市场上有一种高频无极灯，与LED并称为第四代电光源。工作在2.3~3MHz非通信频段。据说此灯靠线圈产生的高频磁场引起气体放电，产生紫外线激发荧光粉发光，由于没有电极，寿命很长。
我很怀疑这种说法，根据常识：
1.气体放电的条件是要有足够强的电场而非磁场；
2.高频磁场产生足够强电场的条件是形成空间谐振腔，对于尺寸小于百分之一波长的灯是不可能的；
3.因此高频无极灯不可能没有电极，灯的光效和寿命还是要受电极制约。
于是就想DIY一个高频无极灯验证一下。
市场上高频无极灯产品线圈在灯管的凹洞中，增减圈数不便。我改用日光灯管，线圈绕在灯管上。
频率选用2.65MHz，高频功率30W。市场上高频无极灯产品用场效应管开关产生，优点是寿命长，缺点是开关电路谐波干扰大抗过载能力差需要复杂的保护电路。如用电子管丙类振荡，优点是比开关电路谐波干扰小抗过载能力强不需要保护电路，缺点是寿命只有几百小时。
我一直想玩一下丙类。一个甲类只能输出几瓦的电子管丙类却能输出几十瓦，确有吸引力。
电子管选用6P13P接成三极管，屏极+帘栅极最大耗散18W，丙类屏极效率>70%，输出30W屏耗13W，还有5W余量。
市电入口设置电磁干扰滤波器，防止干扰其他用电设备。
6P13P灯丝用节能灯电子镇流器改制的电子变压器供电。高压用220V市电倍压整流取得。
为了保护阴极，上电时用单稳态电路给栅极加-200V固定偏压使6P13P截止，延时半分钟后撤去偏压使6P13P导通起振。起振后栅偏压由栅流流过栅极电阻产生。
利用高频变压器正反馈产生振荡，频率主要由高频变压器初级电感和6P13P输出电容确定，以2.65MHz为目标增减圈数调频率。
6P13P输出电容和灯管线圈及其并联电容以及高频变压器初级构成π型谐振网络，灯管线圈圈数在很宽范围变化时，只须改变并联电容即可保持谐振。
开始灯管线圈圈数为均匀绕416圈，并联电容如图为18p时谐振，电压200V，屏极输入43W。
然后改为均匀绕270圈，调并联电容使之谐振，测电压仍为200V，屏极输入灯光亮度都没什么变化。
然后改为均匀绕135圈，调电容谐振时测电压还是200V，屏极输入灯光亮度都没什么变化。
最后改为均匀绕67圈，谐振时灯亮，电压200V，几分钟后熄灭，电压>200V。
灯亮时灯管线圈电压保持200V，电流反比于线圈电感，即反比于线圈圈数的平方。磁场强度正比于电流*圈数，即反比于线圈圈数。
也就是说，圈数愈少，磁场强度愈大，67圈时磁场强度远大于几百圈时，却反而维持不住放电。
显然，灯管放电不是由磁场而是由电场维持的，产生电场的电极就是线圈两端。
灯管中间比两头亮，270圈时曾试过将线圈两头绕得密，中间绕得疏，结果中间亮度下来了，而两头亮度并没有提高，电压却提高到了250V，说明电极压降提高了50V，电极损耗增加了。
看来线圈还是均匀绕较好。
可以看出，线圈磁场的作用就是通过电磁感应增强放电电流，减少电极损耗，提高光效。
补充内容 (2014-1-10 14:39):
因制作时还没有参赛这回事，制作过程没有留下图像资料。但可以对制作流程作文字说明。
1.利用一盏灯丝已断的40瓦日光灯，在灯管上用0.3铜线均匀间绕线圈，两端用粘胶带固定，用胶质电线引出，主帖图像左边即是灯管的一端；
2.在灯具一端固定一块胶木板作为电路板的基础，电路板也用尺寸与之相仿的胶木板，两块胶木板用螺钉连成一体；
3.高频变压器用三个G26磁罐线圈骨架(两个单格一个双格)胶合，中间插入10*33磁棒，屏极线圈0.27线70圈占2.5格，栅极线圈0.1线37圈占0.5格，主帖图像中电路板上部中间即是高频变压器；
4.6P13P灯丝电子变压器用节能灯电子镇流器改制，电路位于主帖电路图左下部，灯丝线圈用0.27线在镇流线圈外穿绕20圈，主帖图像中电路板右上部即是灯丝电子变压器；
5.电磁干扰滤波器共模电感用G14磁罐，双格骨架，分别用0.2线绕10圈，差模电感用10*5*2磁环，用胶质线绕2圈，主帖图像中电路板右下角即是这两个电感；
6.按600V耐压选电容；
7.因电路比较简单，所有元器件分布在电路板两面打孔安装，直接用导线连通焊接。 |
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