晶閘管在調(diào)光器中的應(yīng)用表現(xiàn)

2021-02-21

晶閘管調(diào)光器是當(dāng)前表演舞臺(tái)照明燈具、環(huán)境照明區(qū)域的核心設(shè)施。

在照明燈具系統(tǒng)中使用的各類調(diào)光器本質(zhì)上便是1個(gè)交流調(diào)壓器,老款的變壓器和變阻器變光是使用調(diào)節(jié)電壓或電流的幅度來(lái)完成的,如下圖所示。u1是尚未變壓的220V交流電的波型,經(jīng)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(zhuǎn)變了正弦交流電的幅值,但并未轉(zhuǎn)變其正弦波形的本質(zhì)。
與變壓器、電阻器相比,可控硅調(diào)光器擁有完全不一樣的變光機(jī)理,它是使用相位控制方法來(lái)完成變壓或變光的。

針對(duì)普通級(jí)反向阻斷型晶閘管,其閘流特性呈現(xiàn)為當(dāng)晶閘管添加正向陽(yáng)極電壓的同時(shí)又添加合理的正向調(diào)節(jié)電壓時(shí),晶閘管就導(dǎo)通;這個(gè)導(dǎo)通就算在撤掉門極調(diào)節(jié)電壓后仍將持續(xù),一直到添加反向陽(yáng)極電壓或陽(yáng)極電流低于晶閘管自身的持續(xù)電流后才關(guān)閉。普通級(jí)的可控硅調(diào)光器便是利用晶閘管的這個(gè)特性完成前沿觸發(fā)相控變壓的。

在正弦波交流電過(guò)零后的某個(gè)時(shí)刻t1(或某個(gè)相位角wt1),在晶閘管調(diào)節(jié)極上加一觸發(fā)脈沖,使晶閘管導(dǎo)通,按照之前講解過(guò)的晶閘管開關(guān)特性,這個(gè)導(dǎo)通將持續(xù)到正弦波正半周結(jié)束。

所以在正弦波的正半周(即0~p區(qū)間)中,0~wt1區(qū)域晶閘管不導(dǎo)通,這個(gè)區(qū)域稱作調(diào)節(jié)角,常見a表示;而在wt1~p間晶閘管導(dǎo)通,這個(gè)區(qū)域稱作導(dǎo)通角,常見j表示。

同樣在正弦波交流電的負(fù)半周,對(duì)位于反向聯(lián)接的另1個(gè)晶閘管(對(duì)兩個(gè)單向可控硅反并聯(lián)或雙向可控硅來(lái)說(shuō) )在t2時(shí)刻(即相位角wt2)增加觸發(fā)脈沖,使其導(dǎo)通。

這般循環(huán)往復(fù),對(duì)正弦波每半個(gè)周期調(diào)節(jié)其導(dǎo)通,獲取同樣的導(dǎo)通角。如轉(zhuǎn)變觸發(fā)脈沖的施加時(shí)間(或相位),即轉(zhuǎn)變了導(dǎo)通角j(或調(diào)節(jié)角a)的大小。導(dǎo)通角越大調(diào)光器輸出的電壓越高,燈就越亮。

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

好的變光設(shè)施應(yīng)使用相應(yīng)措施,盡力減低使用晶閘管工藝后形成的干擾。

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