脉宽调制型交流调光电路制造技术

一种脉宽调制型交流调光电路，有控制部分、驱动部分及主电路部分。其主电路部分采用改变半导体功率开关器件的开通与关断时间来改变接至其后的整流桥的内阻以达到改变与整流桥串联的负载灯泡两端电压实现调光。半导体功率开关器件的通断由控制部分产生经驱动部分放大的占空比可调的调制波控制。该电路调光效果好，输出为包络线是工频正弦波、占空比可调的交流电压，对电网、外界干扰极小。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电照明的脉宽调制型交流调光电路。调光器能根据人们的需要调节灯光亮度，有电阻式、变压器式、电抗器式、电子管式等，六十年代出现了延用至今的可控硅(晶闸管)调光器。可控硅调光器通过控制极脉冲的移相，改变可控硅开通的相位，调节输出电压，达到调光目的。可控硅交流调光器具有重量轻、体积小、控制方便、能量损耗低、可靠性高、易于维修等优点。但是可控硅调光器在使用过程中，受到可控硅元件本身开关特性的限制，产生的高频谐波、射频干扰不仅使电网正弦波畸变，电能质量下降，而且在舞台和电视演播室的使用时干扰音响、摄录像设备的正常使用。可控硅调光器所产生的干扰问题，在中华人民共和国文化部舞台电子设备检测所、浙江省舞台电子技术研究所、华东艺术科技情报网、浙江省艺术科技情报网联合出版的《艺术科技》1990年第一期专题探讨“可控硅调光器谐波的测量分析方法初探”及1991年第一期专题探讨“亟待解决的课题-舞台可控硅调光器干扰限值标准的制定”两文有详尽的分析、探讨。本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种调光效果好，输出为包络线是工频正弦波、占空比可调的交流电压，对电网、外界干扰极小的脉宽调制型交流调光电路。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的有控制部分、驱动部分及主电路部分构成脉宽调制型交流调光电路，主电路部分采用改变半导体功率开关器件的开通与关断时间来改变接至其后的整流桥的内阻以达到改变与整流桥串联的负载灯泡两端电压实现调光的，半导体功率开关器件的通断由控制部分产生的经过驱动部分放大的占空比可调的调制波控制。 附图说明图1为本专利技术电路方框图。图2为本专利技术电路电原理图一。图3为本专利技术电路电原理图二。下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述有控制部分I、驱动部分Ⅱ及主电路部分Ⅲ构成脉宽调制型交流调光电路。主电路部分Ⅲ采用改变半导体功率开关器件301的开通与关断时间来改变接至其后的整流桥302的内阻以达到改变与整流桥302串联的负载灯泡303两端电压实现调光的，半导体功率开关器件301的通断由控制部分I产生的经过驱动部分Ⅱ放大的占空比可调的调制波控制。半导体功率开关器件301与整流桥302之间联接着由电感L1、电容C6、C7组成的л型滤波器。实施例控制部分I由三角波发生器101、比较器102、整形器103组成。三角波发生器101中的场效应管BG1和二极管D1-4构成双电流源，供电容C2的充放电电流;运算放大器A1和电阻R2、R3、电容C1构成多谐振荡器，调节双电流源中电位器W1，就可以改变BG1的饱和电流，改变C2充放电速率，使输出三角波的频率从1Hz到20KHz连续可调;运算放大器A2作为缓冲放大器;运算放大器A3作加法放大器用，电源经电阻R4R5分压后再经R6与经过R7的A2输出的三角波电压在A3同相端叠加，由放大倍数为(1+R9/R8)的运放A3放大，将上述三角波的整个波形往上抬，最低点提高到OV。比较器102为运算放大器A4，控制信号由电位器W2给定，从OV至10V之间可变，经电阻R10、R11分压后变为A3输出三角波的幅值范围内，当a点电压大于b点电压则A4输出高电平，反之输出低电平。整形器103为运算放大器A5，A4输出脉冲经A5TTL反相器整形后变成波形较好的脉冲，其脉冲的高电平为TTL高电平，低电平为TTL低电平。改变三角波频率即改变输出脉冲的频率，当输出脉冲频率一定时，改变W2给定的控制信号，C点输出脉冲宽度就相应变化，突现脉冲宽度调制，给定控制信号大，脉冲宽度则宽。驱动部分Ⅱ是由光电耦合管BG2及驱动保护集成块A6组成。BG2起着将主电路部分Ⅲ强电部分与控制部分I弱电部分隔离的作用，限流电阻R12限制BG2一次侧的工作电流，C点的脉宽调制波形通过BG2耦合，在BG2二次侧接电阻R13点上形成一个相同的脉冲电压。A6实现对半导体功率开关器件的最优基极(栅极)驱动和保护，接于A67脚的电阻R14决定了功率开关晶体管BG3的最小导通时间tonmin;接于A69、10脚与11脚之间的电阻R15决定门限电压VRSD;A62脚接一负电源V和作为滤波用的电容C4接于A615脚与和BG2二次侧相连的14脚之间的电阻R16是半导体功率开关晶体管BG3基极电流的限流电阻;电阻R17、R18、R19、电容C3、电流互感器LA组成了集电极电流检测回路，如果集电极电流超过极限值，由此检测回路检测的信号送到A612脚，经过A6内部电路比较，能迅速封锁集成块的输出脉冲直到输入信号的下一次正跳变;接于A613脚的二极管D5是对功率晶体管BG3集电极-发射极的监控，防止功率晶体管BG3退饱和，使BG3处于开关工作状态;接于A6I、16脚的电阻R20对功率晶体管BG3提供最优基极驱动。主电路部分Ⅲ有半导体功率开关器件301、л型滤波器、整流桥302、负载灯泡303组成，半导体功率开关器件301为功率晶体管BG3;л型滤波器由电感L1、电容C6、C7构成;整流桥302由二极管D8～11构成，负载灯泡303为灯泡RL。由控制部分I来的频率固定、占空比可调的矩形脉冲波输入BG3基极，就能改变BG3的开通与关断时间，改变了接其后的整流桥302的内阻，从而改变了与整流桥302串接的负载灯泡303两端的电压实现调光的目的。由于BG3基极高频脉冲对集电极工频电压经整流后波形进行调制，所以在负载灯泡303两端的电压为包络线为工频正弦波、占空比可调的交流电，此交流电的占空比即幅度随着输入BG3基极脉冲宽度而改变。л型滤波器滤去BG3输出的调制波包络线的高频分量，当BG3关断时，与电容C6并联的电阻R22为C6的放电电阻，并在L1上串联的电阻R23与二极管D7为L1的释放回路，两条支路能量释放的同时，C7通过L1向R22放电，并在R22上的并联的二极管D6、电阻R21与串联的电容C5组成吸收回路，将开关损耗从BG3移至R21上，降低BG3结温Tj，增加开关速度，减小导通峰值电流。上述的三角波发生器还可以采用锯齿波、计算机等其他信号发生器。本专利技术与现有技术可控硅调光电路相比，克服了现有技术的“电磁污染”问题，本专利技术输出的是包络线为工频正弦波、占空比可调的交流电压，其谐波分量相对基波分量很小。对P≈1.2KW交流调光电流谐波分量比较实验结果如下可控硅SCR调光电路α＝90°，1次谐波分量为3.270A、3次为1.713A、5次为0.586A、7次为0.546A、9次为0.345A、11次为0.320A，……;而脉宽调制型交流调光电路在相应的输出电压为90V时1次-11次谐波分量分别为3.036A、0.037A、0.042A、0.017A、0.006A、0.014A，在输出电压为110V时，1次-11次谐波分量分别为3.563A、0.082A、0.074A、0.021A、0.023A、0.016A。所以，本专利技术具有调光效果好，对电网、对外界干扰极小的优点。权利要求1.一种脉宽调制型交流调光电路，有控制部分、驱动部分及主电路部分，其特征在于主电路部分Ⅲ采用改变半导体功率开关器件301的开通与关断时间来改变接至其后的整流桥302的内阻以达到改变与整流桥串联的负载灯泡303两端电压实现调光，半导体功率开关器件301的通断由控制部分Ⅰ产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉宽调制型交流调光电路，有控制部分、驱动部分及主电路部分。其主电路部分采用改变半导体功率开关器件的开通与关断时间来改变接至其后的整流桥的内阻以达到改变与整流桥串联的负载灯泡两端电压实现调光。半导体功率开关器件的通断由控制部分产生经驱动部分放大的占空比可调的调制波控制。该电路调光效果好，输出为包络线是工频正弦波、占空比可调的交流电压，对电网、外界干扰极小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王健步，俞健，苏苗龙，朱惠英，
申请(专利权)人：浙江舞台电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]