交流调压调光灯设计与仿真研究
项目三单相交流调压调光灯电路
任务一 双向晶闸管及其测试
一、任务描述与目标
双向晶闸管是由普通晶闸管派生出来的，在交流电路中可 以代替一组反并联的普通晶闸管，只需一个触发电路。因 其具有触发电路简单、工作性能可靠的优点，在交流调压、 无触点交流开关、温度控制、灯光调节及交流电动机调速 等领域中应用广泛，是一种比较理想的交流开关器件。本 次任务的目标如下。
从曲线中可以看出，第Ⅰ和第Ⅲ象限内具有基本相同转 换性能。双向晶闸管工作时，它的T1和T2间加正（负）
压，若门极无电压，只要T1和T2间电压低于转折电压，
它就不会导通，处于阻断状态。若门极加一定的正（负） 压，则双向晶闸管在T1和T2间电压小于转折电压时被门 极触发导通。
任务一 双向晶闸管及其测试
所示）时的读数要比反向电阻稍微小一些。如果测得G、 T1间的正、反向电阻均为无穷大（），则说明被测晶 闸管已开路损坏。
任务一 双向晶闸管及其测试
（二）双向晶闸管的特性与主要参数 1．双向晶闸管的特性 双向晶闸管有正反向对称的伏安特性曲线。正向部分位于第Ⅰ象限，反 向部分位于第Ⅲ象限如图。
任务一 双向晶闸管及其测试
（三）双向晶闸管的触发方式 双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负电压都能触发。主电压与 触发电压相互配合，可以得到4种触发方式。 ① Ⅰ+触发方式。主极为T2正，T1为负；门极电压G为正，T1为负。特性 曲线在第Ⅰ象限。 ② Ⅰ-触发方式。主极T2为正，T1为负；门极电压G为负，T1为正。特性曲 线在第Ⅰ象限。 ③ Ⅲ+触发方式。主极T2为负，T1为正；门极电压G为正，T1为负。特性 曲线在第Ⅲ象限。 ④ Ⅲ-触发方式。主极T2为负，T1为正；门极电压G为负，T1为正。特性曲 线在第Ⅲ象限。 由于双向晶闸管的内部结构原因，4种触发方式中灵敏度不相同，以Ⅲ+触 发方式灵敏度最低，使用时要尽量避开，常采用的触发方式为Ⅰ+和Ⅲ−。
交流调压电源的设计与仿真
① 时的工作模态：
图2-5(A) S1导通，S3关断
图2-5(B) 时的续流模态
图2-5(C) 时的续流模态
图2-5(D) S1关断，S3导通
图2-5 基于插入死区时间的PWM方式2的工作模态( )
② 时的工作模态：
图2-6(A) S4导通，S2关断
图2-6(B) 时的续流模态
目前常用的AC/AC变换是交-直-交型变换，这种变换要经过一个直流的过程，也就是说先从交流电整流成直流电，通过对直流电的处理和控制，完成转换的过程，然后再逆变成交流电，输出给用电设备。采用这种方式主要是因为直流电易于控制。但是也有缺点，它仅能实现降压变换，变换级数过多，不但成本较高，而且电路复杂。其整流滤波环节对电网谐波污染严重，滤波电容会使电路的功率因数下降。
（9）
其中， 为一个开关周期内的电容放电电流，可视为直流，其大小等于这个开关周期的负载电流 。那么根据式(9)，要使输出电流纹波不超过规定值，输出滤波电容Co需满足：
（10）
将式（10）推广到整个工频周期，可得电容的设计表达式为：
（11）
因为Buck-Boost电路输入输出电压极性相反，因此，开关管在关断时承受的电压应力为：
主电路应工作在下面两个状态，在此考虑电感和电容上的内阻，两个工作状态的电路简化图如图2-3所示。
图2-2主电路工作状态简化图
假设电感电流方向为从 (见图2-3)时为正，当电感电流为正时，讨论如下。如图2-2，当SW1导通，SW2关断，主电路可以简化成如图2-3(A)所示的电路。输入电压给L充电储存能量，在输出端，电容C向负载供电，它的能量是前一个导通周期存储下来的。SW2关断，SW2导通，主电路可以简化成如图2-3(B)所示的电路。输入端的电源不起作用，在输出端，电感L向负载提供能量，同时对C充电，以保证下一个开关周期的进行。
电路中改变灯泡亮度的方法
电路中改变灯泡亮度的方法电路中改变灯泡亮度的方法可以通过多种途径实现，其中包括调整电压、使用可调光驱动器、改变电流等等。
在本文中，我们将探讨这些方法及其工作原理。
一、调整电压调整电压是最常见的改变灯泡亮度的方法之一。
在直流电路中，通过改变电源电压来控制灯泡亮度是相对简单的。
较高的电压将使灯泡更亮，而较低的电压则会降低灯泡的亮度。
然而，在交流电路中，改变电压的方法会更为复杂。
此时，我们可以通过使用调光器来实现。
调光器可以根据需要将交流电压调整为不同的电压水平，从而改变灯泡的亮度。
这种方法广泛应用于家庭和商业照明领域。
二、使用可调光驱动器可调光驱动器是一种专门设计用于改变灯泡亮度的电路设备。
它通过调整电流波形的特性来改变灯泡的亮度。
可调光驱动器可以根据用户的需求提供不同的调光方式，包括0-10V调光、脉宽调制（PWM）调光等。
0-10V调光是一种常见的调光方式，通过改变电压的大小来调整灯泡的亮度。
脉宽调制调光则是通过改变电流的开关频率和占空比来控制灯泡亮度的。
这些调光方式可以根据不同的应用需求选择，并能够提供灯光亮度的精确控制。
三、改变电流改变电流也是一种改变灯泡亮度的有效方法。
较高的电流将使灯泡更亮，而较低的电流则会使灯泡变暗。
在某些情况下，可以通过改变电路中的电阻值来调整电流，从而实现改变灯泡亮度的目的。
然而，改变电流并不是所有类型的灯泡都适用。
例如，LED灯泡通常需要特定的电流控制来实现调光。
在LED照明应用中，使用LED调光器可以有效地改变电流，从而实现对LED灯泡亮度的调节。
总结改变灯泡亮度的方法有多种，包括调整电压、使用可调光驱动器、改变电流等。
这些方法可以根据具体的应用需求来选择和使用。
在选择合适的方法时，需要考虑电路的复杂性、可调节的范围以及灯泡的类型等因素。
通过正确地应用这些方法，我们可以实现灯光亮度的精确控制，从而满足不同场景下的需求。
晶闸管交流调压器及实例
鼓励企业加大研发投入，推动晶闸管交流调压器的技术创新和产品升级，以满足不断变化的市场需求。
绿色环保
在可持续发展理念的指导下，晶闸管交流调压器的发展应注重节能减排和环保要求，减少对环境的影响。
感谢观看
THANKS
在加热设备中，通过晶闸管交流调压器调节加热元件的工作电压，可以实现温度的精确控制。
03
02
01
晶闸管交流调压器的应用领域
晶闸管交流调压器具有调节范围广、调节线性度高、响应速度快、可靠性高等优点。
优点
晶闸管交流调压器的缺点包括对电网的谐波污染、功耗较大、成本较高等。
缺点
ห้องสมุดไป่ตู้
晶闸管交流调压器的优缺点
02
晶闸管交流调压器的工作原理及电路
晶闸管的工作原理
01
晶闸管是一种半导体器件，由PNPN四层半导体构成，其结构类似于三极管，但有三个电极。
02
当晶闸管承受正向阳极电压时，空穴和电子分别在P1层和N2层中形成，形成强烈的电场，促使空穴和电子迅速向N1层和P2层移动，形成较大的电流。
03
当电流达到一定值时，晶闸管内部会产生一个强磁场，使P2层和N1层中的电子和空穴受到吸引，形成反向电场，使电流减小。
新能源领域
在智能家居系统中，晶闸管交流调压器可用于调节家电设备的电源电压，实现节能和个性化控制。
智能家居
在工业自动化领域，晶闸管交流调压器可用于电机调速、自动控制系统等，提高生产效率和设备性能。
工业自动化
应用领域拓展
对未来发展的展望
标准化和规范化
随着晶闸管交流调压器的广泛应用，未来将需要制定更加完善的标准和技术规范，以确保设备的安全性和可靠性。
定义
交流调光灯课程设计说明书
苏州市职业大学课程设计说明书课题：交流调光灯电路的设计与调试院系：电子信息工程系班级：07电气（1）*名：***学号：*********课程名称：电力电子技术指导教师：**系主任：曹丰文苏州市职业大学课程设计任务书课程名称：电力电子技术起讫时间：2009年6月14日至2009年6月20日院系：电子信息工程系班级：07电气（1）指导教师：**系主任：曹丰文目录第一章交流调压原理 (5)1.1单相交流调压电路的工作原理 (5)1.1.1 电阻性负载 (5)1.1.2 电感性负载 (6)1.2交流调压的控制方式 (8)1.2.1 通断控制方式 (8)1.2.2 移相控制方式 (8)第二章单结晶体管 (9)2.1单结晶体管的结构和等效电路 (9)2.2工作原理和特性曲线 (10)2.3单结晶体管的应用 (11)2.4单结晶体管BT33 (11)第三章晶闸管的触发电路 (12)3.1晶闸管对触发电路的要求 (12)3.1.1 触发脉冲的作用 (12)3.1.2 触发脉冲参数要求 (12)3.1.3 触发脉冲形式要求 (13)3.2晶闸管常用的触发电路介绍 (13)3.2.1简易触发电路 (14)第四章交流调光灯电路的电路设计 (16)4.1交流调光灯电路原理 (16)4.2实物的测试与调试结果分析 (17)实验小结 (18)参考文献： (18)第一章 交流调压原理通过某种装置对交流电压的有效值进行调整叫做交流调压。
1.1 单相交流调压电路的工作原理1.1.1 电阻性负载工作原理：在电源u 的正半周内，晶闸管V1承受正向电压，当ωt ＝α时，触发V1使其导通，则负载上得到缺α角的正弦半波电压， 当电源电压过零时，V1管电流下降为零而关断。
在电源电压u 的负半周，V2晶闸管承受正向电压，当ωt ＝π＋α时，触发V2使其导通，则负载上又得到缺α角的正弦负半波电压。
持续这样的控制， 在负载电阻上便得到每半波缺α角的正弦电压。
综合实践活动——设计和制作一个模拟的调光灯
综合实践活动——设计和制作一个模拟的调光灯【学习目标】1.通过设计和制作模拟的调光电灯，激发学生的学习兴趣和求知欲望，培养学生的动手能力，发展学生的思维能力和创新意识.【学习过程】问题1：现在手边只有6V的电源，要让一个“4.5V 0.5A”的小灯泡正常发光，应怎么办？问题2：在这章刚开始的时候，我们曾留下了一个问题还没解决，舞台灯光的亮度需要调节，收音机的音量需要调节，电扇的转速也需要调节……这些都是通过改变电路中电流的大小来实现的.那么，电路中的电流大小是如何改变的？制作的调光灯应该达到以下要求：（1）调光灯的亮度能够连续调节；（2）注意安全，在调节过程中要避免烧坏电灯；（3）牢固、美观.问题3：在制作前我们先来根据设计要求，画出满足要求的电路图.（1）你是怎样调节电路中电流大小的？选用什么样的材料做变阻器？为什么？（2）电路中的器件应选用怎样的规格？为什么？（3）你是怎样确保电路安全的？采取了哪些保护措施？为什么这些措施能起保护作用？（4）交流讨论：你的电路有哪些功能？其中基本功能是_______________；附加功能是________________.例1：如图所示，为了保证小灯泡不烧坏，试求滑动就阻器的阻值变化范围.2.用一只电阻箱和一只电流表（压）表，你能想办法测出一个待测电阻值吗？说出来与同学交流. 其电路图为：操作步骤为：Rx=___________.【当堂反馈】1．在物理实验中常用到等效替代法.例如将一个7Ω的电阻替换某支路中2Ω和5Ω串联的电路，在其他条件不变的情况下，该支路中电流不变，说明一个7Ω的电阻与阻值为2Ω和5Ω串联的电阻对电流的阻碍作用是等效的，所以可用7Ω的电阻替代2Ω和5Ω串联的电阻.在用图所示电路测量未知电阻的实验中，用的就是等效替代法.其中R x是戴测电阻（阻值大约几百欧），R是滑动变阻器，R0为电阻箱（电阻箱的最大电阻大于R x）.（1）请根据实验电路图把下列主要实验步骤中的空白填齐.①按电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大.②闭合开关S1前，滑片P置于_________端（选填“a”或“b”）.③闭合开关S1.④闭合开关_____，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数I.⑤先断开开关_____，再闭合开关_____，保持______ 的电阻不变，调节______，使电流表的示数仍为I.（2）在此实验中，若将电流表改为电压表，其他器材不变，请画出用等效替代法测量R x电阻的实验电路图.（要求所设计的电路在连接后，只能通过开关改变电路连接情况）2．如图，已知R1的阻值和电源电压，不能求出未知电阻R x的电路图是哪一幅？为什么？3．某同学设计了如右图所示的测R x电阻的电路，闭合S后，分别闭合S1、S2，读出两次电压表的示数，计算出R x的阻值，你能发现他的设计存在的问题吗？请指出.S2 S1VR 1R xS。
单相交流调压电路的设计
摘要交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。
在电力系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。
此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
在这些电源中如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。
这都是十分不合理的。
采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。
单相交流调压电路是对单相交流电的电压进行调节的电路。
用在电热制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等合。
与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制简便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属耗也少关键词：交流；调压；电动机调速；电力系统；变压器；ABSTRACTAc voltage circuit is widely used in lighting control (such as dimmer and stage lighting control) and asynchronous motor, also used in the soft start-up induction motor drive. In the power system, the circuit is also often used to reactive power of continuous adjustment. In addition, in high voltage and low voltage, current, or small current dc power supply, often also adopt ac voltage transformer voltage regulating circuit. In these power such as using thyristor rectifier circuit control of high voltage, low current controlled dc power needs many thyristor series, Similarly, low voltage dc current needs many thyristor parallel. This is very reasonable. Adopt ac voltage transformer voltage circuit in the side, the voltage and current are moderate, as in transformer with diode rectifier side. This circuit, small volume, low cost, easy to design and manufacture.Single-phase ac voltage circuit of single-phase ac voltage is to adjust the circuit. Used in electric heating system, ac motor speed control, lighting control and ac stabilizer etc. Since the voltage transformer with decoupling method, exchange regulating circuit control and speed regulation, the device, light weight, small size, non-ferrous metal consumption is lessKey words: communication; Voltage regulation; Motor drive; Power system; Transformer;目录1 单相交流调压电路设计目的及务 (5)1．1设计目的 (5)1.2设计要求及分析 (5)1.3 设计方案选择 (5)2 单相交流调压主电路设计及分析 (5)2.1电阻负载 (6)2.1.1建立模型仿真 (6)2.1.2仿真参数设置 (6)2.1.3结果分析 (10)2.2阻负载感 (11)3 触发电路 (16)4 保护电路 (18)4.1保护电路设计 (18)4.2过电压的产生及过电压保护 (18)4.3晶闸管过电流保护 (19)5 总电路图 (21)6 单相交流调压电路参数设定与计算 (21)6.1单相交流调压变流器参数设定 (21)6.2单相交流调压变流器电路分析 (21)6.3输出平均电压、电流及输出有功功率 (22)7 总结与体会 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 (27)1单相交流调压电路设计目的及任务1.1设计目的电力电子技术是专业技术基础课，做课程设计是为了让我们运用学过的电路原理的知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告、制作电路等，进一步加深对变流电路基本原理的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础，同时也锻炼了自己的实践能力。
调光台灯的设计
应用设计一、 调光台灯的设计制作――AC/AC单相交流变换电路应用专题1、单相交流变换电路的基本工作原理交流-交流变换电路是将一种形式的交流电变成另一种形式交流电的电路，可以改变相关的电压、电流、频率和相数等参数。
其中只改变电压、电流或控制电路的通断，不改变频率的电路称为交流电力控制电路，交流电力电路可以分为交流调压电路（相位控制）和交流调功电路及交流无触点开关（通断控制）两种。
交流调压电路是通过控制晶闸管的开通相位，来达到调节输出电压有效值的目的，主要应用在灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）、异步电动机软起动、异步电动机调速等场合。
相位控制交流调压又称相控调压，是交流调压中的最基本的控制方式，应用最为广泛。
附图2－1 单相交流调压电路原理图单相交流调压电路的基本工作原理是：在 u1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的开通角α进行控制就可以调节输出电压，正、负半周α起始时刻（α=0）均为电压过零时刻。
稳态时，正、负半周的α 相等，负载电压波形是电源电压波形的一部分，带电阻性负载时负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同。
2、调光台灯的基本工作原理目前市场上出售的电子调光台灯，多用调节双向晶闸管导通角的方法，控制灯泡两端的电压，从而改变灯泡的亮度，满足不同环境的照明需要。
调光台灯常通常采用图2－2所示的电路。
在图2－2电路中，灯泡用交流电压供电，使用双向晶闸管调光，主要由积分移相电路与双向晶闸管主回路组成，负载可以是灯泡、电机、发热体(如电热毯)等。
调节电位器w时可连续地调光、调速、调温。
该电路中主要是双向晶闸管选择，可根据流过的最大电流有效值、承受的最高电压峰值等要素选择，比较简单，在此不再详述。
在调光电路中，关闭开关K，220V交流电源经灯泡、电感L、w 、R对电图2－2 调光台灯的原理接线图容C2充电。
当C2两端电压上升到触发二极管VD的阻断电压时，VD开始导通，C2通过VD向双向晶闸管的G极放电，触发双向晶闸管导通。
基于交流调压的灯光控制电路设计与仿真
2019年27期设计创新科技创新与应用Technology Innovation and Application基于交流调压的灯光控制电路设计与仿真*张星1，冶艳艳2（1.许昌学院，河南许昌461000；2.国网河南省电力公司许昌供电公司，河南许昌461000）引言随着我国经济发展，不管是道路照明还是室内舞台灯光都应用越来越广泛，技术要求也越来越高，随之带来的是电力资源的消耗也越来越大，设计一个合理的灯光控制电路是十分必要的事情，灯光控制电路的设计主要采用电力电子技术中的交流调压电路。
此电路在我们日常生活中，如剧院舞台的调光、城市街道的照明等，同时在异步电机的软启动和调速方面也有很重要的应用[3]。
在一些电流比较小电压比较高的直流电源中[1-2]，如果采用传统的单相或三相整流电路，则晶闸管的数量需要很多，同时需要将这些晶闸管串联或者并联，随之带来的缺陷一是需要多个驱动电路，二是会增加很多损耗，三是会增加成本，因此也大多也采用交流调压电路来弥补这个缺失[4]。
1电路设计1.1控制电路设计灯光控制的核心在于对电压的控制。
交流调压电路是采用相位控制方式交流电力控制电路，通常是将两个晶闸管（SCR ）反向并联，使之交替导通。
交流输出电压是在基本参数一定的情况下，在不同时刻使晶闸管导通，即控制晶闸管不同的相位得到的，通过相位调节可以得到不同的电压，从而可调节不同的灯光效果，具有较快的响应速度[6]，基于交流调压的灯光控制电路如图1所示。
对于纯电阻负载，稳定情况下，分别对正负半周的晶闸管的触发角进行控制，便可调节输出电压的大小。
某时刻使晶闸管导通即可得到与输入电压一致的波形。
纯电阻负载下，晶闸管控制角的移相范围为0°到180°，控制角最小为0°的时候，晶闸管处于一直导通状态，此时负载上的输出电压达到最大值，即为输入电压，当控制角慢慢增大，负载上的输出电压逐渐减小，直到控制角达到最大的移相范围180°时，负载上的输出电压达到最小值0。
调光灯电路的工作原理
调光灯电路的工作原理调光灯电路是一种能够控制灯光亮度的电路，它在生活中的应用非常广泛。
在家庭、办公室、工厂等场所，人们都可以看到调光灯的身影。
那么，调光灯电路的工作原理是什么呢？本文将为大家详细介绍。
一、调光灯的基本组成调光灯由灯具、电源和调光电路三部分组成。
其中，电源为调光电路提供电能，灯具则是将电能转化为光能的装置。
调光电路则是控制灯光亮度的核心部件。
二、调光电路的工作原理调光电路的工作原理是通过改变交流供电电压的有效值来控制灯光的亮度。
调光电路主要有两种类型：调压型和调相型。
1. 调压型调光电路调压型调光电路是通过改变交流电源的电压，从而改变灯具的电压和电流，从而达到调节灯光亮度的目的。
调压型调光电路分为线性调压型和非线性调压型两种。
线性调压型调光电路的工作原理是通过调节电阻或变压器来改变电源输出电压，从而控制灯光的亮度。
非线性调压型调光电路则是通过半导体元件（如晶闸管、三极管等）来控制电源输出电压，从而控制灯光的亮度。
2. 调相型调光电路调相型调光电路是通过改变交流电源的相位，从而改变灯具的电压和电流，从而达到调节灯光亮度的目的。
调相型调光电路分为单相调相型和三相调相型两种。
单相调相型调光电路的工作原理是通过晶闸管等半导体元件来控制电源输出电压的相位，从而控制灯光的亮度。
三相调相型调光电路则是通过三相桥式整流电路和晶闸管等半导体元件来控制电源输出电压的相位，从而控制灯光的亮度。
三、调光电路的优缺点调光电路的优点是能够实现灯光亮度的精确控制，满足不同场所和不同需求下的灯光要求。
例如，在影院中，需要保持较暗的灯光以便观众更好的观影；而在办公室中，需要较亮的灯光以便员工更好的工作。
调光电路的缺点是成本较高，需要较为复杂的电路设计和较高的电器技术水平。
同时，调光电路还会对灯具的寿命产生一定的影响，因此需要注意灯具的选择和使用。
四、结语调光灯电路的工作原理是通过改变电源输出电压或相位来控制灯光亮度的。
单向交流调压调光灯电路总结
单向交流调压调光灯电路总结一、电路组成单向交流调压调光灯电路主要由以下几部分组成：1. 电源部分：用于将市电转换为适合灯珠工作的电压。
2. 调压部分：通过改变输出电压来调节灯的亮度。
3. 灯珠部分：由LED灯珠组成，负责发出光线。
4. 控制部分：用于调节灯的亮度和颜色。
二、工作原理单向交流调压调光灯电路通过改变交流电的电压幅度来调节LED灯珠的亮度。
在工作时，电路会将市电（220V/50Hz）输入到电源部分，由电源部分进行变压，然后输出合适的电压给灯珠。
通过改变电源部分的变压比，可以调节输出电压的大小，从而调节LED灯珠的亮度。
三、调压调光原理调压调光的基本原理是通过改变负载的输入电压或电流来调节其功率消耗，从而达到调节灯光亮度的目的。
在单向交流调压调光灯电路中，调压部分通过改变变压比来调节输出电压，从而调节LED灯珠的输入功率，进而改变其亮度。
四、电路元件1. 变压器：用于将市电转换为适合灯珠工作的电压。
2. 电阻：用于限流和分压。
3. 电容：用于滤波和储能。
4. 二极管：用于整流。
5. LED灯珠：发光元件。
6. 控制元件：用于调节灯的亮度和颜色。
五、电路图解（此处省略了电路图解）六、调试与测试在完成单向交流调压调光灯电路的组装后，需要进行调试与测试以确保其正常工作。
首先，检查各元件是否正确连接，确保无短路或断路现象。
然后，逐渐调节变压器的变压比，观察LED灯珠的亮度变化，同时测量其输入电压和电流，确保在调节过程中电压和电流保持线性关系。
最后，测试控制部分的调节功能，验证其能否正常调节灯的亮度和颜色。
七、性能分析单向交流调压调光灯电路具有以下性能特点：1. 调光范围广：通过调节变压比，可以实现宽范围的亮度调节，满足不同场景下的照明需求。
2. 节能环保：LED灯珠具有高效节能的特点，同时该电路能够实现精确的功率控制，进一步降低能源消耗。
此外，LED灯珠无汞等有害物质，对环境友好。
3. 长寿命：LED灯珠的寿命比传统白炽灯和荧光灯更长，减少了更换灯泡的频率和成本。
交流调压调光灯设计与仿真研究
目录摘要 (2)一、文献综述 (3)二、课程题目与设计要求 (5)三、主电路的设计 (5)3.1工作原理 (5)3.2交流调压调光灯的电路图设计 (10)3.4建模仿真电路图设计 (10)四、触发电路的原理分析 (13)五、保护电路的原理分析 (15)5.1过电压的产生及过电压保护 (15)5.2 晶闸管的过电流保护 (16)六、仿真结果 (17)七、波形分析 (25)7.1电阻型负载波形分析 (25)7.2阻感性负载波形分析 (25)八、自我拓展 (26)8.1三相调压仿真模拟与分析 (26)8.2简易交流调压调光灯电路的MUITISIM模拟 (29)九、设计体会 (32)十、器件选择 (33)十一、分组情况 (34)参考文献 (34)摘要本次课程设计主要是设计出一个单相交流调压调光灯的电路。
根据题目的要求我们通对交流调压的工作原理及其通断方式与移相方式的比较设计出了交流调压调光灯电路图，同时也对触发电路和保护电路也进行了理论分析，通过matlab的仿真分别得到了阻性负载和阻感性负载在不同控制角 的波形，通过对波形的分析，我们得出当负载的阻抗角增大时，不论触发角为多大，负载两端的电压和电流都出现大幅度阻尼振荡，说明电感值越大其储存的电能就越多，震荡也越强烈，对晶闸管和电源危害也很大，因此我们在实际电路的应用中应保证负载的电感值在一定范围内。
关键字：交流调压仿真分析应用This course is designed to design a single-phase ac pressure regulating dimmer circuit. According to the topic request our general of the exchange of the surge, the principle and the hige way and the phase shifting the way is designed the alternating voltage regulation dimmer circuit diagram, simultaneously to trigger circuit and protection circuit, also the theory analysis, through the matlab simulation are obtained in resistance and resistance of load the perceptual load in different control Angle of the waveform, through to the waveform analysis, we conclude that when the load impedance Angle increases, no matter how much for triggering Angle, load on both ends of the voltage and current are greatly appear damped oscillation, the greater the inductance value that the storage of the more power is, the strong shocks, the thyristor and power supply endanger also is very big, so we in the practical circuit applications should guarantee the load inductance value within a certain range.Key word: alternating voltage regulation simulation analysis applications一、文献综述经过多年的发展，交流调压技术在工矿其企业、交通运输、邮电通讯、国防科研、医疗设备、家用电器及建筑大楼等多方面得到广泛应用。
室内灯光控制系统的设计与仿真
摘要本课题主要研究的是针对室内灯光的自动控制展开研究，提出了室内灯光控制的具体原理以及它的具体设计思路，提出了基于室内灯光控制系统的详细设计详细内容，在研究该课题的途中努力学习了智能室内灯光控制系统的硬件设备以及相应的软件。
本研究以STC89C52单片机为主要操作核心，本研究采用了光敏三极管做为对外界自然光线的强度来进行详细检测，采用热红外人体传感器检测教室有没人进出；再根据本控制系统对外界自然光信号与人体存在的红外信号采取的智能判断，以及对室内需要合理打开灯的条件，以完成对室内照明回路智能控制，从而以达到合理节约利用电能的目的。
此外，采用了LCD液晶显示器以用来显示室人数。
本研究主要采用的结构为模块化设计，具有简单，体积小等很多优点，以用来满足本研究达到室内灯光控制系统的要求。
[关键词] :STC89C52；热红外人体传感器；光敏三极管；自动控制；AbstractThe design analyzes the principle and realization method of the classroom light automatic control, and puts forward the classroom lighting design idea of automatic control system, and on this basis to develop the intelligent control system hardware and corresponding software through researching on automatic control method for classroom lighting. This study adopted the light activated triode as to outside natural light intensity to a detailed inspection; According to the control system’s intelligent judgment of the environmental light signal and the human existence signal, as well as to the classroom reasonable conditions, opening the lamp to complete automatic control of the classroom lighting circuit, so as to achieve the purpose of saving electricity，to meet the requirements of this study to the indoor lighting control system.Key words: STC89C52; pyroelectric infrared sensor; automatic control; light activated triode目录第1章绪论 (4)1.1课题钻研的背景及意义 (4)1.2课题研究的内容 (5)第2章系统总体分析 (7)2.1系统整体分析 (7)2.2设计中遇到的问题 (7)第3章系统硬件设计 (9)3.1系统硬件核心 (9)3.2系统主要电路 (10)3.2.1系统主控电路 (10)3.2.2自然光采集电路 (11)3.2.3热红外人体传感器电路 (12)3.2.4系统时钟电路 (13)3.2.6灯控模拟电路 (15)3.2.7LCD1显示电路 (15)第4章系统软件设计 (16)4.1系统主程序设计 (16)4.2系统子程序设计 (17)4.2.1红外人体传感器模块 (17)4.2.2自然光采集模块 (18)4.2.3时钟模块 (19)4.2.4LCD显示模块 (20)第5章系统调试与仿真 (21)5.1仿真软件 (21)5.2仿真注意事项与方法 (23)5.3仿真结果 (23)总结 (27)参考文献 (29)附录 (30)附录一系统硬件仿真电路及原理图如下 (30)附录二源程序如下 (31)致谢 (38)第1章绪论1.1课题钻研的背景及意义在如今的现实生活中，环境保护和能源的枯竭问题一直困扰着人们。
500-1500W软开关型舞台调光灯交流调压系统
2014届毕业设计任务书一、课题名称：500-1500W软开关型舞台调光灯交流调压系统二、指导老师: 王志伟三、设计内容与要求1、课题概述毕业设计是实践教学的重要组成部分之一，是大学生在校理论学习过渡到即将走向社会从事本专业工作不可缺少的一个重要环节。
通过设计可以培养学生综合运用所学理论知识和生产实践的知识去分析问题、解决实际问题的能力，熟悉工程设计的一般步骤和方法。
目前，我国文化演艺行业得到了巨大的发展，文化演艺行业离不开大功率舞台调光灯，舞台灯光系统中大量使用了500—1500W卤素灯及弧光灯作为舞台背景光源，根据舞台布景不同，需要利用交流调压器选择舞台灯光的照度，以达到提高舞台演艺氛围、延长大型舞台照明灯具寿命的目的。
目前虽然国产的舞台调光灯控制系统能够满足大功率调光灯调光的要求，但其可靠性一直不高，且几乎所有舞台调光系统的控制方式为晶闸管前角切波方式交流调压，这种调压方式最大的缺陷在于其功率因数随着移相角的增大而变得很低，多个舞台灯同时使用时，线路损耗会急剧增加，导致舞台灯供电线路过热甚至烧毁，而软开关型调光灯交流调压系统可以克服前角切波型调光灯交流调压系统的主要缺点，属于后切角交流调压系统。
现利用数量尽可能少、市场上易于采购的元器件搭建出可靠性较高的软开关型大功率舞台调光灯控制系统，研究解决大功率软开关型舞台调光灯交流调压系统制作的问题。
2、设计内容与要求本设计要求学生能够通过互联网、图书馆及现场咨询查询相关资料，并设计软开关型舞台灯交流调压电路，通过设计：1）掌握利用555时基电路和大功率VMOS管搭建后切角型软开关舞台灯交流调光电路，掌握如何合理选用电子元器件组建电路，了解选用的各种元器件价格。
2）了解500—1500W软开关型舞台灯交流调压电路的基本工作原理，并结合系统要求给出详细参数指标。
3）掌握电力电子技术与模拟电子技术相结合的控制方式和掌握计算各元器件选取值。
3．主要性能指标及参数1）用于对500—1500W软开关型舞台灯交流调压电路，手动设定舞台灯照度参数值；2）常温下调压比为1:30，温度漂移为5%/0—40℃；3）控制核心为555时基电路，可采用任意公司的555时基电路构成，主电路要求为VMOS管软开关型单相交流调压电路。
一个简易调光灯电路的OrCAD仿真分析与设计
由 郑 州 大 学 大 学 生 创 新 实 验 基 金 资 助 ，“ 照 明 灯 调 光 器 的 设 计 ”， 项 目 编 号 ：２００７ＣＸＳＹ０３３
在正常使用时，ｋ１ 打开，ｋ２ 闭合，灯泡只 并接了 ２ 支路的 １４ μＦ电容，在额定电压下正 常发光；当不需要正常亮度时，可把两个开 关都打开，灯泡未并接电容，或只闭合 ｋ１，灯 泡只并接了 １ 支路的 ７ μＦ电容；当电网电压 降低时，把两个开关都闭合，灯泡就并接了 ２１ μＦ电 容 ，从而提高电压使灯泡达到所需 的亮度。电容应使用 ４５０Ｖ 耐高压铝电解电 容器，整流二极管为 １Ｎ４００７，灯泡为 ４０Ｗ。
图 １ 简易调光灯等电路
图 ２ 电容不同参数时灯泡两端电压波形
（ａ）Ｃ＝０ （ｂ）Ｃ＝５ μ Ｆ （ｃ）Ｃ＝２０ μ Ｆ （ｄ）Ｃ＝５０ μ Ｆ （ｅ）Ｃ＝５００ μ Ｆ 图 ３ 不同电容情况下灯泡两端电压的频谱
图 ４ 不同电容情况下灯泡两端电压有效值
图 ５ Ｕ～Ｃ 关系曲线
工 程 技 术
科技创新导报 ２００９ ＮＯ．０２
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
一个简易调光灯电路的 Ｏ ｒ Ｃ Ａ Ｄ 仿真分析与设计
张衡 杨育霞 郑亚楠 刘国栋 （ 郑州大学电气工程学院 河南郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 分析一个简易调光灯电路， 它既可以调低电压也可以调高电压。通过对电路进行 ＯｒＣＡＤ 仿真分析， 揭示了电路的电压波形、频
调光电路装调实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，使学生掌握调光电路的装调方法，熟悉电路元件的识别与使用，提高学生对电路调试和故障排除的能力，为今后从事相关领域的工作打下基础。
二、实训时间2023年X月X日三、实训地点XX学院电工实验室四、实训内容1. 调光电路的原理分析调光电路是一种利用电子元件实现灯光亮度调节的电路。
本实训所采用的调光电路主要由可控硅、电阻、电容、触发电路等元件组成。
通过改变可控硅的触发角度，可以控制通过灯泡的电流大小，从而实现灯光亮度的调节。
2. 电路元件的识别与检测实训前，首先对电路元件进行识别与检测。
主要包括以下元件：（1）可控硅：采用双向可控硅，用于调节灯光亮度。
（2）电阻：用于限流和分压。
（3）电容：用于滤波和延时。
（4）触发电路：用于产生触发信号。
3. 电路装调（1）按照电路图连接电路，注意元件的极性。
（2）连接电源，检查电路连接是否正确。
（3）开启电源，观察灯光亮度是否正常。
4. 调光效果测试（1）调整触发电路，观察灯光亮度变化。
（2）记录不同触发角度下的灯光亮度。
（3）分析灯光亮度与触发角度之间的关系。
5. 故障排除在实训过程中，可能会遇到以下故障：（1）灯光不亮：检查电源是否连接正确，电阻、电容等元件是否损坏。
（2）灯光闪烁：检查触发电路是否正常，电容是否损坏。
（3）灯光亮度不稳定：检查电阻、电容等元件是否损坏。
针对以上故障，采取以下措施进行排除：（1）检查电源连接是否正确，修复损坏的元件。
（2）检查触发电路是否正常，更换损坏的电容。
（3）检查电阻、电容等元件是否损坏，修复损坏的元件。
五、实训结果与分析1. 调光效果通过调整触发角度，可以实现灯光亮度的调节。
当触发角度增大时，灯光亮度逐渐降低；当触发角度减小时，灯光亮度逐渐升高。
2. 故障排除在实训过程中，成功排除了一般故障，使调光电路恢复正常工作。
3. 实训心得（1）掌握了调光电路的装调方法，提高了电路调试和故障排除的能力。
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目录摘要 (2)一、文献综述 (3)二、课程题目与设计要求 (5)三、主电路的设计 (5)3.1工作原理 (5)3.2交流调压调光灯的电路图设计 (10)3.4建模仿真电路图设计 (10)四、触发电路的原理分析 (13)五、保护电路的原理分析 (15)5.1过电压的产生及过电压保护 (15)5.2 晶闸管的过电流保护 (16)六、仿真结果 (17)七、波形分析 (25)7.1电阻型负载波形分析 (25)7.2阻感性负载波形分析 (25)八、自我拓展 (26)8.1三相调压仿真模拟与分析 (26)8.2简易交流调压调光灯电路的MUITISIM模拟 (29)九、设计体会 (32)十、器件选择 (33)十一、分组情况 (34)参考文献 (34)摘要本次课程设计主要是设计出一个单相交流调压调光灯的电路。
根据题目的要求我们通对交流调压的工作原理及其通断方式与移相方式的比较设计出了交流调压调光灯电路图，同时也对触发电路和保护电路也进行了理论分析，通过matlab的仿真分别得到了阻性负载和阻感性负载在不同控制角 的波形，通过对波形的分析，我们得出当负载的阻抗角增大时，不论触发角为多大，负载两端的电压和电流都出现大幅度阻尼振荡，说明电感值越大其储存的电能就越多，震荡也越强烈，对晶闸管和电源危害也很大，因此我们在实际电路的应用中应保证负载的电感值在一定范围内。
关键字：交流调压仿真分析应用This course is designed to design a single-phase ac pressure regulating dimmer circuit. According to the topic request our general of the exchange of the surge, the principle and the hige way and the phase shifting the way is designed the alternating voltage regulation dimmer circuit diagram, simultaneously to trigger circuit and protection circuit, also the theory analysis, through the matlab simulation are obtained in resistance and resistance of load the perceptual load in different control Angle of the waveform, through to the waveform analysis, we conclude that when the load impedance Angle increases, no matter how much for triggering Angle, load on both ends of the voltage and current are greatly appear damped oscillation, the greater the inductance value that the storage of the more power is, the strong shocks, the thyristor and power supply endanger also is very big, so we in the practical circuit applications should guarantee the load inductance value within a certain range.Key word: alternating voltage regulation simulation analysis applications一、文献综述经过多年的发展，交流调压技术在工矿其企业、交通运输、邮电通讯、国防科研、医疗设备、家用电器及建筑大楼等多方面得到广泛应用。
电力电子交流调压技术分相位控制与斩波控制两类。
相位控制交流调压器，作为传统技术，其功率器件是晶闸管，并且采用移相触法方式，因此，这种调压器的输出信号是非正弦型号，在输出电压时，会给电网带来严重的谐波污染。
斩波控制是一种新型高性能的交流调压技术，在中、小功率领域获得广泛应用。
斩波控制交流调压器采用的功率器件是IGBT或功率三极管，限制了调压的功率，但由于采用了脉宽调制或脉频调制技术，其输出信号非常接近正弦，以此产生的谐波污染运低于相位控制调压器。
然而，在实际中应用极为广泛的晶闸管调压技术，随着企业生产自动化程度的不断提供，对其要求也越来越高。
尤其是在生产单晶硅、多晶硅的企业，要求生产线上的加温设施所用晶闸管交流调压器运行可靠、保护功能齐全，自动化程度高、实施性好。
考虑到目前国内运用的晶闸管调压器触法以模拟电路形式，易受影响，并且无法实时监测电气量变化等不利影响，目前研制了基于DSPic30f6041a的全数字晶闸管交流调压交流调压器，可实现实时负载的工作状态。
全数字、智能控制的全数字交流调压器将成为未来的发展方向！目前，交流调压主要应用在调温的工频加热和感应加热、灯光调节、感应电机软启动、风机和水泵的速度控制、电解电镀的交流侧调压等场合。
在灯光调节领域中，普通的白炽灯和卤素灯通常采用可控硅来调光。
因为白炽灯和卤素灯是一个纯阻器件，它不要求输入电压一定是正弦波，因为它的电流波形永远和电压波形一样，所以不管电压波形如何偏离正弦波，只要改变输入电压的有效值，就可以调光。
采用可控硅就是对交流电的正弦波加以切割而达到改变其有效值的目的。
负载是和可控硅开关串联的。
但是对于LED的驱动电源就会产生音频噪声和闪烁。
控硅调光虽然有那么多的缺点和问题，但是，它却有着一定的的优势，那就是它已经和白炽灯卤素灯结成了联盟，占据了很大的调光市场。
LED灯作为一种广泛应用的新型光源，调光是很重要的。
不仅是为了在家居中得到一个更舒适的环境，在今天来说，减少不必要的电光线，以进一步实现节能减排的目的是更加重要的一件事。
而且对于LED光源来说，调光也是比其他荧光灯、节能灯、高压钠灯等更容易实现，所以更应该在各种类型的LED灯具中加上调光的功能。
具体实现PWM调光的方法就是在LED的负载中串入一个MOS开关管，这串LED的阳极用一个恒流源供电。
然后用一个PWM信号加到MOS管的栅极，以快速地开关这串LED.从而实现调光。
也有不少恒流芯片本身就带一个PWM的接口，可以直接接受PWM信号，再输出控制MOS开关管。
PWM脉宽调制调光的优点有：1.不会产生任何色谱偏移。
因为LED始终工作在满幅度电流和0之间。
2.可以有极高的调光精确度。
因为脉冲波形完全可以控制到很高的精度，所以很容易实现万分之一的精度。
3.可以和数字控制技术相结合来进行控制。
因为任何数字都可以很容易变换成为一个PWM信号。
4. 即使在很大范围内调光，也不会发生闪烁现象。
因为不会改变恒流源的工作条件（升压比或降压比），更不可能发生过热等问题。
但是也存在脉冲频率选择等一系列问题。
并且，普通可控硅调光电路输出到LED的驱动电源时还会产生意想不到的问题，那就是输入端的LC滤波器会使可控硅产生振荡，这种振荡对于白炽灯是无所谓的，因为白炽灯的热惯性使得人眼根本看不出这种振荡。
如果LED灯想要取代可控硅调光的白炽灯和卤素灯灯具的位置，就也要和可控硅调光兼容。
但数字新型的LED调光技术比将在节能新时代异常闪耀！二、课程题目与设计要求课程设计题目：交流调压调光灯设计与仿真研究 设计要求：1、设计交流调压调光灯，并利用仿真软件比较ϕα≤和ϕα≥时，输出电压和电流波形。
2、用matlab 仿真并进行分析。
3、要求对器件的选择和电路图的绘制。
4、比较设计与仿真中出现的问题。
5、设计的心得体会。
三、主电路的设计3.1工作原理单相交流调压电路带组感性负载时的电路以及工作波形如下图所示。
之所产生的滞后是由于阻感性负载时电流滞后电压一定角度，再加上移相控制所产生的滞后，使得交流调压电路在阻感性负载时的情况比较复杂，其输出电压，电流与触发角α，负载阻抗角ϕ都有关系。
当两只反并联的晶闸管中的任何一个导通后，其通态压降就成为另一只的反向电压，因此只有当导通的晶闸管关断以后，另一只晶闸管才有可能承受正向电压被触发导通。
由于感性负载本身滞后于电压一定角度，再加上相位控制产生的滞后，使得交流调压电路在感性负载下大的工作情况更为复杂，其输出电压、电流波形与控制角α、负载阻抗角ϕ都有关系。
其中负载阻抗角)arctan(R wL=ϕ,相当于在电阻电感负载上加上纯正弦交流电压时，其电流滞后于电压的角度为ϕ。
为了更好的分析单相交流调压电路在感性负载下的工作情况，此处分ϕαϕαϕα<=>，，三种工况分别进行讨论。
（1）ϕα>情况图3-1电路图图3-2工作波形图（ϕα>工况）上图所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图，以及在控制角触发导通时的输出波形图，同电阻负载一样，在i u 的正半周α角时，i T 触发导通，输出电压o u 等于电源电压，电流波形0i 从0开始上升。
由于是感性负载，电流o i 滞后于电压o u ，当电压达到过零点时电流不为0，之后o i 继续下降，输出电压o u 出现负值，直到电流下降到0时，1T 自然关断，输出电压o u 等于0，正半周结束，期间电流o i 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角0θ。
由后面的分析可知，在ϕα>工况下， 180<ϕ因此在2T 脉冲到来之前1T 已关断，正负电流不连续。
在电源的负半周2T 导通，工作原理与正半周相同，在o i 断续期间，晶闸管两端电压波形如图1-2所示。
为了分析负载电流o i 的表达式及导通角θ与α、ϕ之间的关系，假设电压坐标原点如图所示，在αω=t 时刻晶闸管T 1导通，负载电流0i 应满足方程： L0Ri d d tio +=i u =i U 2sin t ω其初始条件为： 0|0==αwt i解该方程，可以得出负载电流0i 在θαα+≤≤wt 区间内的表达式为： ])s i n ()[s i n ()(2t a n/)(20ϕαωϕαϕωω-----+=t i et L R U i当θαω+=t 时，00=i ，代入上式得，可求出θ与α、ϕ之间的关系为ϕθϕαφθαtan )sin()sin(--=-+e利用上式，可以把θ与α、ϕ之间的关系用下图的一簇曲线来表示。