晶閘管在調光器中的應用表現

2021-02-21

晶閘管調光器是當前表演舞臺照明燈具、環境照明區域的核心設施。

在照明燈具系統中使用的各類調光器本質上便是1個交流調壓器,老款的變壓器和變阻器變光是使用調節電壓或電流的幅度來完成的,如下圖所示。u1是尚未變壓的220V交流電的波型,經變壓后的電壓波型為u2,鑒于其幅度低于u1,使燈光效果變暗。在這種變光模式中,雖然轉變了正弦交流電的幅值,但并未轉變其正弦波形的本質。
與變壓器、電阻器相比,可控硅調光器擁有完全不一樣的變光機理,它是使用相位控制方法來完成變壓或變光的。

針對普通級反向阻斷型晶閘管,其閘流特性呈現為當晶閘管添加正向陽極電壓的同時又添加合理的正向調節電壓時,晶閘管就導通;這個導通就算在撤掉門極調節電壓后仍將持續,一直到添加反向陽極電壓或陽極電流低于晶閘管自身的持續電流后才關閉。普通級的可控硅調光器便是利用晶閘管的這個特性完成前沿觸發相控變壓的。

在正弦波交流電過零后的某個時刻t1(或某個相位角wt1),在晶閘管調節極上加一觸發脈沖,使晶閘管導通,按照之前講解過的晶閘管開關特性,這個導通將持續到正弦波正半周結束。

所以在正弦波的正半周(即0~p區間)中,0~wt1區域晶閘管不導通,這個區域稱作調節角,常見a表示;而在wt1~p間晶閘管導通,這個區域稱作導通角,常見j表示。

同樣在正弦波交流電的負半周,對位于反向聯接的另1個晶閘管(對兩個單向可控硅反并聯或雙向可控硅來說 )在t2時刻(即相位角wt2)增加觸發脈沖,使其導通。

這般循環往復,對正弦波每半個周期調節其導通,獲取同樣的導通角。如轉變觸發脈沖的施加時間(或相位),即轉變了導通角j(或調節角a)的大小。導通角越大調光器輸出的電壓越高,燈就越亮。

從以上所述可控硅調光原理得知,調光器輸出的電壓波型現已不是正弦波了,除非調光器位于全導通情況,即導通角為180°(或p)。正是鑒于正弦波被切割、波型受到毀壞,會給電網造成干擾等問題……

好的變光設施應使用相應措施,盡力減低使用晶閘管工藝后形成的干擾。

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