參賽類型：照明電源

              高頻無極燈電源耦合器去磁芯設計
    高頻無極燈電源耦合器線圈中通常須有磁芯，使線圈獲得足夠的電感量。但是磁芯有不少固有的缺陷：
    1.體積大，笨重;
    2.損耗大，發熱嚴重;
    3.為了導引出熱量，要用到貴重的銅材使成本增高；
    4.有居里溫度點，容易失諧帶來可靠性問題。
    因此，磁芯始終是高頻無極燈的瓶頸。去掉磁芯，應是一個努力方向。
    耦合器匹配條件為N*N=R/r
式中：N-線圈圈數，
      R-高頻電源匹配負載電阻，
      r-燈等離子體等效電阻。
    耦合器線圈空心電感L=0.01*D*N*N/(W/D+0.44)
式中：D-線圈直徑，
      W-線圈長度。
前式代入
    L=0.01*D*R/r/(W/D+0.44)
    感抗X=6.2832*f*L
式中：f-工作頻率。
前式代入
    X=0.062832*f*D*R/r/(W/D+0.44)
    Q=R/X
前式代入
    Q=15.9/f/D*r*(W/D+0.44)
    Q的物理意義是耦合器線圈空心時無功功率與燈功率之比，愈小愈好。
    如果Q>10，就應該加磁芯，使磁導率提高為空心時的u倍，于是無功功率與燈功率之比降為Q/u。
    舉例：高頻無極燈，f=2.65MHz，r=5歐，D=1.3cm，W=2cm，Q=15.9/2.65/1.3*5*(2/1.3+0.44)=46
磁棒的u可以做到大于5，用磁棒可使Q/u降到10以下。
    如果該燈工作頻率降到f=0.23MHz，Q=15.9/0.23*5/1.3*(2/1.3+0.44)=526
Q太大，用磁棒無濟于事，這就是低頻無極燈必須用閉合磁路的由來。
    實際的無極燈參數有所出入，但Q>10需用磁芯卻是共性。
    要去掉磁芯，必須降低Q。從上式看，可以有兩個方案：
    1.提高頻率
    下一個頻率點是13.56MHz，是2.65MHz的5倍，Q也就只有原來的1/5，可以不用磁芯。
    在此頻率工作的無極燈即是所謂射頻無極燈。解決了磁芯問題，但又出現了開關管損耗發熱隨頻率的提

高而增大，電源效率降低的問題。
    2.增大線圈直徑減小燈等離子體等效電阻
    要成倍增大線圈直徑減小燈等離子體等效電阻，必須將線圈改為外置。
    為解決線圈外置遮光問題，又必須延長燈管，使線圈長度只占燈管長度的一小部分。延長燈管還可使r減小，進一步減小Q，一舉兩得。
    要使長燈管兩端亮度一致，線圈必須一分為二，相對于燈管中心對稱安置在燈管兩端，并聯對稱供電。兩線圈繞線方向相反，保證產生的磁場方向一致。
    以40W燈為例，設計數據：
    T10燈管，f=2.65MHz，耦合器線圈D=3.4，W=6，N=87，l=0.01*3.4*87*87/(6/3.4+0.44)=116.7，
兩線圈并聯L=l/2=58.4微亨，感抗X=6.2832*2.65*58.4=972歐。
    實測高頻電源輸出功率37W，輸出電壓490V，
    計算出R=490*490/37=6489歐，Q=6489/972=6.7，燈等離子體等效電阻r=6489/87/87=0.9歐。
    線圈外置引起的輻射干擾問題，兩個解決方案：
    1.燈管外再套一個玻管，線圈外置就變成了內置，仿照普通高頻無極燈在玻管內表面涂透光導電膜屏蔽干擾；
    2.利用2.65MHz波與光波波長的巨大差異，用大網格的屏蔽網即可做到既對光沒有衰減又屏蔽干擾。
    本設計使電源耦合器不再是高頻無極燈增大功率的瓶頸，真正實現能做多大的高頻電源就能做多大的高頻無極燈。