2024年1月4日发(作者：)

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调光器

调光器

1. 调光器基础知识

调光器是一种用来改变电光源的光通量、调节照度的照明配件,广泛应用于家庭照明、剧场舞台、酒店客房、场馆展厅等场合.

从原理上讲,所有调光器都是通过改变电光源的输入电流来获得不同强度的光输出,其控制方法包括改变加在负载上的电压幅值和改变电流流经负载的时间两种方式,前者直接改变了电流有效值,而后者是在交流电的半波内控制电流导通的时间及次数来实现的.

1.调光器的分类

调光器有很多种类别,按电源不同可以分为交流调光和直流调光,按控制电路的原理可以分为幅值调光和相位调光,按开关器件的种类可以分为无源调光和有源调光,按光线变化的级别可以分为分段调光和无极调光,按负载类型可以分为对电光源的直接调光和对照明控制器的间接调光等,下面对调光器的分类作综合介绍.

1.1调幅式调光

1.1.1可变电阻器调光

可变电阻器调光是最早出现的调光方法,通过在白炽灯照明回路中串接一只大功率可变电阻器,调节可变电阻器就可以改变流过白炽灯的电流值,从而改变灯光亮度.这种调光方式在交直流电源回路中都可使用,并且不会产生无线电干扰,但由于可变电阻的功耗高、发热大,导致系统的效率很低,一般只作为原理演示使用.

1.1.2自耦调压器调光

用一个自耦调压器串接在交流回路中,通过调节电刷的位置来改变供给白炽灯的电压幅值,从而改变灯光亮度.虽然自耦调压器体大笨重,还有工频噪音,但由于系统效率较高,增减负载也不影响调光等级,在早期曾经大量用于舞台调光.

1.1.3二极管分档式调光电路

这个电路由一只三档开关控制,分别作全电压供电、半波供电和关断控制.这里的二极管可以看成是一个工作在导通状态的单向可控硅(SCR),这种调光方式是调幅式调光到相位调光的过渡类型.由于白炽灯半波供压是一个固定电压值,不能任意调节,并且白炽灯在半波电压下会轻微闪烁,所以这种电路的实用性不是很好.

1.2调相式调光

调相式调光是通过调节交流电每个半波的导通角来改变正弦波形,从而改变交流电流的有效值,以此实现调光的目的,也称为“斩波式”调光.调相式调光包括前沿相位控制和后沿相位控制(也称前切和后切)两种类型,工作原理与调幅式调光完全不同.

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调光器

1.2.1 前沿相位控制调光器

前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、容易远距离操纵等优点,在市场上占主导地位,多数厂家的产品都是这种类型调光器.前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件,所以又称为可控硅调光器.

可控硅调光器虽然电路简单、成本低廉,但由于可控硅开关时会产生较强的无线电干扰,若不采取有效的滤波措施,将会妨碍许多电器的使用.另外,可控硅调光器在开通时有一个很陡的前沿,电压波形从零电压突然跳高,这对白炽灯类电阻性负载的影响不大,但却不适合气体放电光源的调光使用.因为多数气体放电光源都需要驱动电路来配合工作,而驱动电路是一种容性负载,可控硅调光器产生的电压跳变会在容性负载上产生很大的浪涌电流,使电路工作不稳定,甚至造成驱动电路烧毁的故障.

1.2.2 后沿相位控制调光器

后沿相位控制调光器除了具有可控硅调光器的优点外,一个重要的特性就是能适应气体放电灯的调光需要.随着世界范围内对白炽灯的淘汰不断加快,用户对呈容性阻抗的电子节能灯等光源进行调光的需求开始逐渐增多,而后沿调光器正好适应这种市场变化.后沿相位控制调光器一般使用MOSFET作为开关器件,所以又称为MOSFET调光器.

1.3 PWM调光器

PWM调光器最早用于直流电源和钨丝灯泡等线性负载,它利用一个PWM信号去控制开关器件的导通和截止,通过改变占空比来调节流过灯泡的电流,从而实现调光控制.

1.4 正弦波调光器

正弦波调光器的原理与PWM调光方式有些类似,安装在交流线路中的功率开关受高频信号驱动,功率开关在正弦波的每个半波中都导通多次,且导通时间是可变的.负载两端的工频电压被高频信号切割,改变高频信号的频率就可以调节流过负载的电流,从而实现调光控制.正弦波调光器一般使用IGBT(绝缘栅双极晶体管)作为开关器件,所以又称为IGBT调光器.