灯管的外部引线,将灯管内部的两个灯丝电极引出。

▲ 灯管连接外部引线

▲ 灯管连接外部引线

▲ 灯管连接外部引线

▲ 灯管连接外部引线

使用万用表测量两个灯丝在未加热情况下的直流电阻: R c o l d = 12.3 Ω R_{cold} = 12.3\Omega Rcold=12.3Ω

2.直流高压激励

(1) 直流电压

小功率荧光灯拆解分析中使用 高压测试平台:高压包产生高电压基本测试参数 所产生的高压进行激励,获得相关的灯光高压点亮的击穿电压和恒压参数曲线。

使用同样的高压测试平台,对荧光灯管双电机进行激励。当电压超过1500V之后,灯管变被击穿点亮。

▲ 使用直流高压电源驱动荧光灯

▲ 使用直流高压电源驱动荧光灯

高压产生平台 中给出的测量端口的比例参数:
η = V o u t V s a m p l e = 962 ,      σ = 0.001 A / V \eta = {{V_{out} } \over {V_{sample} }} = 962,\,\,\,\,\sigma = 0.001A/V η=VsampleVout=962,σ=0.001A/V

(2) 灯管激励电压与电流

  • 电压从0递增:

▲ 激励电压与灯管电流

▲ 激励电压与灯管电流

可以看到小型灯管在点差超过1150V之后击穿,点亮。

  • 电压从高递减:

▲ 激励电压与灯管电流

▲ 激励电压与灯管电流

将上面电压递增和电压递减两条测量曲线绘制在统一坐标中。
▲ 激励电压与灯管电流

▲ 激励电压与灯管电流

v=[9.29,12.29,28.38,49.54,72.73,95.91,119.22,143.20,166.77,190.88,214.31,237.92,262.18,285.86,310.06,333.67,357.37,381.73,405.45,429.73,453.61,477.27,501.49,525.20,549.37,572.96,597.16,620.64,644.33,668.48,692.07,716.18,739.86,763.22,787.46,811.01,835.29,858.89,882.50,906.84,930.39,954.63,979.12,1002.60,1026.65,1050.22,1074.36,1098.32,1121.98,263.30,244.39,232.87,92.53,93.05,103.94,233.06,106.35,107.20,93.31,92.75,90.97,90.49,89.37,89.15,88.48,88.48,88.08,87.91,87.37,87.16,87.16,86.74,86.66,86.63,86.48,86.12,86.29,85.91,85.77,85.71,86.08,86.08,85.67,85.26,85.78,85.59,85.65,85.72,85.78,85.88,85.94,85.87,85.75,85.62,85.61,85.89,85.74,86.01,85.84,85.86]
i=[-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,2.65,2.77,2.90,3.65,3.72,3.01,3.28,3.90,3.98,4.10,4.18,4.26,4.35,4.42,4.50,4.59,4.67,4.75,4.83,4.92,5.01,5.09,5.18,5.27,5.35,5.43,5.51,5.59,5.67,5.76,5.84,5.92,6.00,6.08,6.16,6.25,6.33,6.41,6.49,6.58,6.67,6.75,6.84,6.93,7.03,7.12,7.21,7.29,7.38,7.47,7.56]

v=[85.62,85.40,85.23,85.28,85.33,85.20,85.27,85.15,85.09,85.13,84.71,84.90,85.05,85.14,84.93,84.89,84.87,84.70,84.57,84.52,84.49,84.44,84.50,84.40,84.18,83.95,84.00,84.18,84.02,84.03,83.95,84.19,84.16,83.77,83.85,84.09,83.98,83.96,84.01,83.96,83.77,84.22,84.04,83.75,84.29,84.28,84.63,84.31,84.12,84.33,84.25,84.40,84.48,84.66,84.63,84.78,84.60,84.60,84.69,84.93,85.14,84.89,85.15,85.43,85.36,85.75,86.39,86.42,86.89,87.18,87.94,90.34,91.43,91.93,93.49,93.49,94.45,95.40,96.94,231.46,230.18,228.96,227.61,226.04,224.50,222.41,220.33,219.27,211.15,201.94,196.31,193.90,169.45,145.43,121.05,97.41,73.95,50.62,29.36,13.12]
i=[7.60,7.52,7.44,7.35,7.26,7.18,7.09,7.00,6.92,6.83,6.75,6.66,6.57,6.48,6.40,6.31,6.23,6.14,6.06,5.96,5.88,5.79,5.71,5.63,5.54,5.46,5.38,5.30,5.22,5.14,5.06,4.98,4.90,4.82,4.74,4.65,4.57,4.49,4.40,4.32,4.24,4.16,4.08,4.00,3.92,3.85,3.77,3.69,3.61,3.54,3.54,3.46,3.38,3.31,3.23,3.15,3.08,3.00,2.92,2.84,2.77,2.69,2.61,2.53,2.45,2.37,2.29,2.21,2.12,2.04,1.95,1.84,1.75,1.66,1.47,1.47,1.39,1.32,1.25,0.70,0.65,0.59,0.53,0.47,0.40,0.34,0.28,0.22,0.17,0.12,0.06,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00,-0.00]

  
 
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

3.灯丝激励电流

测量灯管灯丝电压与电流之间的关系:

  • 激励电压范围:0 ~ 8V左右;

灯丝的冷态电阻大约12.3欧姆。热之后,电阻会增加。

▲ 激励电压与灯丝电流

▲ 激励电压与灯丝电流

v=[0.03,0.06,0.13,0.19,0.26,0.32,0.39,0.46,0.53,0.60,0.67,0.74,0.81,0.88,0.96,1.03,1.11,1.18,1.26,1.33,1.41,1.48,1.56,1.63,1.71,1.79,1.86,1.94,2.02,2.10,2.17,2.25,2.33,2.41,2.48,2.56,2.64,2.72,2.79,2.87,2.95,3.03,3.11,3.18,3.26,3.34,3.42,3.50,3.58,3.65,3.73,3.81,3.89,3.97,4.05,4.12,4.20,4.28,4.36,4.44,4.52,4.59,4.67,4.75,4.83,4.91,4.99,5.07,5.15,5.22,5.30,5.38,5.46,5.54,5.62,5.70,5.78,5.86,5.93,6.01,6.09,6.17,6.25,6.33,6.41,6.49,6.56,6.64,6.72,6.80,6.88,6.96,7.04,7.12,7.20,7.28,7.35,7.43,7.51,7.59]
i=[1.90,4.00,9.10,14.00,18.90,23.60,28.00,32.50,36.40,40.00,43.20,46.90,49.60,52.20,54.50,57.50,59.50,61.30,63.10,65.60,66.70,68.50,69.90,71.50,72.80,74.30,75.50,76.90,78.30,79.20,80.30,81.60,82.90,83.80,84.70,85.80,86.70,87.80,88.70,89.70,90.80,91.60,92.40,93.80,94.40,95.10,95.90,96.90,97.80,98.50,99.20,100.40,100.90,101.70,102.40,103.50,104.10,104.80,105.50,106.60,107.10,107.70,108.50,109.50,109.90,110.70,111.30,112.30,112.80,113.50,114.10,114.80,115.60,116.20,116.90,117.80,118.30,118.90,119.50,120.40,120.90,121.50,122.10,122.90,123.50,124.00,124.70,125.50,125.90,126.50,127.20,127.90,128.50,129.00,129.60,130.40,130.90,131.40,132.00,132.70]

  
 
  • 1
  • 2

下面给出了在不同灯丝电流下,由灯丝电压除以电流所得到的灯丝电阻:
▲ 灯丝电流与电阻

▲ 灯丝电流与电阻

4.灯丝二极管

将灯丝使用8V点亮,测量两个灯丝之间施加直流电压之后的电流。检验此时荧光灯管是否可以构成直热式真空二极管特性。

在两个灯丝之间施加24V直流电压,串接100k电阻。

使用万用表测量串接100k电阻上的电压,没有测量到电流流过所引起的电压的变化。

这说明灯管的结构还不足与使得它能够形成真空二极管整流效应。

 

03 驱动电路


1.PCB

下面是电路板的正面和反面:

▲ 驱动电路板

▲ 驱动电路板

2.SCH

根据电路板上的元器件的分布,初步绘制电路板的电路。
▲ 电子驱动电路图

▲ 电子驱动电路图

在上述驱动电路图中,还存在着一定的疑问:

  • 如何控制输出功能?
  • 它的负反馈的增益如何保证大于1?
  • 在电路板上有一个4.7mH的磁芯电感,对于它的作用还没有能够较好的给出。

3.环形高频变压器

环形电感三个线圈的电感分别为:

L 1 = 23.41 μ H ,    L 2 = 158.3 μ H ,    L 3 = 22.17 μ H L_1 = 23.41\mu H,\,\,L_2 = 158.3\mu H,\,\,L_3 = 22.17\mu H L1=23.41μH,L2=158.3μH,L3=22.17μH

L1,L3的匝数为4, 根据电感的与匝数之间是平方的关系,可以通过L1,L2之间的电感比大体计算出L2的匝数:
N 12 = L 2 L 1 = 2.67 N_{12} = \sqrt {{{L_2 } \over {L_1 }}} = 2.67 N12=L1L2 =2.67

所以L2的匝数为10匝,这与实际的匝数是相同的。

 

※ 结论


可以测量到灯管在直流电压激励下,击穿电压在1150V左右,保持电压在100V~150V左右。

灯管的结构使其不再呈现真空二极管的整流特性。

■ 相关文献链接:

文章来源: zhuoqing.blog.csdn.net,作者:卓晴,版权归原作者所有,如需转载,请联系作者。

原文链接:zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/109691783

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