調(diào)光開關(guān)可控硅的基本知識

• 來源：宇芯電子 更新時(shí)間：2020-03-17 12:03:16點(diǎn)擊：6次

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  調(diào)光開關(guān)可控硅的基本知識

  
  

  一、什么是調(diào)光開關(guān)

          調(diào)光開關(guān)是為了滿足人們在不同的時(shí)候?qū)艄饬炼鹊牟煌枨蠖l(fā)展而成的。從原理上電子調(diào)光開關(guān)是通過控制和改變可控硅的相位角來控制導(dǎo)通程度。

          調(diào)光開關(guān)即電源流經(jīng)負(fù)載的時(shí)間，這樣改變了電光源的輸入的電壓和電流來獲得不同強(qiáng)度的光輸出，采用單火線輸入的接線方式，可直接替換現(xiàn)有的墻壁開關(guān)。

   

  
  

  二、可控硅調(diào)光原理

          如圖為前沿切相可控硅調(diào)光電路，當(dāng)C2上的電壓達(dá)到或超過可控硅G極正觸發(fā)電壓時(shí)，可控硅會(huì)在每個(gè)AC電壓前沿導(dǎo)通，當(dāng)可控硅電流降至其維持電流以下后，可控硅關(guān)斷，且必須等到C2重新充電至其G極正觸發(fā)電壓以上后才能重新導(dǎo)通。通過調(diào)節(jié)R2電阻值改變C2的充電速度，可改變可控硅導(dǎo)通的相位角，變化范圍接近于0°-180°

  
  

  

  
  

  
  

  三、可控硅在調(diào)光器的應(yīng)用

          可控硅調(diào)光器是目前舞臺照明、環(huán)境照明領(lǐng)域的主流設(shè)備。使用可控硅調(diào)光技術(shù)，匹配安裝使用時(shí)較為簡單，只需要替換LED燈具即可。

          在照明系統(tǒng)中使用的各種調(diào)光器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)交流調(diào)壓器，老式的變壓器和變阻器調(diào)光是采用調(diào)節(jié)電壓或電流的幅度來實(shí)現(xiàn)的，如下圖所示。u1是未經(jīng)調(diào)壓的220V交流電的波形，經(jīng)調(diào)壓后的電壓波形為u2，由于其幅度小于u1，使燈光變暗。在這種調(diào)光模式中，雖然改變了正弦交流電的幅值，但并未改變其正弦波形的本質(zhì)。

  
  

  

  
  

          與變壓器、電阻器相比，可控硅調(diào)光器有著完全不同的調(diào)光機(jī)理，它是采用相位控制方法來實(shí)現(xiàn)調(diào)壓或調(diào)光的。對于普通反向阻斷型可控硅，其閘流特性表現(xiàn)為當(dāng)可控硅加上正向陽極電壓的同時(shí)又加上適當(dāng)?shù)恼蚩刂齐妷簳r(shí)，可控硅就導(dǎo)通；這一導(dǎo)通即使在撤去門極控制電壓后仍將維持，一直到加上反向陽極電壓或陽極電流小于可控硅自身的維持電流后才關(guān)斷。普通的可控硅調(diào)光器就是利用可控硅的這一特性實(shí)現(xiàn)前沿觸發(fā)相控調(diào)壓的。在正弦波交流電過零后的某一時(shí)刻t1（或某一相位角wt1），在可控硅控制極上加一觸發(fā)脈沖，使可控硅導(dǎo)通，根據(jù)前面介紹過的可控硅開關(guān)特性，這一導(dǎo)通將維持到正弦波正半周結(jié)束。因此在正弦波的正半周（即0~p區(qū)間）中，0~wt1范圍可控硅不導(dǎo)通，這一范圍稱為控制角，常用a表示；而在wt1~p間可控硅導(dǎo)通，這一范圍稱為導(dǎo)通角，常用j表示。同理在正弦波交流電的負(fù)半周，對處于反向聯(lián)接的另一個(gè)可控硅（對兩個(gè)單向可控硅反并聯(lián)或雙向可控硅而言）在t2時(shí)刻（即相位角wt2）施加觸發(fā)脈沖，使其導(dǎo)通。如此周而復(fù)始，對正弦波每半個(gè)周期控制其導(dǎo)通，獲得相同的導(dǎo)通角。如改變觸發(fā)脈沖的施加時(shí)間（或相位），即改變了導(dǎo)通角j（或控制角a）的大小。導(dǎo)通角越大調(diào)光器輸出的電壓越高，燈就越亮。從上述可控硅調(diào)光原理可知，調(diào)光器輸出的電壓波形已經(jīng)不再是正弦波了，除非調(diào)光器處在全導(dǎo)通狀態(tài)，即導(dǎo)通角為180°（或p）。正是由于正弦波被切割、波形遭受破壞，會(huì)給電網(wǎng)帶來干擾等問題……

          好的調(diào)光設(shè)備應(yīng)采取必要措施，努力降低使用可控硅技術(shù)后產(chǎn)生的干擾。

   

  四、可控硅調(diào)光的缺點(diǎn)和優(yōu)勢

  1、缺點(diǎn)

          （1）、可控硅破壞了正弦波的波形，從而降低了功率因素值，通常PF低于0.5，而且導(dǎo)通角越小時(shí)功率因素越差（1/4亮度時(shí)只有0.25）。

          （2）、同樣，非正弦的波形加大了諧波系數(shù)。

          （3）、非正弦的波形會(huì)在線路上產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾信號（EMI）

          （4）、在低負(fù)載時(shí)很容易不穩(wěn)定，為此還必須加上一個(gè)泄流電阻。而這個(gè)泄流電阻至少要消耗1-2瓦的功率。

          （5）、在普通可控硅調(diào)光電路輸出到LED的驅(qū)動(dòng)電源時(shí)還會(huì)產(chǎn)生意想不到的問題，那就是輸入端的LC濾波器會(huì)使可控硅產(chǎn)生振蕩，這種振蕩對于白熾燈是無所謂的，因?yàn)榘谉霟舻臒釕T性使得人眼根本看不出這種振蕩。但是對于LED的驅(qū)動(dòng)電源就會(huì)產(chǎn)生音頻噪聲和閃爍。

   

  2、優(yōu)勢

          可控硅調(diào)光雖然有那么多的缺點(diǎn)和問題，但是，它卻有著一定的的優(yōu)勢，那就是它已經(jīng)和白熾燈鹵素?zé)艚Y(jié)成了聯(lián)盟，占據(jù)了很大的調(diào)光市場。如果LED想要取代可控硅調(diào)光的白熾燈和鹵素?zé)魺艟叩奈恢?，就也要和可控硅調(diào)光兼容。

          具體來說，在一些已經(jīng)安裝了可控硅調(diào)光的白熾燈或鹵素?zé)舻牡胤剑瑝ι弦呀?jīng)安裝了可控硅的調(diào)光開關(guān)和旋鈕，墻壁里也已經(jīng)安裝了通向燈具的兩根連接線。要更換墻上的可控硅開關(guān)和要增加連接線的數(shù)目都不是那么容易，最簡單的方法就是什么都不變，只要把燈頭上的白熾燈擰下，換上帶有兼容可控硅調(diào)光功能的LED燈泡就可以。這種戰(zhàn)略就像LED日光燈一樣，最好做成和現(xiàn)在的T10、T8熒光燈尺寸大小完全一樣，不需要專業(yè)電工，普通老百姓就可以直接更換，那就可以很快普及。因此國外很多生產(chǎn)LED驅(qū)動(dòng)IC的廠商都開發(fā)出了可以兼容現(xiàn)有可控硅調(diào)光的IC來。

  
  

  
  

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