[发明专利]基于双Z型网络的程控正弦波调光器

说明书

技术领域：

本发明涉及专业舞台调光器技术领域，更具体地说涉及一种用专业舞台上进行调光的智能型正弦波大功率调光器。

背景技术：

目前在专业舞台调光领域，调光器还是主要以可控硅斩波调光器为主。这种调光器具有原理简单可靠，技术成熟，成本低的优点，是目前调光器的主流产品。但是，这种调光器存在大量的高次谐波干扰，对同电网的设备造成很大的伤害，同时也对电网存在很大的干扰。随着国家对节能环保的要求不断提升，急需一种新型的调光器。

正弦波调光器具有功率因素高，谐波电流小，噪声低等优点。但是，由于受IGBT器件特性的限制，为保证IGBT器件的安全，正弦波调光器必须有良好的过流过压保护机制。这个要求和调光领域灯光的响应速度要求存在很大的冲突，往往不能两者兼备。目前正弦波调光器要么在冷态大功率卤素灯快速点亮时会出现保护误动，要么就是为了避免误动，使保护门限过高，使短路电流过大，不够安全，要么就是软件延时过大，不能很好满足舞台调光快速，平滑调光的要求。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术之不足，而提供基于双Z型网络的程控正弦波调光器，它不但能达到可控硅的调光响应速度，而且因采用负载智能匹配，使冷态电灯的冲击峰值电流大大减小，可以减小大功率舞台调光在起动瞬间的冲击电流，减小对电网的冲击，使误跳闸的机率大大减小，灯具的寿命可以得到很大的提高。

本发明的技术解决措施如下：

基于双Z型网络的程控正弦波调光器，调光控制器的控制信号经过主处理器输送给芯片，电流传感器对正弦波调光器输出电流进行电流采样，然后电流传感器的电流采样信号通过高速A/D转换器把电流信号转换为数字信号输送给主处理器，主处理器将数字信号输送给芯片，芯片对输出电流信号进行最佳的调制，使调光器与负载灯具达到最佳的匹配输出电流。

所述主处理器采用32位高性能RISC处理器，芯片采用STM32F103C6T6型号芯片。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过智能判断负载的状态，智能运算出最适合的调光曲线，保证正弦波调光器在任何正常调光需求下，达到快速平滑安全的调光响应，它不但能达到可控硅的调光响应速度，而且因采用负载智能匹配，使冷态电灯的冲击峰值电流大大减小，可以减小大功率舞台调光在起动瞬间的冲击电流，减小对电网的冲击，使误跳闸的机率大大减小。

2、同时因为正弦波调光器的天生优势，无功功率大大减小，对整个供电系统的要求和建设成本都可以大在降低。在所有卤素灯损坏原因中，因上电电流过大引起灯丝烧断占绝大多数，本发明对灯具的峰值电流进行很好的控制，灯具的寿命可以得到很大的提高。

附图说明：

图1为本发明的电路方框原理图

图中：1、电流传感器；2、高速A/D转换器；3、主处理器；4、调光控制器。

具体实施方式：

实施例：见图1所示，基于双Z型网络的程控正弦波调光器，调光控制器4的控制信号经过主处理器3输送给芯片U1，电流传感器1对正弦波调光器输出电流进行电流采样，然后电流传感器1的电流采样信号通过高速A/D转换器2把电流信号转换为数字信号输送给主处理器3，主处理器3将数字信号输送给芯片U1，芯片U1对输出电流信号进行最佳的调制，使调光器与负载灯具达到最佳的匹配输出电流。

所述主处理器3采用32位高性能RISC处理器，芯片U1采用STM32F103C6T6型号芯片。

工作原理：本发明是基于一个经验曲线加模糊智能判别来实现最佳的灯具调光特性。在有调光输入时，判断用户调光意图，然后根据用户调光意图，选择一条最佳的输出曲线进行输出。同时，以每秒20K以上的频率的对输出电流过行采样，通过电流变化的曲线和调光输出曲线进行对比，判断灯炮的状态（冷态或热态）动态调节调光输出曲线，使灯泡工作在最佳的加热曲线上，达到冷态灯泡快速点亮，同时也不会过流烧断和引起过调光器过流及短路保护误动的效果。

本发明的实施，使正弦波调光器达到了可控硅调光器的快速响应能力，同时从根本杜绝上因IGBT过流，短路保护误动，使正弦波调光器可以在额定功率下满负荷可靠工作。使正弦波调光器的稳定性，可靠性，可用性全面超越了传统的可控硅调光器。有很好的实用价值。

该发明一改传统简单的IGBT过流及短路保护技术，采用高速CPU对电流信号进行实时处理。