交流调光灯的设计

目录

摘要： (2)

关键词： (2)

0 引言 (3)

1 电路的设计要求 (3)

2 电路设计所需元件 (3)

3交流调压的原理及控制方式 (4)

3.1 交流调压电路的工作原理 (4)

3.1.1电阻性负载工作原理： (4)

3.1.2电感性负载 (5)

3.2控制方式 (7)

3.2.1通断控制方式 (7)

3.2.2移相控制方式 (7)

4 晶闸管的触发电路 (7)

4.1 晶闸管触发电路的作用 (7)

4.2晶闸管触发电路的要求 (7)

5交流调光灯电路的设计 (8)

6总结 (8)

参考文献 (9)

交流调光灯的设计

摘要：本次课程设计主要是设计出一个单相交流调光灯的电路。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。

关键词：交流调压；晶闸管；阻抗角；分析

Abstract

the curriculum design is mainly to design the circuit of a single-phase AC dimming light. According to the requirements of the subject we pass on the working principle of AC voltage and switching mode and phase shift method designed light circuit voltage alternating current, but also on the trigger circuit and protection circuit are also analyzed in theory, through the analysis of the waveform, we come to the conclusion that when the load impedance angle increases, no matter how big the trigger angle, both ends of load voltage and current are large amplitude oscillation damping, the inductance value is greater in the storage more electricity, concussion is more intense, the thyristor and power also great harm, so we should ensure the load inductance value in the certain scope in the application of electric the road of.

Keywords: AC voltage; thyristor; impedance angle; analysis

0 引言

随着我国调光电路市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。本作品详细地描述了调光灯的基本原理---单相桥式整流电路，先通过变压器将220V交流电压变为要求幅值的交流电，再由整流电路把交流电变为直流电，带动灯泡发光。通过控制导通角来调节输出直流电压的大小，从而实现亮度的调节。设计合理，简单可行，设备成本低，具备一定的市场竞争力。

1 电路的设计要求

电路的设计一定要严格紧密，所以要满足以下几点要求：

（1）理论上掌握并巩固交流调压电路的原理，包括主电路和控制方式。

（2）理论上掌握常用的电力电子器件的特性及其驱动。

（3）能设计正确的电路。

（4）能进行很好的焊接与组装，达到一定的工艺要求。

（5）正确的调试与测量。

2 电路设计所需元件

一套调光灯元件

3交流调压的原理及控制方式

3.1 交流调压电路的工作原理

3.1.1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。改变α角的大小，便改变了输出电压有效值的大小。

（图一）单相交流调压电路（图二）电阻性负载单相交流调压电路工作波形

3.1.2电感性负载

由图4-3（b）可知，晶闸管的导通角θ的大小，不但与控制角有关，而且与负载阻抗角有关。一个晶闸管导通时，其负载电流i0的表达式为：

i0=√2

z U[sin(ωt−φ)−sin(α−φ)e

α−ωt

tanφ](1)

式中：

α≤ωt≤α+θ

z=[R2+(ωL)2]12

φ=arctanω

R

L

当ωt＝α＋θ时，i0＝0。将此条件代入式(1)，可求得导通角θ与控制角α、负载阻抗角φ之间的定量关系表达式为：

sin(α+θ−φ)=sin(α−φ)e

−θ

tanφ(2)

（图三）电感性负载单相交流调压电路及波形

(1)当α＞φ时，由式（2）可以判断出导通角θ＜180°, 正负半波电流断续。α越大，θ越小，波形断续愈严重。

(2)当α＝φ时，由式（2）可以计算出每个晶闸管的导通角θ＝180°。此时，每个晶闸管轮流导通180°，相当于两个晶闸管轮流被短接，负载电流处于连续状态，输出完整的正弦波。

(3)当α＜φ时，电源接通后，在电源的正半周，如果先触发V1，则根据式（2）可判断出它的导通角θ＞180°。如果采用窄脉冲触发，当V1的电流下降为零而关断时，V2的门极脉冲已经消失，V2无法导通。到了下一周期，V1又被触发导通重复上一周期的工作，结果形成单向半波整流现象，如（图七）所示，回路中出现很大的直