调光台灯—晶闸管相控调光法

调光台灯给人们的生活带来很多方便，通过调节调光旋钮就可以改变光源的亮度，以满足在不同情况下人们对亮度的要求。调光灯改变光源的亮度是通过改变流入光源的电流来实现调节亮度，即改变加在光源两端的电压。调光台灯亮度有的是可以连续调节，有的是步进调节，这是由于调光方法不同造成的。常用的调光方法有晶闸管相控调节、可变电阻调节、调压器调光、脉冲占空比调节等。本文主要介绍晶闸管相控调光法，该方法是通过控制晶闸管的导通角来改变输出电压的大小，从而实现调光。晶闸管相控调光法具有体积小、价格经济、调光等优点，所以晶闸管相控调光法得到了普遍应用。

晶闸管相控调光灯电路图如下图所示，该电路主要是由主电路和触发电路两部分构成。

一、主电路

上图中主电路为单相半波可控整流电路，主电路是由220V电源、晶闸管、光源构成。工作原理为利用晶闸管的可控单向导电性，在半个周期内通过控制晶闸管导通角来控制负载两端电压，从而控制了通过负载的电流。这里导通角是指晶闸管从承受正向电压开始到触发脉冲出现之间的电角度。

二、触发电路

上图中触发电路为单结晶体管触发电路，该电路是由同步电路和脉冲移相与形成两部分构成。

（1）同步电路是由同步变压器、桥式整流电路VD1~VD4、电阻R1和稳压管构成。同步电路的工作原理为同步变压器一次侧与电网220V电压连接，同步变压器二次侧与桥式整流电路连接，这样同步变压器的一次侧和整流电路连接在同一个电源上，220V交流电压经过同步变压器的变压为50V交流电压，再经过桥式整流电流变成直流，整流后电压波形为正弦半波波形，再经过稳压二极管稳压削波后变成了梯形波电压，该梯形波电压作为触发电路的供电电压。梯形波电压过零点与晶闸管阳极电压过零点一致，从而保证了触发电路与主电路同步。

（2）脉冲移相与形成电路就是单结晶体管自激振荡电路。脉冲移相是由电阻RP、电阻R2和电容C组成，脉冲形成由单结晶体管、温补电阻R3、输出电阻R4构成。脉冲移相与形成的工作原理：设电容器初始电压为零，此时单结晶体管处于截止状态，梯形波通过电阻RP、电阻R2对电容C进行充电，电容电压按照指数规律上升，充电常数为（RP+R2）C；当电容两端电压达到了单结晶体管的峰点电压UP后，单结晶体管导通，电容开始对电阻R4进行放电，由于放电回路电阻很小，放电过程很快，此时会在R4电阻上产生尖脉冲。随着电容放电进行，电容电压也随之进行降低，当电容电压低于单结晶体管的谷点电压UV后，单结晶体管截止，接着梯形波对电容进行充电，如此往复。这样在电容两端会产生一个锯齿波，在电阻R4两端会产生一个尖脉冲，这个尖脉冲可以用来触发晶闸管导通。在一个梯形波周期内，只有输出的第一个尖脉冲对晶闸管触发起作用。通过调节充电时间就可以调节第一个尖脉冲出现的时刻，从而实现脉冲的移相控制。比如在晶闸管相控调光灯电路中，通过调节RP电阻值变大，会导致电容充电时间变长，出现一个尖脉冲的时刻后移，造成晶闸管的控制角变大，导致经过晶闸管整流后的波形的平均值变小，从而光源两端电压变大，从改变的光源的亮度。