假如我们有一个10W的LED台灯,发出来的总光通量是600lm,若这600lm全部集中在1m2的桌面,那桌面的照度就是600lx。
1 调光的作用和意义
灯光是人工照明,为夜晚或自然光不足的场合提供足够的照度。但灯光消耗电力,在不需要时关掉灯光可节约能源。不过在有些时段和情况下,如果可把灯光调到较暗的程度(25%~50%),也是可以显着降低能源消耗的(-50%~-75%)。
据不完全统计,全国的照明负载约占总用电量的20%,亦即照明将消耗发电系统约20%的功率。带可调光的照明产品比不带调光功能的照明产品更节能,实现照度和光通量的调节就是调光器的作用。因此,在照明设计中,充分发挥调光的作用,就完全可以达到大幅度节能的目的。
2 现有的调光方式
2.1 电阻式调光
过去,曾采用最原始的电阻式调光,如图1所示,在照明电路中由一个可变电阻进行调光。应用非常简单,也不会产生干扰,但其分压原理是让电能不完全用在灯具(电器)上,没有效率可言。调暗灯光时,调光电阻因分压过多而产生大量的热能,造成能源的浪费和环境的劣化。故取而代之的是可控硅调光方式。
图1 电阻式调光
2.2 可控硅调光
如图2所示,可控硅调控技术的基本原理是:利用RC移相来延迟触发,实现斩波,改变电压的均方根值(有效值为Vrms)。同时,利用双向可控硅(DIAC)导通电压的对称性,达到可控硅(TRIAC)的对称触发。故改变电阻值就可得到不同的导通角,应用切相原理,减少Vrms,以降低普通负载(电阻负载)的功率。
图2 改变电阻值可得到不同的导通角
因此效率较高,性能也稳定。图3为可控硅调光器的工作原理图。
图3 可控硅调光的工作原理图
可控硅技术在工作中的特性(I-V特性)如图4所示。根据I-V特性可知:TRIAC在导通后,需要维持最小电流(维系电流Ihold)来保持导通,否则会恢复到截止状态;不同的TRIAC会有不同的Ihold值,通常在几毫安到几十毫安之间,有的甚至到50mA才能稳定导通。现在市场上能买到的不同牌号、不同种类的调光器,100W,200W,600W~1000W,功率越大就越需要大的维系电流。如果没有足够的Ihold来保证TRIAC稳定的导通角,那么输出的波形就会不均匀,产生额外的颤动和尖峰,影响输出的Vrms。
图4 可控硅技术在工作中的特性(I-V特性)
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