最新-可控硅的基本工作原理及在调光器中的使用精品

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可控硅的基本工作原理及在调光器中的使用篇一：可控硅调光原理及问题可控硅调光原理及问题时间：2019-11-19202644来源：作者：1前言如今，照明已成为一项主流技术。

手电筒、交通信号灯和车灯比比皆是，各个国家正在推动用灯替换以主电源供电的住宅、商业和工业应用中的白炽灯和荧光灯。

换用高能效照明后，实现的能源节省量将会非常惊人。

仅在中国，据政府*估计，如果三分之一的照明市场转向产品，他们每年将会节省1亿度的用电量，并可减少2900万吨的二氧化碳排放量。

然而，仍有一个障碍有待克服，那就是调光问题。

白炽灯使用简单、低成本的前沿可控硅调光器就可以很容易地实现调光。

因此，这种调光器随处可见。

固态照明替换灯要想真正获得成功的话，就必须能够使用现有的控制器和线路实现调光。

白炽灯泡就非常适合进行调光。

具有讽刺意味的是，正是它们的低效率和随之产生的高输入电流，才是调光器工作良好的主要因素。

白炽灯泡中灯丝的热惯性还有助于掩盖调光器所产生的任何不稳定或振荡。

在尝试对灯进行调光的过程中遇到了大量问题，常常会导致闪烁和其他意想不到的情况。

要想弄清原因，首先有必要了解可控硅调光器的工作原理、灯技术以及它们之间的相互关系。

2可控硅调光的原理图1所示为典型的前沿可控硅调光器，以及它所产生的电压和电流波形。

图1前沿可控硅调光器电位计2调整可控硅()的相位角，当2超过的击穿电压时，可控硅会在每个电压前沿导通。

当可控硅电流降到其维持电流()以下时，可控硅关断，且必须等到2在下个半周期重新充电后才能再次导通。

灯泡灯丝中的电压和电流与调光信号的相位角密切相关，相位角的变化范围介于0度(接近0度)到180度之间。

3调光存在的问题用于替换标准白炽灯的灯通常包含一个阵列，确保提供均匀的光照。

这些以串联方式连接在一起。

每个的亮度由其电流决定，的正向电压降约为34，通常介于28到42之间。

灯串应当由恒流电源提供驱动，必须对电流进行严格控制，以确保相邻灯之间具有高匹配度。

灯要想实现可调光，其电源必须能够分析可控硅控制器的可变相位角输出，以便对流向的恒流进行单向调整。

在维持调光器正常工作的同时做到这一点非常困难，往往会导致性能不佳。

问题可以表现为启动速度慢，闪烁、光照不均匀，或在调整光亮度时出现闪烁。

此外，还存在元件间不一致以及灯发出不需要的音频噪声等问题。

这些负面情况通常是由误触发或过早关断可控硅以及电流控制不当等因素共同造成的。

误触发的根本原因是在可控硅导通时出现了电流振荡。

图2以图表形式对该影响进行了说明。

图2发生在灯电源输入级的可控硅电流与电压振荡可控硅导通时，市电电压几乎同时施加到灯电源的输入滤波器。

施加到电感的电压阶跃会导致振荡。

如果调光器电流在振荡期间低于可控硅电流，可控硅将停止导电。

可控硅触发电路充电，然后重新导通调光器。

这种不规则的多次可控硅重启动，可使灯产生不需要的音频噪声和闪烁。

设计更为简单的滤波器有助于降低此类不必要的振荡。

要想实现成功调光，输入滤波器电感和电容还必须尽可能地小。

振荡的最差条件表现为90度相位角(这时，输入电压达到正弦波峰值，突然施加到灯的输入端)，并且为高输入电压(这时，调光器的正向电流达到最低水平)。

当需要深度调光(比如相位角接近180度)且为低输入电压时，则会发生过早关断。

要可靠地调低光度，可控硅必须单调导通，并停留在电压几乎降至零伏的点
上。

对于可控硅来说，维持导通所需的维持电流通常介于8到40之间。

白炽灯比较容易维持这种电流大小，但对于功耗仅为等效白炽灯10%的灯来说，该电流可降低到可控硅维持电流以下，导致可控硅过早关断。

这样就会造成闪烁和或限制可调光范围。

在设计照明电源时还有许多其他问题构成挑战。

能源之星固态照明规范要求商业和工业应用的最小功率因数必须达到09，照明产品必须满足效率、输出电流容差和的严格要求，并且电源还必须在负载发生短路或开路的情况下作出安全响应。

4调光实用方案()最近所取得的技术进展为如何解决驱动和可控硅的兼容性问题提供了参考范例。

图3是开发的可控硅调光的14驱动器的电路图。

图3隔离式可控硅调光的高功率因数通用输入14驱动器的电路图本设计采用了-系列器件406(1)。

-系列驱动器同时集成了一个725功率和一个连续导通模式初级侧控制器。

控制器可实现单级主动功率因数校正()和恒流输出。

-系列器件所采用的初级侧控制技术可提供高精度恒流控制(性能远优于传统的初级侧控制技术)，省去了隔离反激式电源中常用的光耦器和辅助电路(即次级侧控制电路)，同时控制器中的部分还省去了大容量电解电容。

-系列器件可设置为调光或非调光模式。

对于可控硅相位调光应用，可在参考()引脚上使用编程电阻(4)和在电压监测()引脚上使用4Ω(2+3)电阻，使输入电压和输出电流之间保持线性关系，从而扩大调光范围。

连续导通模式具有两大优势：降低导通损耗(从而提高效率)和降低特征。

特征降低后，使用较小的输入滤波器即可满足标准。

可省去一个电容，并省去共模扼流圈或减小其尺寸。

-器件中内置的高压功率开关频率抖动功能还可进一步降低滤波要求。

输入滤波器尺寸减小意味着驱动电路的电阻性阻抗随之减小，其重要好处就是能大幅降低输入电流振荡。

由于-由其内部参考电源供电，因此可进一步增强稳定性。

对于可调光应用，增加主动衰减电路和泄放电路可确保灯在极宽的调光范围内稳定工作，且无任何闪烁。

恒流控制允许有±25%的电压摆幅，这样就无需根据正向电压降对进行编码，并且±5%的差异仍可确保一致的亮度。

5结束语这个14设计实现了与标准前沿可控硅调光器兼容、极宽调光范围(10001，50005)、高效率(>85%)和高功率因数(>09)的目标。

它说明与灯可控硅调光相关的问题是可以克服的，甚至可以简化驱动器设计，使可调光灯更具成本效益，且达到一致和可靠的性能。

篇二：可控硅调速资料可控硅是把交流电转换为大小可以调节的直流的无触点的开关,广泛运用于电力切换领域，普通可控硅因为无触点,噪音低,无火花,安全耐用,常用在电机调速,灯光调光领域鉴别可控硅三个极的方法很简单，根据-结的原理，只要用万用表测量一下三个极之间的电阻值就可以。

阳极与阴极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上，阳极和控制极之间的正向和反向电阻在几百千欧以上（它们之间有两个-结，而且方向相反，因此阳极和控制极正反向都不通）。

控制极与阴极之间是一个-结，因此它的正向电阻大约在几欧-几
百欧的范围，反向电阻比正向电阻要大。

可是控制极二极管特性是不太理想的，反向不是完全呈阻断状态的，可以有比较大的电流通过，因此，有时测得控制极反向电阻比较小，并不能说明控制极特性不好。

另外，在测量控制极正反向电阻时，万用表应放在*10或*1挡，防止电压过高控制极反向击穿。

若测得元件阴阳极正反向已短路，或阳极与控制极短路，或控制极与阴极反向短路，或控制极与阴极断路，说明元件已损坏。

可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种，都是三个电极。

单向可控硅有阴极（）、阳极（）、控制极（）。

双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成。

即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连，其引出端称2极，其中一只单
向硅阴极与另一只阳极相连，其引出端称2极，剩下则为控制极（）。

1、单、双向可控硅的判别：先任测两个极，若正、反测指针均不动（×1挡），可能是、或、极（对单向可控硅）也可能是
2、1或2、极（对双向可控硅）。

若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。

且红笔所接为极，黑笔接的为极，剩下即为极。

若正、反向测批示均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。

再将旋钮拨至×1或×10挡复测，其中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为极，黑笔所接为1极，余下是2极。

2、性能的差别：将旋钮拨至×1挡，对于1~6单向可控硅，红笔接极，黑笔同时接通、极，在保持黑笔不脱离极状态下断开极，指针应指示几十欧至一百欧，此时可控硅已被触发，且触发电压低（或触发电流小）。

然后瞬时断开极再接通，指针应退回∞位置，则表明可控硅良好。

对于1~6双向可控硅，红笔接1极，黑笔同时接、2极，在保证黑笔不脱离2极的前提下断开极，指针应指示为几十至一百多欧（视
可控硅电流大小、厂家不同而异）。

然后将两笔对调，重复上述步骤测一次，指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧，则表明可控硅良好，且触发电压（或电流）小。

若保持接通极或2极时断开极，指针立即退回∞位置，则说明可控硅触发电流太大或损坏。

可按图2方法进一步测量，对于单向可控硅，闭合开关，灯应发亮，断开灯仍不息灭，否则说明可控硅损坏。

对于双向可控硅，闭合开关，灯应发亮，断开，灯应不息灭。

然后将电池反接，重复上述步骤，均应是同一结果，才说明是好的。

否则说明该器件已损坏可控硅的基本工作原理及在调光器中的使用可控硅是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个结的四层结构的大功率半导体器件，一般由两晶闸管反向连接而成。

它的功能不仅是整流，还可以用作无触点开关的快速接通或切断；实现将直流电变成交流电的逆变；将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。

可控硅和其它半导体器件一样，有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等
优点。

它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。

目前可控硅在自动控制、机电应用、工业电气及家电等方面都有广泛的应用。

可控硅从外形上区分主要有螺旋式、平板式和平底式三种。

螺旋式应用较多。

可控硅有三个极----阳极()、阴极()和控制极()，管芯是型导体和型导体交迭组成的四层结构，共有三个结，与只有一个结的硅整流二极管在结构上迥然不同。

可控硅的四层结构和控制极的引入，为其发挥“以小控大”的优
异控制特性奠定了基础。

可控硅应用时，只要在控制极加上很小的电流或电压，就能控制很大的阳极电流或电压。

目前已能制造出电流容量达几百安培以至上千安培的可控硅元件。

一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅，50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。

我们可以把从阴极向上数的第一、二、三层看面是一只型号晶体管，而二、三、四层组成另一只型晶体管。

其中第二、第三层为两管交迭共用。

可画出图1的等效电路图。

当在阳极和阴极之间加上一个正向电压，又在控制极和阴极之间(相当2的基一射间)输入一个正的触发信号，2将产生基极电流2，经放大，2将有一个放大了β2倍的集电极电流2。

因为2集电极与1基极相连，2又是1的基极电流1。

1又把1(2)放大了β1的集电极电流1送回2的基极放大。

如此循环如图2是一个电视机常用的过压保护电路，当+电压过高时点电压也变高，当它高于稳压管的稳压值时道通，可控硅受触发而道通将+短路，使保险丝熔断，从而起到过压保护的作用。

2、相位触发电路：相位触发电路实际上是交流触发电路的一种，如图3，。