双向可控硅调光电路分析

3. 双向可控硅调光电路分析

左图是一个典型的双向可控硅

调光器电路，电位器POT1和电阻R1、

R2 与电容C2构成移相触发网络，当

C2的端电压上升到双向触发二极管

D1的阻断电压时，D1击穿，双向可

控硅TRIAC被触发导通，灯泡点亮。

调节POT1可改变C2的充电时间常数，TRAIC的电压导通角随之改变，也就改变了流过灯泡的电流，结果使得白炽灯的亮度随着POT1的调节而变化。POT1上的联动开关SW1在亮度调到最暗时可以关断输入电源，实现调光器的开关控制。

可控硅可控硅一旦被触发导通后，将持续导通到交流电压过零时才会截止。可控硅承担着流过白炽灯的工作电流，由于白炽灯在冷态时的电阻值非常低，再考虑到交流电压的峰值，为避免开机时的大电流冲击，选用可控硅时要留有较大的电流余量。

触发电路触发脉冲应该有足够的幅度和宽度才能使可控硅完全导通，为了保证可控硅在各种条件下均能可靠触发，触发电路所送出的触发电压和电流必须大于可控硅的触发电压UGT与触发电流I GT的最小值，并且触发脉冲的最小宽度要持续到阳极电流上升到维持电流（即擎住电流I L）以上，否则可控硅会因为没有完全导通而重新关断。

保护电阻 R2是保护电阻，用来防止POT1调整到零电阻时，过大的电流造成半导体器件的损坏。R2

功率调整电阻 R1决定白炽灯可调节到的最小功率，若不接入R1，则在POT1调整到最大值时，白炽灯将完全熄灭，这在家庭应用中会造成一定不便。接入R1后，当POT1调整到最大值时，由于R1的并联分流作用，仍有一定电流给C2充电，实现白炽灯的最小功率可以调节，若将R1换为可变电阻器，则可实现更精确的调节，以确保量产的一致性。同时R1还有改善电位器线性的作用，使灯光变化更适合人眼的感光特性。

电位器小功率调光器一般都选择带开关的电位器，在调光至最小时可以联动切断电源，这种电位器通常分为推动式（PUSH）和旋转式（ROTARY ）两种。对于功率较大的调光器，由于开关触点通过的电流太大，一般将电位器和开关分开安装，以节省材料成本。考虑到调光特性曲线的要求，一般都选择线性电位器，这种电位器的电阻带是均匀分布的，单位长度的阻值相等，其阻值变化与滑动距离或转角成直线关系。

滤波网络由于被可控硅斩波后的电压不再呈现正弦波形，由此产生大量谐波干扰，严重污染电网系统，所以要采取有效的滤波措施来降低谐波污染。图中L1和C1构成的滤波网络用来消除可控硅工作时产生的这种干扰，以便使产品符合相关的电磁兼容要求，避免对电视机、收音机等设备的影响。

温度保险丝对于大功率的调光器或用于组群安装的调光器，内部温升比平时要高，在电路中安装一只温度保险，可以在异常温升时切断电路，防止灾害事故的发生。

3.1可控硅的缓冲保护

可控硅在电路中工作时，它的开关状态并不是瞬间完成的。可控硅刚导通时的等效阻抗还很大，这时如果电流上升很快，就会造成很大的开通损耗；同样，在可控硅接近完全关断

时也还有较大电流，这时如果可控硅两端的电压迅速上升，也会产生很大的关断损耗。开关损耗会导致可控硅的发热量增加，严重时会造成期间烧毁。采用适当的缓冲措施来抑制电流和电压的上升速率，可以有效改善可控硅的开关工作条件。

3.2可控硅调光器的滞后现象

普通的可控硅调光电

路存在开机功率和关机功

率不一致的现象，这种电位

器调至最小角度时的功率

比开机时同一位置的功率

要大的现象，就是普通调光

器的滞后效应。滞后效应产

生的原因是每次触发可控硅时，充电电容被部分放电引起的。在触发二极管上串入一个小电阻可以减轻这种现象，更有效的方法是采用上图的电路，用C2去触发可控硅，避免了滞后效应的出现。

3.3可控硅调光器的最小负载限制

使用可控硅调光器时，当负载小于一定功率时，灯泡就会出现闪烁现象，这是由于可控硅的最小维持电流不足所引起的。由于不同型号的可控硅的最小维持电流并不一致，所以生产厂家都会在产品说明上标示出适用的最小负载功率限制，在使用时必须注意这个问题。

3.4白炽灯的闪烁

我们知道，人眼的瞳孔会随外界亮度的变化而调节大小，以控制进入眼睛的光线强度，但这个调节速度与景物的变化有一个约50~200mS的时间差，目的是用来防止外界亮度快速变化引起的眼部肌肉疲劳，人眼的这个特性称为“视觉暂留”。

白炽灯使用的是交变的50Hz电压，由于交流电的正负半波都会使白炽灯发光，所以白炽灯在1s内要闪烁100次，也就是闪烁周期是10ms，这个时间小于人眼的最小视觉暂留时间，同时由于灯丝发光后的热惰性较大，所以人眼很难感觉到白炽灯的闪烁存在。