壇子里很多同學在做配可控硅調光器的節能燈或是LED燈,以下資料很老了,但差不多對可控硅調光器各方面的問題都提了一下,有興趣的可以參考一下。
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1.調光器的分類
調光器有很多種類別,按電源不同可以分為交流調光和直流調光,按控制電路的原理可以分為幅值調光和相位調光,按開關器件的種類可以分為無源調光和有源調光,按光線變化的級別可以分為分段調光和無極調光,按負載類型可以分為對電光源的直接調光和對照明控制器的間接調光等,下面對調光器的分類作綜合介紹。
1.1調幅式調光
1.1.1可變電阻器調光
可變電阻器調光是最早出現的調光方法,通過在白熾燈照明回路中串接一只大功率可變電阻器,調節可變電阻器就可以改變流過白熾燈的電流值,從而改變燈光亮度。這種調光方式在交直流電源回路中都可使用,并且不會產生無線電干擾,但由于可變電阻的功耗高、發熱大,導致系統的效率很低,一般只作為原理演示使用。
1.1.2自耦調壓器調光
用一個自耦調壓器串接在交流回路中,通過調節電刷的位置來改變供給白熾燈的電壓幅值,從而改變燈光亮度。雖然自耦調壓器體大笨重,還有工頻噪音,但由于系統效率較高,增減負載也不影響調光等級,在早期曾經大量用于舞臺調光,現在雖然應用較少了,但這種調壓器各位同學應該都不陌生。
1.1.3二極管分檔式調光電路
這個電路由一只三檔開關控制,分別作全電壓供電、半波供電和關斷控制。這里的二極管可以看成是一個工作在導通狀態的單向可控硅(SCR),這種調光方式是調幅式調光到相位調光的過渡類型。由于白熾燈半波供壓是一個固定電壓值,不能任意調節,并且白熾燈在半波電壓下會輕微閃爍,所以這種電路的實用性不是很好。類似這樣的一個玩意就是電吹風,一些便宜電的電吹風就是靠切換一個1N5397來換檔的。
1.2調相式調光
調相式調光是通過調節交流電每個半波的導通角來改變正弦波形,從而改變交流電流的有效值,以此實現調光的目的,也稱為“斬波式”調光。調相式調光包括前沿相位控制和后沿相位控制(也稱前切和后切)兩種類型,工作原理與調幅式調光完全不同。
1.2.1 前沿相位控制調光器
前沿調光器具有調節精度高、效率高、體積小、重量輕、容易遠距離操縱等優點,在市場上占主導地位,多數廠家的產品都是這種類型調光器。前沿相位控制調光器一般使用可控硅作為開關器件,所以又稱為可控硅調光器。
可控硅調光器雖然電路簡單、成本低廉,但由于可控硅開關時會產生較強的無線電干擾,若不采取有效的濾波措施,將會妨礙許多電器的使用。另外,可控硅調光器在開通時有一個很陡的前沿,電壓波形從零電壓突然跳高,這對白熾燈類電阻性負載的影響不大,但卻不適合氣體放電光源的調光使用。因為多數氣體放電光源都需要驅動電路來配合工作,而驅動電路是一種容性負載,可控硅調光器產生的電壓跳變會在容性負載上產生很大的浪涌電流,使電路工作不穩定,甚至造成驅動電路燒毀的故障。
1.2.2 后沿相位控制調光器
后沿相位控制調光器一般使用MOSFET作為開關器件,所以又稱為MOSFET調光器。后沿相位控制調光器除了具有可控硅調光器的優點外,一個重要的特性就比較適應氣體放電燈的調光需要。隨著世界范圍內對白熾燈的淘汰不斷加快,用戶對呈容性阻抗的電子節能燈等光源進行調光的需求開始逐漸增多,而后沿調光器正好適應這種市場變化。不過,有些事情也不是這么絕對,后沿調光器也并不是電子節能燈的什么神,有時候也不是這么靈光的,這個問題后面再說。
1.3 PWM調光器
PWM調光器最早用于直流電源中對小功率鎢絲燈泡等線性負載調光,它利用一個PWM信號去控制開關器件,通過調節流過燈泡的電流來實現調光控制。 這種調光方式現在也在LED上有應用,相比可控硅調光來說要容易得多。