参赛类型：照明电源
高频无极灯电源耦合器去磁芯设计
高频无极灯电源耦合器线圈中通常须有磁芯，使线圈获得足够的电感量。但是磁芯有不少固有的缺陷：
1.体积大，笨重;
2.损耗大，发热严重;
3.为了导引出热量，要用到贵重的铜材使成本增高；
4.有居里温度点，容易失谐带来可靠性问题。
因此，磁芯始终是高频无极灯的瓶颈。去掉磁芯，应是一个努力方向。
耦合器匹配条件为N*N=R/r
式中：N-线圈圈数，
R-高频电源匹配负载电阻，
r-灯等离子体等效电阻。
耦合器线圈空心电感L=0.01*D*N*N/(W/D+0.44)
式中：D-线圈直径，
W-线圈长度。
前式代入
L=0.01*D*R/r/(W/D+0.44)
感抗X=6.2832*f*L
式中：f-工作频率。
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的物理意义是耦合器线圈空心时无功功率与灯功率之比，愈小愈好。
如果Q>10，就应该加磁芯，使磁导率提高为空心时的u倍，于是无功功率与灯功率之比降为Q/u。
举例：高频无极灯，f=2.65MHz，r=5欧，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。
如果该灯工作频率降到f=0.23MHz，Q=15.9/0.23*5/1.3*(2/1.3+0.44)=526
Q太大，用磁棒无济于事，这就是低频无极灯必须用闭合磁路的由来。
实际的无极灯参数有所出入，但Q>10需用磁芯却是共性。
要去掉磁芯，必须降低Q。从上式看，可以有两个方案：
1.提高频率
下一个频率点是13.56MHz，是2.65MHz的5倍，Q也就只有原来的1/5，可以不用磁芯。
在此频率工作的无极灯即是所谓射频无极灯。解决了磁芯问题，但又出现了开关管损耗发热随频率的提
高而增大，电源效率降低的问题。
2.增大线圈直径减小灯等离子体等效电阻
要成倍增大线圈直径减小灯等离子体等效电阻，必须将线圈改为外置。
为解决线圈外置遮光问题，又必须延长灯管，使线圈长度只占灯管长度的一小部分。延长灯管还可使r减小，进一步减小Q，一举两得。
要使长灯管两端亮度一致，线圈必须一分为二，相对于灯管中心对称安置在灯管两端，并联对称供电。两线圈绕线方向相反，保证产生的磁场方向一致。
以40W灯为例，设计数据：
T10灯管，f=2.65MHz，耦合器线圈D=3.4，W=6，N=87，l=0.01*3.4*87*87/(6/3.4+0.44)=116.7，
两线圈并联L=l/2=58.4微亨，感抗X=6.2832*2.65*58.4=972欧。
实测高频电源输出功率37W，输出电压490V，
计算出R=490*490/37=6489欧，Q=6489/972=6.7，灯等离子体等效电阻r=6489/87/87=0.9欧。
线圈外置引起的辐射干扰问题，两个解决方案：
1.灯管外再套一个玻管，线圈外置就变成了内置，仿照普通高频无极灯在玻管内表面涂透光导电膜屏蔽干扰；
2.利用2.65MHz波与光波波长的巨大差异，用大网格的屏蔽网即可做到既对光没有衰减又屏蔽干扰。
本设计使电源耦合器不再是高频无极灯增大功率的瓶颈，真正实现能做多大的高频电源就能做多大的高频无极灯。
