测试仪中的频率测量电路是将衰减取样到的灯管电压信号送由LM393构成的具有迟滞特性得比较器,将交流信号整形为脉冲信号,然后送MSP430F133的计数器输入脚,由MSP430F133内部计数器实现频率测量,具体实现电路如图3所示。

3.2 灯丝电流和灯管电流采集硬件设计

电流传感器选择受诸多因素限制,灯丝电流在预热阶段达几百mA,而在正常时只有几十mA;灯丝电阻有多种规格,从几Ω到几十Ω;波形是杂乱的,频率在40KHz左右,频率和幅值均受电网工频信号的调制,因此,电流采样电路使用常规的采样电阻取样或者线圈感应取样设计,存在带宽窄、非线性和畸变严重,影响电子镇流器的工作状态等问题,都不能满足测试仪的要求。

为此,选择闭环式霍尔电流传感器作为测试仪的电流传感器,闭环式霍尔电流传感器的磁芯中磁通量近乎为0,因此,插入损耗很小,几乎不会对被测电路产生影响,并且可以测量从直流到100kHz各种波形的电流,另外与被测定对象之间是物理隔离的。

闭环式霍尔电流传感器工作原理如图4所示,如果霍尔元件有磁场通过,则有电压输出,该电压放大并转换为电流输出给补偿线圈,由补偿线圈产生与被测电流方向相反的磁场,经动态反馈使磁芯中的磁通为0,此时

I1×N1=I2×N2即I1=I2(N2/I1)=(Uo/Rs)(N2/I1)

式中,I1为被测电流,N1为其对应初级绕组的匝数;I2为补偿线圈中的电流,N2是补偿线圈中的匝数;Uo是I2流经取样电阻Rs产生的压降,由上式可知,当磁场平衡时,只要测量Uo即可计算得到被测电流。