篇一：各种调光技术分析
调光技术分析
一：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. 2 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(本文来自：WWW.xiaocaoFanwEn.cOM 小草范文网:调光器基础知识)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.
二：目前调光系统中底层的数据通讯协议种类
1， DALI通讯协议
2， DMX512通讯协议
三：按接口控制信号分类
1, 1-10V模拟量接口
2， 数字信号接口（DSI）
3， 数字可寻址灯光接口（DALI）
四：总结
以上各种调光技术都是在不同时期根据需要而相应产生，故有其使用对象和范围。不同的灯具采用不同的调光技术，传统灯具多采用可控硅移相技术调光；对带有电子镇流器的荧光灯，则采用数字可寻址调光（DALI协议）；对于新的LED灯具目前多采用DMX512和DALI协议两种，以PWM的形式调光。
篇二：调光器
输入电压(InputVoltage)：220VAC
输入频率(InputFreq)： 50HZ
最大输出功率(OutputPower)：300W
尺寸
(Size)：86(L)*86(W)mm 适用光源(lightsource)：可调光LED灯
1、兼容95%可硅控电源；(Compatiblewith
95%
silicon controlled power supply;)
2、开关记忆功率；（Switchmemory power;)
3、调光无抖动；(Dimming no jitter;)
篇三：调光器设计
一、实验项目：调光器设计
二、实验目的：
1.了解晶闸管和单结晶体管的结构、特性和工作原理。
2.掌握测试晶闸管和单结晶体管好坏方法（侧重用万用表）。
3.学会使用multism软件进行电路的设计与仿真验证。
4.掌握单结晶体管触发电路的原理。
三、实验要求：
1.从实验器件的封装外形认识晶闸管和单结晶体管。
2.从器件的型号认识晶闸管和单结晶体管。
3.从器件的符号认识晶体管和单结晶体管。
4．检测晶闸管和单结晶体管的管脚排列。
5.了解单结晶体管触发电路每个元器件的作用。
6.正确选择软件中元器件模型。
7.使用软件中的虚拟仪器进行电路分析。
8.通过调整元器件模型参数得到理想结果。
四、实验内容：
1.晶闸管的认知与识别
（1）晶闸管的结构
晶闸管是一种大功率PNPN四层半导体元件，具有三个PN结，引出三
个极，阳极A、阴极K、门极G，图1所示为其符号：
图1
（2）晶闸管的主要参数
在实际使用过程中，我们往往要根据实际的工作条件选用合适的管子，
以达到满意的技术经济效果。选择管子是包括两个方面：一是要根据实际的
情况确定所需晶闸管的额定值，二是根据额定值确定晶闸管的型号。
● 晶闸管的电压定额
1）断态重复峰值电压UDRM
规定门极断开，晶闸管处在额定结温时，允许重复加在管子上的正
向峰值电压为晶闸管的断态重复峰值电压，用UDRM表示。
2）反向重复峰值电压URRM
当门极断开，晶闸管处在额定结温时，允许重复加在管子上的反向
重复峰值电压，用URRM表示。
3）额定电压UTn
将UDRM和URRM中较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值。在使用过程中，
环境温度的变化，散热条件以及出现的各种过电压都会对晶闸管产生影响，因此在选择
管子的时候，应当使晶闸管的额定电压是实际工作时可能承受的最大电压的2~3倍，即：
UTn≥（2~3）UTM
●晶闸管的电流定额
额定电流IT（AV）
晶闸管额定电流的标定与其他电器设备不同，采用的是平均电流，而不是
有效值，又称通态平均电流。但是决定晶闸管的结温时是管子的发热效应，表
征热效应的是电流的有效值，两者的关系为：
ITn=1.57 IT(AV)
在实际选择晶闸管时，其额定电流的确定一般按以下规则：
管子在额定电流时电流的有效值大于其所在电路中可能流过的最大电流有效值，
同时取1.5~2倍的余量。
即：1.57IT（AV）=IT≥(1.5~2)ITm
●门极参数
1） 门极触发电流IgT
室温下，在晶闸管的阳极——阴极加上6V的正向阳极电压，管子由通
态转为通态所必需的最小门极电流，成为门极触发电流IgT。
2）门极触发电压UgT
产生门极触发电流IgT所必需的最小电压，称为门极触发电压UgT。
2.单结晶体管的认识与识别
（1）单结晶体管的结构
单结晶体管的原理结构如下图所示：
图2
图中e为发射机，b1为第一基极，b2为第二基极。由图可知，在一块高电导
率的N型硅片上引出两个基极b1和b2，两个基极之间的电阻就是硅片本身的电
阻。在两个基极靠近b1的地方用合金法或扩散法掺入P型杂质并引出电极，成为
发射极e。它是一种特殊的半导体器件，有三个电极，有一个PN结，因此成为“单
结晶体管”。单结晶体管的等效电路如图2中（b）所示，两个基极之间的电阻
rbb=rb1+rb2，在正常工作时，rb1是随发射极电流大小而变化，相当于一个可变电阻，
PN结可等效为二极管VD，正向导通压降为0.7V。
（2）单结晶体管的张弛电路
利用单结晶体管的负载特性和电容放电，可以组成单结晶体管的张弛电
路。单结晶体管的张弛电路和波形图如图3所示：
图3
假设电容的初始电压为零，电路接通以后，单结晶体管是截止的，电源经电
阻R、RP对电容C进行充电，电容电压从零开始按指数规律上升，充电时
间常数为REC；当电容两端电压达到单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶
体管导通，电容开始放电，由于回路电阻很小，放电过程很快，放电电流在
电阻R4上产生了尖峰脉冲。随着电容放电，电容电压降低，当电容电压降
到谷点电压UV以下，单结晶体管截止，接着电源又重新对电容进行充电??
如此周而复始，在电容C两端会产生一个锯齿波，在电阻R4两端产生一个
尖脉冲波，如图3——(b)所示。
3.触发电路的设计
要使晶闸管导通，除了加上正向的阳极电压外，还必须在门极和阴极
之间加上适当的正向触发电压与电流。为门极提供触发电压与电流的电路称
为触发电路。对于触发电路来说，首先触发信号应该有足够的触发功率，以
保证晶闸管可靠导通，其次触发脉冲应该有一定的宽度，脉冲前沿要陡；最
后触发脉冲必须与主电路晶闸管的阳极电压同步并根据电路要求在一定的
范围内移相。
图4所示为单相可控整流调光电路的触发电路，其方式采用单结晶体管
同步触发电路，其中单结晶体管型号为BT33，该触发电路由同步移相和脉
冲移相两部分构成。
图4
（1）同步电路
触发信号和电源电压在频率和相位上的相互协调的关系叫同步，该电路的同步电路由变压器、桥式整流电路VD1~VD4，电阻R1及稳压管组成。同步变压器一次侧与晶闸管整流电路接在同一相电源上，交流电压经同步变压器降压、单相桥式整流后再经过稳压管削波形成一梯形波电压，作为触发电路的供电电压。梯形波电压零点与晶闸管阳极电压过零点一致。从而实现触发电路与整流主电路的同步。
（2）脉冲移相与形成
脉冲移相与形成电路实际上就是单结晶体管的张弛震荡电路。脉冲移相由电阻RE和电容C组成，脉冲形成由单结晶体管、温补电阻R3、输出电阻R4组成。改变张弛震荡电路中的电容C的充电电阻的阻值，就可以改变充电时间常数，实际操作中通过改变电位器RP接入电路中阻值的大小来实现这一变化的。
4.晶闸管好坏的检测
晶闸管属于半导体材料，具有单向导电性，通过测量器各极之间的正反向电阻并于理论值相比较，便可以检测晶闸管的好坏。测量中要使用万用表。
（1）使用数字万用表检测
将数字万用表调到二极管档，测量晶闸管的A、K两极间正反向电阻，正常时应均为无穷大，若测得其值较小或为零，则说明晶闸管内部击穿或漏电。
测量G、K两极间的正反向电阻，正常时正向电阻值较小，反向电阻值较大，若两侧测量的电阻值均很大或很小，则说明该晶闸管G、K之间开路或短路。若正反向电阻相等或接近，则说明该晶闸管已经失效，其G、K间的PN结已经失去单向导电作用。
测量A、G之间的正反向电阻，正常时两个阻值均应为几百千欧或无穷大，若出现正反向电阻值不一样，则G、A之间反向串联的两个PN结中有一个已经击穿短路。
（2）使用模拟万用表检测
万用表选择电阻R×1Ω档，用红黑表笔分别测量任意两引脚间的正反向电阻值，直至找到读数为数十欧姆的一对引脚，此时黑表笔的引脚为控制极G，红表笔的引脚为阴极K，另一悬空的引脚为阳极A。此时将黑表笔接阳极，红表笔仍接阴极K。此时万用表的指针应不动，用短线瞬间接A、G两极，此时万用表电阻档指针应向右偏转，阻值读数为10Ω左右。如阳极A接黑表笔，阴极K接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向可控硅已击穿。
5.用Multisim软件进行仿真验证
（1）打开软件，新建文件。
（2）设计电路原理图，连续完成后保存。
（3）点击仿真开关进行仿真，点开示波器，观察波形并进行分析。
（4）改变阻抗角后再进行上述仿真。
五、实验过程：
1.触发电路各元件的选择
（1）充电电阻RE的选择
改变充电电阻RE的大小，就可以改变张弛电路的振荡频率，但是频率
的调节有一定的范围，如果充电电阻RE选择的不当，将使单结晶体管自激振荡电路无法形成自激振荡。充电电阻RE的取值范围为：
（2）电阻R3的选择
电阻R3是用来补偿温度对峰点电压的影响UP的影响，通常取值范围为
200~600Ω。
（3）输出电阻R4的选择
输出电阻R4的大小将影响输出脉冲的宽度与幅值，通常取值范围为
50~100Ω。