摘要：电影放映是集光、声、电、磁、机械诸技术于一体的具有特色的综合技术，电影放映机则是应用综合技术的机电产品，其中氙灯电源系统是实现电影放映的核心单元。因此研究具有体积小、重量轻、效率高、可靠性好、稳流特性佳的缸灯电源系统是电影机械制造业始终关注的技术问题。
关键词：新型电影放映；大功率；氙灯；电源
1 大功率氙灯的工作特点
电影放映机中采用的光源大都是超高压球形弧氙灯(简称氙灯)，其工作原理是利用等离子体放电产生的点光源发光，该灯输出的光特性具有亮度大，发光效率高、光斑集中、稳定性好、使用寿命长、辐射色调接近于天然色调、清洁、方便、一开即亮等优点，因此在电影放映机中广泛使用。低灯光源在触发点嫩过程中，需要三种电压，即触发电压，辅助电压及工作电压，其中工作电压是氛灯燃亮后正常工作状态下的电压，它是由氙灯电源提供的；而触发电压和辅助电压均由氨灯触发器提供。图1示出氛灯的电压电流伏安特性曲线。触发电压的作用是在氨灯的两极之间建立起极强的电场，使气体迅速电离击穿，形成放电火花，如图1中O一A一B段。触发电压采用高频高压(几MHZ，30-50kv)，高频是为了增加电子与气体分子碰搜的机会；高压则是为了加速灯内剩余电离了的电子的运动，以增加电子与气体分子碰撞的能量。由于气体放电是依靠阴极的热电子发射来维持放电的，阴极需要足够高的温度，而阴极的加热是依靠自身流过的电流来完成的，所以气体放电灯的火花放电需要足够大的能量，以迅速加热电极，提高其热电子发射的能力，使放电电流迅速增大，借以迅速扩展火花放电通道，变火花放电为辉光放电，进而过渡到弧光发电，如图1中B-C-D-E段，所以辅助电压一般大于SOv，用以加热电极，它必须具有足够的能量。从上述分析可知，氙灯的工作必须由三个电压共同完成，且具有一定的顺序，只有当氙灯电源和辅助电压都加到赢灯上之后，才能接通触发高频高压，使氨灯激发点然，当氨灯由激发过渡到弧光放电之后，马上要关断高频高压，进入工作区后，又要立即关断辅助电压。由电影放映氛灯的工作过程及技术规范获得对电影放映氙灯电源的技术要求：第一，在正常使用条件下，可靠地把三相工频电网电源(38OV士10%)变换成低压大电流氨灯电源。第二，在额定输入电压的条件下，当输出电流调节在70%-110%额定电流的任一值上，由负载变化而引起输出直流电压在70%-110%额定电压范围内的变化，且电源输出电流的稳流精度镇士4%的额定输出直流电流。第三，在额定输出电压的条件下，当输出电流调节在额定电流的70%-110%的任一值上，输入电压在380V士10写的范围内变化时，电源输出电流的稳琉精度《士4写的额定电流。第四，电源在额定输入电压条件下，输出端开路，空载电压应大于80V。第五，在额定输入电压下，将调节电流的电位器调整在额定输出电流的位置上，其输出端短路 电流稳定值应不大于额定电流的110%。第六，在额定输入输出时，电源输出电流的脉动系数应提4%。第七，电源系统具有较强的抗干扰能力和可靠性，特别是对氨灯触发过程中产生的多种放电干扰应具有较强的抑制力。第八，电源系统具有电流闭环负反馈功能且具有较好的稳流精度，以避免当电网波动和负载变化时，保持电源输出电流的稳定，不形成氙灯亮度闪烁。
图1氙灯的电压电流伏安特性
2 氙灯电源的技术要求
2.1 氙灯电源工作电流调节范围
放映机放映电影时—般都是两台放映机交替工作。要求两台放映机的光强及光学性能应尽可能一致。由于氙灯制造工艺的误差，氙灯发出的光谱、光强不同，两台放映机的光学系统也不同，这些都会影响到放映的效果。另外氙灯使用—段时间后，发光效率会降低。为了两台放映机的一致性，所以需要用调节氙灯电源的输出电流来弥补此不—致性。—般规定是70-100％。
2.2 空载电压
小于l000W以下的氙灯空载电压大于50伏特，大于1000W到3000W的氙灯空载电压大于65伏特，大于3000W-5000W的氙灯空载电压大于80伏特。氙灯点燃前的点火电压都高于点燃后的工作电压的这—要求，目的是为了氙灯在点燃瞬间（即引弧时能积蓄较大的能量），完成克服灯极材料的溢出功而引弧燃灯。
3 氙灯开关电源电路及核心元件
电影放映机中的开关电源电路主要包括功率变换电路和开关管保护电路，稳流电路及稳纹波电路，脉宽控制和驱动电路等。下面就主要电路及核心元件分别予以介绍。
3.1 功率变换电路
功率变换电路直接把交流市电整流滤波，得到未稳定的直流电压，经过直流变换器进行高频变换，得到高频交流电压再经过整流滤波就可以获得稳定的直流输出电压。该输出电压依靠控制电路调整变换器的脉冲宽度而得到稳定。由于省掉了电源变压器和大滤波电感线圈，因而重量减轻、体积缩小、效率提高。其中控制电路采用了技术成熟的集成电路，从而使得元器件数目大大减少，简化了电路形式提高了电源的可靠性。
3.2 开关管保护电路
开关电源对开关管的要求是耐压高，电流大，饱和压降低开关特性好热阻小以及漏电流小而稳定等。此外，开关管由于直接操作在电网上不仅电压高，而且转换电流大，同时还会遇到共同导通平衡及高频变压器的饱和等同聪确保它的可靠运行，所以可采用场效应晶体管。它是具有高输入阻抗的电压控制器件，驱动电路简单．开关时间快，工作效率高，可以方便地控制开关速度。
3.3 稳流电路
由于高频变压器的工作频率较高(几十kHz)．因此它的体积要比工频变压器缩小了许多倍。它的性能好坏不仅影响自身发热及效率等而且还会影响到开关电源的技术性能和可靠性。它不仅会以漏感、励磁电流等方式起作用，而且它一旦发生饱和将意味着励磁电流的急居4增加，开关管无疑会立即损坏。所以应采用高频损耗小的铁氧体材料作磁芯开关管保护电路，采用RC网络以改变开关管负载特性，减小开关管的自身功耗，增加电源的稳定性。设置脉冲控制电路中的死区时间防止脉宽太宽造成两管共同通导。增加阻尼网络及隔离网络，以消除自激振荡及电路相互间的串扰。
3.4 稳纹波电路
纹波就是供给氙灯的直流电流中的不稳定成份也叫脉动波。纹波系数是一个说明电流脉动程度的重要指标，越小越好轻工业部标准为纹波系数不得大干7％。通过负反馈电路来控制脉冲宽度快速跟随变化，以减小脉动电流。
3.5 脉宽控制和驱动电路
控制和驱动电路的作用是向开关管提供一对相位差180。，对称和宽度可变的矩形脉冲列。通过这一对脉冲电压的有和无、宽和窄、脉宽的变化量和输出电压变化量的关系为简化电路形式，采用集成电路来实现控制电路的功能。驱动电路具有～定的电路增益在输入电网电压以及负载电流允许的变化范围内。使输出电压达到规定的要求，满足开关管对驱动信号波形的要求。同时实现输出和反馈输入之间的绝缘。
结束语：
总之采用开关电源的氙灯电源具有体积小，重量轻，效率高的特点。实践证明其不仅热量小，稳流精度高、纹渡系数小，能输出低电压、大电流并有良好的恒流特性。当负载或电源电压发生变化时，输出电流基本稳定，而且输入电网电压范围大，显示功能齐全，易于触发操作简便。有利于节约能源，简化操作，能够满足放映的需要。
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[3]陈浩.UPS电源的工作原理及其在电视播出中的重要性[J].中国传媒科技.2018(05)
论文作者:王颖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
标签：氙灯论文; 电压论文; 电源论文; 电路论文; 电流论文; 电影放映论文; 工作论文; 《基层建设》2018年第35期论文;