晶闸管在调光器中的应用表现

2021-02-21

晶闸管调光器是当前表演舞台照明灯具、环境照明区域的核心设施。

在照明灯具系统中使用的各类调光器本质上便是1个交流调压器,老款的变压器和变阻器变光是使用调节电压或电流的幅度来完成的,如下图所示。u1是尚未变压的220V交流电的波型,经变压后的电压波型为u2,鉴于其幅度低于u1,使灯光效果变暗。在这种变光模式中,虽然转变了正弦交流电的幅值,但并未转变其正弦波形的本质。
与变压器、电阻器相比,可控硅调光器拥有完全不一样的变光机理,它是使用相位控制方法来完成变压或变光的。

针对普通级反向阻断型晶闸管,其闸流特性呈现为当晶闸管添加正向阳极电压的同时又添加合理的正向调节电压时,晶闸管就导通;这个导通就算在撤掉门极调节电压后仍将持续,一直到添加反向阳极电压或阳极电流低于晶闸管自身的持续电流后才关闭。普通级的可控硅调光器便是利用晶闸管的这个特性完成前沿触发相控变压的。

在正弦波交流电过零后的某个时刻t1(或某个相位角wt1),在晶闸管调节极上加一触发脉冲,使晶闸管导通,按照之前讲解过的晶闸管开关特性,这个导通将持续到正弦波正半周结束。

所以在正弦波的正半周(即0~p区间)中,0~wt1区域晶闸管不导通,这个区域称作调节角,常见a表示;而在wt1~p间晶闸管导通,这个区域称作导通角,常见j表示。

同样在正弦波交流电的负半周,对位于反向联接的另1个晶闸管(对两个单向可控硅反并联或双向可控硅来说 )在t2时刻(即相位角wt2)增加触发脉冲,使其导通。

这般循环往复,对正弦波每半个周期调节其导通,获取同样的导通角。如转变触发脉冲的施加时间(或相位),即转变了导通角j(或调节角a)的大小。导通角越大调光器输出的电压越高,灯就越亮。

从以上所述可控硅调光原理得知,调光器输出的电压波型现已不是正弦波了,除非调光器位于全导通情况,即导通角为180°(或p)。正是鉴于正弦波被切割、波型受到毁坏,会给电网造成干扰等问题……

好的变光设施应使用相应措施,尽力减低使用晶闸管工艺后形成的干扰。

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