调光器（Dimmer）是指在控制信号作用下，实现灯光光亮渐变的装置，是一种采用双向晶闸管的调光设备。调光器通过调节灯具的供电电压/电流，对灯光实施明暗调节，是常规灯具（如PAR灯、回光灯、成像灯）亮度的控制设备，输出电压可在0～220V之间调节。

采用DMX 512控制协议或以太网数字控制系统的数字调光控制台，通过一根传输电缆与调光器（硅箱或调光柜）连接，可控制舞台上大量灯具的亮度。多台硅箱可以串联在一起运行，一条512信号线可以串联512个调光回路。图2-12所示为调光台-硅箱-舞台灯具连接图。

图2-12 调光台-硅箱-舞台灯具连接图

按调光器输入控制信号的特性可分为模拟硅箱（柜）和数字硅箱（柜）两类。

模拟硅箱接受的是模拟调光控制台（或模拟控制面板）发送来的0～10V之间变化的模拟控制信号，硅箱的每一路输出对应各路控制信号，硅箱的输出电压随控制信号电压的改变而在0～220V之间变化。最大缺点是调光台与模拟硅箱之间的传输线路复杂（每一调光回路需一对线缆）和抗干扰性能差，现已基本淘汰。

数字硅箱是指可以接受DMX512数字控制信号的硅箱，控制信号由模拟信号变成了DMX512数字信号。优势在于可方便地远距离传输控制信号，传输线路简单（一根电缆最多可传输512光路的数字控制信号），抗干扰性能好，可以直接使用数字调光控制台来编写调光程序，容易控制，还可以把传统灯具和现代电脑灯结合在一起，由一台数字调光控制台统一控制，方便灯光师的控制使用。

1.数字硅箱的特点

数字硅箱除了可方便地远距离传输、传输线路简单、抗干扰性能好、可以直接使用数字调光控制台来编写调光程序、省去人工手动调光的麻烦等优点外，还具有：

（1）可向调光控制台报告，显示硅箱的运行状态。为使灯光系统的操作人员实时掌握硅箱的运行情况，全数字硅箱通过反馈把它的温度、电流、电压、空气开关状态、负载、风机状态等参数在调光控制台的显示屏上显示。

（2）灵活的过零触发方式。过零触发（交流电源正负交变的零电平点称为过零点）使得灯光师的灯控安排调整极为灵活，大大提高了布光效率。电脑效果灯、烟机等可以接在任一个灯位上，只要将该灯位设为过零触发方式即可，非常方便。

（3）输出预热功能。大功率灯具的热惯性较大，需要预热一段时间才能进行调光，输出预热功能就非常适用。

（4）调光精度高、范围大。数字调光硅箱的调光精度可达1024级以上，调光范围可达1%～100%。有些演出如戏剧、话剧需要细腻的灯光变化效果，要求调光系统用高精度、大范围的调光手段来达到艺术创作效果。

（5）调光输出一致性好。数字调光硅箱把触发脉冲的时序参数存储在单片机的内存中，在同步信号的作用下，不需要对起始出光点和调光范围进行调整，只需调用该时序参数，进行自动计算后发出移相触发命令，使用非常方便。

2.数字硅箱主要技术性能

图2-13所示为HDL-R1212光路数字硅箱。主要技术性能：

（1）10条调光曲线。

（2）1%～100%调光范围。

（3）双标准DMX512输入。DMXA和DMXB。

（4）双网络DMX输入。DMXA和DMXB。

图2-13 HDL-R12 12光路数字硅箱

（5）动态预热。

（6）固定预热。

（7）信号保持。

（8）本机具有分控和集控调光。

（9）可记录或设置6个集控。

（10）输出标配为单路单40A式，另有多种可选。

（11）供电。三相四线制，单相220V±5V，50Hz，TN-S保护接地系统。

（12）额定功率。12路，3kW/路。

实际使用中，调光器的调光回路少则数十路，多则数百回路，此时可由多台不同规格的硅箱和一台电源配电箱构成硅柜。图2-14所示为供流动演出用的流动硅柜。

图2-14 供流动演出用的流动硅柜

3.专业剧院和演播厅使用的插拔式调光柜

专业剧院和演播厅需要使用数千调光回路的调光柜。图2-15所示为Theatrelight公司的PID Ⅱ型19英寸^[1]机架安装式插拔调光柜，可广泛应用于电视台、摄影棚、剧场、音乐厅等需要可靠调光的各种场所。

图2-15 PID Ⅱ型调光柜(www.daowen.com)

PID Ⅱ在原Theatrelight PID的基础上进一步改进，其软件和硬件设计基于Theatrelight公司的两种硅箱：3U高度的19英寸机架式Nebula专业硅箱和壁挂式Meteor舞台调光硅箱。它采用多个微处理器，每一层6个插拔式调光单元，采用一个独立设置的微处理器以增加其可靠性。插拔调光柜中每个硅路的参数可由位于视线位置的LCD显示屏显示各硅路参数，可对中央处理器进行参数设置，菜单系统和按键设置简单易学。

PID Ⅱ可设置为受双DMX信号输入的任一个信号控制，其信号负载占用率为标准RS485的1/10，允许多达100个PID Ⅱ调光柜连接到1条DMX信号线上。PID Ⅱ可按客户要求配接以太网络，或选用6按键智能控制板，通过RS485信号进行远程控制或监控。

PID Ⅱ可按客户要求做成多达10层、每层6个插拔单元的调光柜。每个插拔单元可带1、2或4个硅路，也可为正弦波调光模块。PID Ⅱ可提供普通硅箱或带有场灯控制的舞台软件版本，或大型安装的环境调光软件版本。

（1）每柜48或60个插拔单元。

（2）每个插拔单元可做1路、2路或4路。

（3）可通过主菜单对各硅路进行设置。

（4）闪存芯片存储各硅路设置。

（5）整柜配有一个主CPU，各层带有备份CPU。

（6）安全可靠。主电源供电AC90～265V，45～65Hz。

（7）内设低噪声降温风扇。

4.吊挂式硅箱

图2-16所示为广州市新舞台（RGB）灯光设备有限公司的吊挂式硅箱采用吊挂式硅调，可在需要处灵活设置，既节约了费用，又可与其他使用场合共用，大大地提高了利用率。

图2-16 吊挂式硅箱

主要性能特点：

（1）采用最新数码智能技术。

（2）大容量硅路。最大硅路号可达512。

（3）地址码选择采用方便直观的十进制拨码器，硅箱可选箱号或直选硅路号，组合灵活、方便。

（4）全新外观，改进了电源输入方式，便于流动演出。

（5）采用进口ST（汤姆逊）高品质双向晶闸管全新设计封装模块。

（6）带DMX-512信号隔离放大器，可避免高电压导入调光台。

（7）带高效抗干扰扼流电感，抗干扰能力极佳，对音频、视频几乎无干扰；采用空气开关保险，具有过电流自动关断保护能力。

（8）采用光电隔离高稳定触发线路。

（9）采用最优通风散热设计，自然风冷、无风机、极低噪声，保证硅箱可靠工作。

（10）输出功率大，共6回路，每路输出功率最大可达3300W。

5.正弦波调光器

晶闸管调光器是一种常用的调光设备，调光速度快，变化多。晶闸管器件是一种功率半导体器件，可分为单向晶闸管（SCR）、双向晶闸管（TRAIC）。它具有容量大、功率高、控制特性好、寿命长、体积小等优点。舞台灯光控制设备大都采用晶闸管器件作为功率控制器件。

但是，晶闸管调光也带来了一系列问题，其中最主要的是谐波干扰，在应用中不得不采用笨重的电源滤波器加以解决。

晶闸管调光器是通过调节正弦波交流输入的导通角的大小来控制正弦波周期内的输出能量，从而达到调光效果。很明显，它是切割50Hz的正弦波交流电的导通角来改变输出能量，在这种电路上，电流从截止到导通不是在正弦波的过零点慢慢上升，而是在某个角度下突然上升，这一急剧上升的电流将使输出电压/电流波形产生极大的畸变，形成大量的高次谐波。如图2-17所示。

正弦波调光器采用IGBT（Insulated Gate Bipolar Tran-sistor）绝缘栅双极型大功率晶体管替代大功率晶闸管，将正弦交流输入电压变成输出可调的无谐波的正弦交流电压。其优点在于干扰小、噪声低、效率高，从根本上解决了晶闸管调光器的高次谐波干扰问题。

图2-17 晶闸管调光器输出波形

IGBT是MOSFET（场效应晶体管）与双极晶体管的复合器件，是一种电压控制型器件。它既有MOSFET的易驱动特点，又具有功率晶体管的电压、电流容量大等优点。其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于数万赫兹频率范围内，故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。但是IGBT的瞬间过流能力没有晶闸管好，高速开关过程中的发热问题较难解决，需要重点考虑。

图2-18 晶闸管调光器与正弦波调光器输出波形的对比

图2-18所示为晶闸管调光器与正弦波调光器输出波形的对比图，从中可以看到：晶闸管调光器实际上不存在调节输出电压的过程，而是在调整一个正弦波周期内的能量输出时间，即调整晶闸管导通角大小的工作过程，输出电压、电流的波形随晶闸管导通角的改变而变化。正弦波调光器在调压（调光）过程中改变的是输出电压的幅值，输出波形与输入波形是一致的，不会产生高次谐波。