[实用新型]无干扰型调光设备

说明书

本实用新型涉及调光设备领域，特别是有关无干扰型调光设备，适用于各种交流及脉动直流电压下的调光。

目前广泛使用的是可控硅调光设备，通过调节可控硅的导通角的大小来调节灯光负载交流电流的大小。可控硅的导通时间大约在1～2微秒。可控硅导通时，灯光负载电流就会在1～2微秒内从零到达最大值，形成一个前沿很陡的脉冲电流，这种脉冲电流含有丰富的高次谐波，高次谐波通过电磁辐射及电传导对其他视频、音频设备造成“电磁污染”，使电源波形发生畸变，因而干扰同一电源变压器的其他设备。脉冲电流流过灯泡的灯丝时，脉冲电流含有的某种高次谐波即与灯丝固有频率发生共振现象，会使灯丝发出叫声，缩短了灯泡寿命。现在防止可控硅调光设备造成的“电磁污染”的主要措施有：调光设备单独使用一台电源变压器，与视频、音频设备分开，并将调光设备的输出线用特种电缆加以屏蔽。这样，工程造价高。

本实用新型针对上述问题提供了一种新的调光设备，消除了“电磁污染”，不产生任何干扰。

本实用新型的目的是这样实现的：利用绝缘栅双极大功率晶体管（IGBT管）组成新的电路结构，代替现有技术中的可控硅电路结构，通过改变IGBT栅极G的直流电压的大小，或改变IGBT栅极G的锯齿波控制电压的相位及脉冲宽度，使灯光负载电流按正弦波形部分导通或全导通，这样就不会产生前沿很陡的脉冲电流。

以下结合附图对控制过程进行详细说明。

图1为220V交流电压通过负载加在两个反向并联的IGBT管上的电路原理图。直流控制电压通过调压电阻R1，保护电阻R2来控制IGBT1管的栅极G；直流控制电压通过调压电阻R3，保护电阻R4来控制IGBT2管的栅极G。令R1＝R3，R2＝R4，IGBT1与IGBT2是完全相同的管子。其导通过程为：当灯光负载电压处在正半周时，IGBT1管处于正向偏置状态，这时通过改变栅极电压的大小，可使灯光负载电压的正半周部分导通或全导通；当灯光负载电压处在负半周时，IGBT2处于正向偏置状态，其导通由IGBT2管完成，原理同IGBT1管。现具体分析如下：

（1）、当IGBT的栅极电压为V时，IGBT管的集电极C极电压无论大小，IGBT均不导通；

（2）、当IGBT的栅极正电压较小时，IGBT管的集电极C对发射极E加较高电压时，即灯光负载处于正弦波电压的顶峰部分时，IGBT管会导通，如图1a；

（3）、若增加IGBT的栅极正电压值，IGBT的导通角会增大，其灯光负载电流随之增大，如图1b；

（4）、若IGBT的栅极电压足够大，IGBT会全导通，其灯光负载电流形成完整的50周交流波形，如图1c。

图2是先将220V交流电压通过全波整流器整流成脉动直流电压，然后通过灯光负载加到IGBT管上的电路原理图。直流控制电压通过高压电阻R5，保护电阻R6来控制IGBT3管的栅极G，随着直流控制电压的增大，灯光负载电流也随之增大，如图2a。

另外，如控制IGBT管的栅极的控制电压，由直流电压改变为锯齿波控制电压，通过改变锯齿波电压的相位及脉冲宽度，亦可控制IGBT管的栅极电压，达到使灯光负载电流部分导通或全导通的目的。

全部电器元件固定于一个底座上，装在一个盒形壳体内。

本无干扰型调光设备的效果如下：

（一）、从电路原理上分析，不会产生脉冲电流，完全消除了“电磁污染”，使调光设备进入了新的一代；

（二）、解决了高次谐波的辐射问题，使得过去不能进行电视转播的场所（如剧场、体育场馆、舞厅等）变为可能；

（三）、省去了调光设备单独使用的变压器和特种屏蔽电缆，降低了工程造价；

（四）、节约电能，延长灯泡寿命；

（五）、该调压技术（即调光技术）还可应用于其他调压设备，不会造成对周围电视机、收音机等的干扰。