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?01 熒光燈驅(qū)動電路(Electronic Ballast)
在如下兩個博文中，對于小型的熒光燈進(jìn)行的分析：
小功率熒光燈拆解分析
小功率電子鎮(zhèn)流熒光燈相關(guān)實(shí)驗(yàn)
- 小功率熒光燈拆解分析:
https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108682930 小功率電子鎮(zhèn)流熒光燈相關(guān)實(shí)驗(yàn):
https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/109691783
其中驅(qū)動電路大都采用 高壓小功率三極管 MFV13001 組成電感互感推挽振蕩電路，在配置有外圍的 LC 諧振電路驅(qū)動熒光管發(fā)光。
- 高壓小功率三極管 MFV13001:
https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108679234
下面使用 MFV13001 組成實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測試。MFV13001 的電流放大倍數(shù)(hfe)大約在 30 左右，比起普通的 NPN 三極管小一個數(shù)量級。這是它能夠工作在高壓下的一個折中。
▲ MFV13001 基本參數(shù)
?02 測試電路
使用在小功率電子鎮(zhèn)流熒光燈相關(guān)實(shí)驗(yàn)[2]中的大部分的元器件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于所使用的實(shí)驗(yàn)電路的電壓較低（+15V），所以將 T1，T2 的偏置電阻由原來的 5.6M 歐姆減小到 360kΩ。
- 小功率電子鎮(zhèn)流熒光燈相關(guān)實(shí)驗(yàn):
https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/109691783
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1. 實(shí)驗(yàn)電路 SCH
▲ 實(shí)驗(yàn)電路
2. 面包板實(shí)驗(yàn)電路
▲ 實(shí)驗(yàn)電路
3. 電路振蕩波形
下圖顯示了電感耦合之后的振蕩波形。振蕩頻率大約：f=47.6kHz.
▲ T1 基極波形(藍(lán)色),T1 發(fā)射極(青色)波形
注意：對于 T1 的基極電壓，應(yīng)該是在原來的其 T1 的 E 電極波形相互疊加后的電壓波形。
電路分析：
- T2 的基極電壓變化非常小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 T1 基極的電壓。
▲ 測量 T2 的基極電壓波形（青色)
注：這是由于 T1 的基極波形是疊加了實(shí)際輸出電壓的波形。而 T2 的基極波形是對 GND 的電壓波形。因此，這個波形應(yīng)該屬于正常的反饋的電壓波形。而 T1 的基極電壓波形具有“自舉”電壓信號特性。
根據(jù) LC 并聯(lián)諧振公式，可以計(jì)算 L，C4 的并聯(lián)諧振頻率為：
這個頻率與實(shí)際測量的振蕩頻率：47.6kHz 很接近了。
?03 電路諧振
1. 修改 C1
在上面電路中，C1 取值偏大，所以在 C1 上的電壓很小。下面將 C1 修改成 1.5nF，此時，在 C1,L1 就形成的諧振。下圖中青色顯示了在 C1 上的電壓，其峰峰值過了 400V。
此時電路振蕩呈現(xiàn)了間歇振蕩的情況。
▲ 將 C1 修改成 1.5nF 之后的振蕩波形
▲ T1,T2 間歇振蕩的波形
T1 基極波形(藍(lán)色)
C1 波形(青色)
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間歇振蕩的原因是由于 T1,T2 的基極呈現(xiàn) b-e 整流特性所引起的。由于 T1,T2 的 b-e 之間的整流特性，這使得它們的 b 極的電壓偏置隨著振蕩下降，直到 T1,T2 截止，停止震蕩。然后隨著偏置電阻對 C3,C4 的充電，進(jìn)而它們的基極電壓恢復(fù)，重新恢復(fù)進(jìn)入放大狀態(tài)，電路重新震蕩。
根據(jù)原來電路圖設(shè)計(jì)，在 T1、T2 的基極反向并聯(lián)有二極管 -R 串聯(lián)電路，用來抵消 b-e 的二極管整流特性。
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2. 增加基極反向二極管
在原來電路的 T1，T2 的 b-e 之間增加反向二極管(1N4007)，來消除 b-e 的整流特性，從而消除原來的間歇振蕩的情況。
▲ 增加 D1,D2 后的電路
增加 D1,D2 之后，電路便可以持續(xù)振蕩了。在 C1 上出現(xiàn)的諧振點(diǎn)電壓大約 400V。
▲ 電路振蕩波形
T1 基極波形（藍(lán)色）
C1 電壓波形（青色）
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3. 點(diǎn)亮熒光管
下面是將工作電壓提高到 25V 是，C1 上的電壓：此時 C1 上的電壓大約是峰峰值 650V。根據(jù) 小功率電子鎮(zhèn)流熒光燈相關(guān)實(shí)驗(yàn)[2] 中測量熒光管的擊穿電壓大約 1200V。所以這個諧振電壓還不足以點(diǎn)亮熒光管。
- 小功率電子鎮(zhèn)流熒光燈相關(guān)實(shí)驗(yàn):
https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/109691783
▲ 電路振蕩波形
將電路的工作電壓提高到 50V。同時將 T1、T2 的基極電壓偏置電阻由原來的 360kΩ提高的 1M 歐姆。將熒光管兩端連接到 C1 的兩端，可以看到熒光管可以被點(diǎn)亮。
注意：此時并沒有將熒光管的電阻絲串聯(lián)在諧振回路中，也就是此時熒光管點(diǎn)亮?xí)r，燈絲是冷的。
▲ 諧振電壓點(diǎn)亮熒光燈管
下面是熒光管被電流之后，L1 上的電壓，C1 上的電壓波形。
▲ 點(diǎn)亮之后諧振電容波形（青色）
4. 將熒光管燈絲串入諧振回路
將燈絲串入諧振回路，可以看到熒光燈管的發(fā)光效率明顯提高了：
- 燈管明顯變明亮；整個電路工作電流有最初的 60mA 降低到 23mA 左右。
▲ 燈管燈絲串入諧振回路
▲ 熒光燈絲串入諧振回路提高發(fā)光效率
從上面的動圖可以看到熒光管在點(diǎn)亮過程中的兩個階段：第一階段是燈絲還是冷狀態(tài)，熒光管比較暗淡。過了一會兒，當(dāng)燈絲變熱之后，燈管發(fā)光明顯變強(qiáng)了。
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?※ 結(jié)論
通過實(shí)驗(yàn)對于小型熒光電路工作原理進(jìn)行驗(yàn)證。通過對比可以看到燈絲串入諧振電路，燈絲發(fā)熱會明顯提高電路的工作的效率。
實(shí)驗(yàn)電路對于實(shí)際電路進(jìn)行了簡化。
