淺析調(diào)光系統(tǒng)的效率及散熱問題

   近幾年來，各種音視頻設(shè)備如雨后春筍般地涌現(xiàn)，而電視調(diào)光系統(tǒng)的發(fā)展卻相對(duì)滯后，因此，對(duì)調(diào)光系統(tǒng)的研究就顯得格外重要。
   光，是電視藝術(shù)的生命。調(diào)光系統(tǒng)的安全可靠，是用光來塑造客觀世界的有力保證。任何一個(gè)專業(yè)用的調(diào)光系統(tǒng)，其功率都是很大的,單一個(gè)燈泡就是５ kW甚至10 kW,而一個(gè)表演可用上千個(gè)燈泡。由此可見，一個(gè)調(diào)光系統(tǒng)的總耗電量是驚人的。所以，調(diào)光系統(tǒng)的效率和散熱是十分重要的，它是調(diào)光系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作而保持其可靠性的關(guān)鍵。
   調(diào)光設(shè)備經(jīng)歷了四代：第一代為電阻型調(diào)光器。第二代為變壓器型調(diào)光設(shè)備。第三代是電磁放大器型調(diào)光設(shè)備。第四代是可控硅調(diào)光設(shè)備。第一代的效率最低，第四代的效率最高。
   假如調(diào)光系統(tǒng)的效率不高，其自身所消耗的功率是相當(dāng)可觀的。假設(shè)它的效率為９６％（看起來已經(jīng)是一個(gè)很不錯(cuò)的數(shù)字），當(dāng)它要推動(dòng)一個(gè)６ kW的負(fù)載時(shí)，其本身的功耗就已經(jīng)是：
   6×（１００％－９６％）=0.24 kW
   又假設(shè)一個(gè)調(diào)光立柜有６０個(gè)６ kW的負(fù)載，這時(shí)，它的總功耗就高達(dá)：
   0.２４×６０＝１４.４ kW
   所以，提高調(diào)光系統(tǒng)的效率是很重要的。它不但減少了調(diào)光立柜的溫升（因?yàn)闇厣�和功耗是成正比的），而且也降低了耗電量，從而降低運(yùn)作成本。目前，較先進(jìn)的調(diào)光系統(tǒng)采用了最新的固體開關(guān)及高效扼流圈,其效率高達(dá)９８％以上，減少了由于非100%調(diào)光使電流急劇上升而產(chǎn)生的極大干擾。（可控硅是通過改變導(dǎo)通角來調(diào)整電壓的，它的導(dǎo)通時(shí)間大約只有1 μs左右，這種電流波形實(shí)際上是一個(gè)前沿很陡的脈沖。）
   然而，即便是一個(gè)很高效的調(diào)光系統(tǒng)，散熱系統(tǒng)的性能及設(shè)計(jì)仍是很重要的。就算是９８％的效率，以上述為例，其自身功耗仍高達(dá)７.２ kW。要把這樣大的功耗有效地排到系統(tǒng)之外，保持系統(tǒng)內(nèi)部元件在一個(gè)合理的溫度環(huán)境下工作，散熱系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)就不容忽視。
   目前，世界上流行的立柜散熱系統(tǒng)有3種：強(qiáng)制送風(fēng)、強(qiáng)制抽風(fēng)和智能抽風(fēng)。
   （1）強(qiáng)制送風(fēng)
   這個(gè)散熱系統(tǒng)是把送風(fēng)機(jī)安裝在立柜的底部，使新鮮的空氣從立柜的底部進(jìn)入后加速往上吹，從而帶走可控硅產(chǎn)生的熱量。
   這種做法的好處是效率高，用一個(gè)小風(fēng)機(jī)就可把大量的熱帶走。它的缺點(diǎn)是從下面抽進(jìn)的冷空氣在往上流動(dòng)的途中不斷被可控硅的功耗加溫，故頂部的可控硅溫度就比底部的高得多，從而造成頂部的可控硅的可靠性及壽命下降。
   （2）強(qiáng)制抽風(fēng)
   這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是把抽風(fēng)機(jī)安裝在立柜的頂部。通過適當(dāng)?shù)墓に囋O(shè)計(jì)使新鮮的空氣從每一個(gè)可控硅的前面進(jìn)入，然后通過抽風(fēng)把熱空氣排到立柜之外。
   這種方法通過精密設(shè)計(jì)（流體動(dòng)力學(xué)）和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に嚳刂�，可做到從頂部到底部每一個(gè)可控硅的進(jìn)風(fēng)量都大致相同，這樣就可使每一個(gè)可控硅都在一個(gè)可接受的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，保證了每個(gè)可控硅的可靠性。但這種設(shè)計(jì)也有缺點(diǎn)，就是風(fēng)阻較大，需要增大抽風(fēng)機(jī)的功率，因而噪音也較大。
   （3）智能抽風(fēng)
   因在一般操作情況下，調(diào)光系統(tǒng)很少會(huì)是滿載的，這樣，所需的抽風(fēng)量便可相對(duì)地減少。智能抽風(fēng)就是根據(jù)這個(gè)理論，通過探測(cè)立柜內(nèi)的溫升，然后決定抽風(fēng)量，在一般的操作環(huán)境下風(fēng)機(jī)只需低速運(yùn)轉(zhuǎn)，噪音相對(duì)降低，但當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，風(fēng)機(jī)便相應(yīng)地加速。這樣，既保留了強(qiáng)制抽風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，也同時(shí)解決了高噪音的缺點(diǎn)。
   最后值得一提的是，雖然有了高的調(diào)光效率和良好的散熱系統(tǒng)，但調(diào)光系統(tǒng)始終是個(gè)功率極大的電器系統(tǒng)。高溫及出現(xiàn)的電弧打火等現(xiàn)象是不可能完全避免的。只有在高效率及良好的散熱基礎(chǔ)上，再輔以必要的防高溫及防火措施（如采用高溫阻燃線），才可保證整個(gè)調(diào)光系統(tǒng)的安全使用。

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文章來源：長(zhǎng)沙恒達(dá)舞臺(tái)燈光設(shè)備廠