闪光灯的电路模型及其工作原理

    闪光灯在我们的日常生活中应用十分广泛，照相机在光线比较暗的条件下要照相，要用闪光灯照亮场景一定时间，将影片记录在胶卷上；高的天线塔、建筑工地和安全地带，要使用闪光灯作为危险警告。这些闪光灯有些是通过操作手工控制，有些是按照预设频率重复自拍，这都要求设计者了解闪光灯的电路模型及工作原理，从而根据实际的需要设计出闪光的电路。

    1 闪光灯的电路模型

    现实生活中我们所见到的闪光灯种类繁多，性能或多或少都有所不同，应用场合也不尽相同，内部原理图也不会完全相同，但从本质上来说，都可以把它们看成是如图 1 所示的电路模型。

    闪光灯电路通常可看作是由直流电压源 V、电阻 R、电容 C 和在临界电压下能进行放电闪光的灯 L所组成。

    2 闪光灯的工作原理

    电路模型中的灯只有在灯电压达到 Vmax值时开始导通，在灯导通期间，可将其模拟成为一个电阻RL，这时电容上的电压将通过电阻 RL放电，当电容上的电压下降到 Vmin时，灯将不再导通；灯不导通时，相当于开路，此时直流电压源 V 将通过电阻 R对电容 C 进行充电，电容上的电压上升达到 Vmax时灯又将导通，重复上述过程。

    分析闪光灯的工作原理，重在确定闪光灯工作（即发光）的时间与灯不工作（即不发光）的时间。

    开始分析时，假设电路已经运转较长时间，选择灯停止导通（即电容开始充电）的瞬间 t=0，to代表灯开始工作的瞬间，tc为完成一个周期的结束时间。

    (1)t＝0 时灯不导通，此时的闪光灯电路可等效为如图 2 所示的电路。

    经分析可知：灯不导通时，直流电压源 V 通过电阻 R 对电容 C 进行充电过程，其初始值VL(0+)=VL(0-)=Vmin, VL(∞)=V,τ=RC,把它们代入响应函数的表达式:得出当灯不导通时灯的电压 ,由此式可导出灯开始导通前所需的时间

    (2)t=t0时灯开始导通，此时的闪光灯电路可等效为如图 3 所示的电路。

    经分析可知：灯导通时，电容上的电压将通过电阻 RL进行放电过程，其初始值 VL)=VL(0-)=Vmax,把它们代入响应函数的表达式: 可得出当灯导通时灯的电压

    参考文献

    (1)陈传虞.脉冲与数字电路(第二版)北京:高等教育出版社,1991.

    (2)JamesW.NilssonSusanA.Riedel 冼 立 勤 , 周 玉 坤李莉译.电路(第六版)北京:电子工业出版社,2002.