調(diào)光開(kāi)關(guān)可控硅的基本知識(shí)

• 來(lái)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(kāi)關(guān)可控硅的基本知識(shí)

  
  

  一、什么是調(diào)光開(kāi)關(guān)

          調(diào)光開(kāi)關(guān)是為了滿(mǎn)足人們?cè)诓煌臅r(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(kāi)關(guān)是通過(guò)控制和改變可控硅的相位角來(lái)控制導(dǎo)通程度。

          調(diào)光開(kāi)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(lái)獲得不同強(qiáng)度的光輸出，采用單火線(xiàn)輸入的接線(xiàn)方式，可直接替換現(xiàn)有的墻壁開(kāi)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(guò)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(guò)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(tái)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(jiǎn)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(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓或調(diào)光的。對(duì)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(yáng)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(mén)極控制電壓后仍將維持，一直到加上反向陽(yáng)極電壓或陽(yáng)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(guò)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(guò)的可控硅開(kāi)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(chēng)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(chēng)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(duì)處于反向聯(lián)接的另一個(gè)可控硅（對(duì)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(duì)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(lái)干擾等問(wèn)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(shì)

  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(xiàn)路上產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾信號(hào)（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(wèn)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(duì)于白熾燈是無(wú)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(duì)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(shì)

          可控硅調(diào)光雖然有那么多的缺點(diǎn)和問(wèn)題，但是，它卻有著一定的的優(yōu)勢(shì)，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(chǎng)。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(lái)說(shuō)，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?，墻上已?jīng)安裝了可控硅的調(diào)光開(kāi)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(xiàn)。要更換墻上的可控硅開(kāi)關(guān)和要增加連接線(xiàn)的數(shù)目都不是那么容易，最簡(jiǎn)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(zhuān)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(guó)外很多生產(chǎn)LED驅(qū)動(dòng)IC的廠(chǎng)商都開(kāi)發(fā)出了可以兼容現(xiàn)有可控硅調(diào)光的IC來(lái)。

  
  

  
  

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