可控硅电子调光器电路解说

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太大又会造成可调光范围变小，所以应适当选择。

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。

可控硅电子调光器电路
1、200W电子调光器基本电路
该电路是最基本的可控硅调光电路，可实现对灯光的明暗调节但对其它电器很可能造成严重干扰。

因为其原理是通过移相电路触发可控硅对交流电压正弦波形进行削波来实现电压的调节，输出的电压波形存在严重的畸变，产生大量的电磁谐波。

图一
这种干扰尤其对无线电设备最为严重，如对中波收音机干扰相当严重以至于根本无法正常收听。

所以电子爱好者们一定不要将这种基本电路用到实际应用中。

2、较为实用的电子调光器电路
本电路中，电位器RW1、电阻R1、电容C2构成移相网络，通过双向触发二极管改变可控硅导通角实现调压从而改变灯泡的亮
度。

电感L和电容C1构成滤波电路用来消除可控硅工作时产生的电磁干扰。

虽然还是不能完全消除干扰但大量的干扰波已被阻止反馈到电网中。

二、几种实现特殊功能的可控硅电子调光器电路
１、可精确最小亮度的调光电路
该电路可在闭合开关时设定灯泡的最小亮度为某一确定值，设定增加的电阻R2的阻值即可实现。

若将R2换为可变电阻器，则可实现更精确的调节。

２、具有稳光功能的调光电路
当环境亮度变化时，光敏电阻CDS的电阻值也会相应变化，此变化值将改变可控硅的导通角，使灯泡亮度向相反方向改变。

RW2是用来调节光敏电阻的灵敏度。

３、改善了调节稳定性的调光器电路
４、可以消除滞后效应的调光器电路。

采用单片机控制可控硅的调光电路目前市面上有很多线路简单、价格低廉的调光灯，其调光方式主要有3种：一是利用可控硅改变电压导通角，二是利用变压器调节供电电压，三是利用电位器直接分压。

较理想的方式是通过可控硅调整电压导通角来实现调光。

可控硅调光的调光原理是通过可调电阻改变电容充放电速度，从而改变可控硅的导通角，控制灯泡在交流电源一个正弦周期内的导通时间，即而达到灯光调节的目的。

下面主要采用可控硅实现电灯亮度调节。

使用者通过按键控制电灯开、关，通过按键控制灯光的亮度。

可控硅直接接在220V交流电路上，但是单片机采用低电压供电，因此需要采用一定的隔离措施，将220V强电与5V弱电隔离。

系统使用MOC3051作为强电与弱电的隔离器。

MOC3051系列光电可控硅驱动器是美国摩托罗拉公司推出的器件。

该系列器件的显著特点是大大加强了静态dv/dt能力。

输入与输出采用光电隔离，绝缘电压可达7500V。

该系列有MOC3051及MOC3052，它们的差别只是触发电流不同，MOC3051最触发电流为15mA，MOC3052为l0mA。

MOC3051系列可以用来驱动工作电压为220V的交流双向可控硅。

MOC3051可直接驱动小功率负载，也适用于电磁阀及电磁铁控制、电机驱动、温度控制、固态继电器、交流电源开关等场合。

由于能用TTL电平驱动，它很容易与微处理器接口，进行各种自动控制设备的实时控制。

该调光电路是通过单片机控制双向可控硅的导通角来实现亮度调节的，如下图所示。

整个电路主要包括可控硅控制电路及过零检测电路。

图中MOC3051是摩托罗拉公司生产的光电耦合芯片，用以可靠驱动可控硅并实现强弱电隔离。

单片机P1.6口负责驱动光耦，控制可控硅导通和关断。

在灯泡主回路中，灯与可控硅串联、可控硅导通角的变化会改变灯光亮度。

XS1是外供交流220V电源的接入口。

为了精确控制可控硅的导通角，电路还加入过零检测电路，如图5-9所示。

交流电源从XS2引入并送入两片光耦，注意两光耦的输入端是反相的。

可控硅led调光原理嗨，亲爱的朋友！今天咱们来聊聊可控硅LED调光这个超有趣的事儿。

你知道吗，LED灯现在可流行啦，又亮又节能。

那可控硅在LED调光里就像是个神奇的小魔法师呢。

咱们先得知道啥是可控硅。

可控硅呀，就像是一个特别聪明的小开关，不过这个小开关可不像咱们平常的开关那么简单，它能控制电流通过的多少哦。

那它怎么和LED调光联系起来的呢？LED灯要亮起来是需要电流的，就像人要吃饭才有劲儿干活一样。

可控硅调光的原理呢，就是通过改变电流的大小来让LED灯变亮或者变暗。

想象一下，电流是一群小蚂蚁，可控硅就像是一个指挥小蚂蚁的队长。

当可控硅让很多小蚂蚁（电流）通过的时候，LED灯就会很亮，就像是一群人都在用力干活，事情就干得又快又好，灯就很亮啦。

当可控硅只让少数小蚂蚁（电流）通过的时候，LED灯就暗下来了，就像只有几个人在慢慢干活，事情进展就慢，灯也就暗了。

再来说说具体的过程。

在电路里，可控硅有一个很特别的本事，它可以根据输入的信号来调整自己的导通程度。

这个输入信号就像是指挥官的命令一样。

比如说，当你在调光器上转动旋钮，这个旋钮就会发出不同的信号给可控硅。

如果旋钮转到让电流大的位置，那可控硅就会大开“城门”，让更多的电流冲向LED灯，这时候LED灯就会变得超级亮，就像舞台上的主角，光彩夺目。

要是旋钮转到让电流小的位置呢，可控硅就会把“城门”关小一点，只有一小股电流能过去，LED灯就变得暗暗的，像个害羞的小姑娘躲在角落里。

而且哦，LED灯本身对电流的变化很敏感。

它不像以前的那种老式灯泡，电流大小变化了，它的亮度变化可明显啦。

可控硅就是抓住了LED灯这个特点，巧妙地控制电流，从而实现调光的效果。

这就好比是给LED灯量身定制了一套完美的调光方案呢。

不过呢，这里面也有一些小麻烦。

有时候，可控硅调光可能会遇到一些兼容性的问题。

就像两个人有时候会闹别扭一样。

比如说，有些LED灯的电路设计可能和可控硅调光不太合拍，这时候就可能出现调光不均匀啦，或者是在调光的时候灯闪闪烁烁的，就像小星星调皮地眨眼睛，可这不是我们想要的效果呀。

双向可控硅调光电路图上图为双向可控硅调光电路图,其工作原理为:接通电源,220V经过灯泡VR4 R19对C23充电...由于电容二端电压是不能突变的...充电需要一定时间的...充电时间由VR4和R19大小决定...越小充电越快...越大充电越慢...当Ｃ２３上电压充到约为33V左右的时候...DB1导通..可控硅也导通...可控硅导通后...灯泡中有电流流过...灯泡就亮了... 随着DB1导通...C23上电压被完全放掉...DB1又截止...可控硅也随之截止...灯泡熄灭...C23上又进行刚开始一样的循环...因为时间短人眼有暂留的现象,所以灯泡看起来是一直亮的,充放电时间越短...灯泡就越亮,反之...R20 C24能保护可控硅...如果用在阻性负载上可以省掉.如果是用在感性负载,比如说电动机上就要加上去,这个电路也可以用于电动机调速上.简易混合调光电路图调光电路图如附图所示,其工作原理是:根据电学原理可知，电容器接入正弦交流电路中，电压与电流的最大值在相位上相差90°。

根据这一原理，把C1 和C2串联联接，并从中间取出该差为我所用，这比电阻与电容串联更稳定。

电路中，D1和D2分别对电源的正半波及负半波进行整流，并加到A触发和C1或 C2充电。

进一步用W来改变触发时间进行移相，只要调整W的阻值，就可达到改变输出电压的目的。

D1和D2还起限制触发极的反相电压保护双向可控硅的作用。

常用调光方法的工作原理核心提示: 1、脉冲宽度调制（ PWM ）调光法这种调光控制法是利用调节高频逆变器中功率开关管的脉冲占空比，从而实现灯输出功率的调节。

半桥逆变器的最大占空比为 0.5 ，以确保半桥逆变器中的两个功率开关管之间有一个死时间，以避免两个功率开关管由于共态导通1、脉冲宽度调制（PWM）调光法这种调光控制法是利用调节高频逆变器中功率开关管的脉冲占空比，从而实现灯输出功率的调节。

半桥逆变器的最大占空比为0.5，以确保半桥逆变器中的两个功率开关管之间有一个死时间，以避免两个功率开关管由于共态导通而损坏。

浅析LED可控硅调光的三种方式目前的调光方式主要有三种,分别是:模拟调光方式,PWM调光及可控硅调光。

利用可控硅调光对LED替代灯调光,现有的调光器电路可以不作变动,故此调光方式普遍看好,于是出现了适合于可控硅调光的AC-DC控制芯片。

可控硅调光的原理电位器RV2调整可控硅(TRIAC的相位角,当VC3超过DIAC的击穿电压时,可控硅会导通。

当可控硅电流降到其维持电流(Iholding以下时,可控硅关断,且必须等到C3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(取决于调光器。

LED调光存在的问题LED灯要想实现可调光,其电源必须能够检测可控硅控制器的可变相位角输出,以便对流向LED的电流进行调整。

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。

问题可以表现为闪烁及音讯噪声等问题。

这些不良现象通常是由误触发或过早关断可控硅等因素造成的。

误触发的根本原因是在可控硅导通时出现了电流振荡。

可控硅导通时,AC市电电压几乎瞬间施加到LED灯电源的LC输入滤波器。

施加到电感的电压阶跃会导致振荡。

凯鸿灯饰认为如果调光器电流在振荡期间低于可控硅维持电流,可控硅将停止导通。

可控硅触发电路充电,然后再次导通可控硅。

这种不规则的多次可控硅重启动,可使LED驱动产生音讯噪声或LED闪烁。

设计更为简单的EMI滤波器有助于降低此类不必要的振荡。

要想实现出色的调光功能,输入EMI滤波器电感和电容须尽可能地小。

对于可控硅来说,维持导通所需的维持电流通常介于8mA到75mA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LED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。

这样就会造成闪烁或限制可调光范围。

轻微闪烁问题由于DIAC的特性描述了正反击穿电压存在误差,击穿电压不对称会引起可控硅的正半周和负半周的导通角不一样,在低成本的调光器中尤其明显,输出电流也会跟随输入变化,引起LED灯忽亮忽暗,尤其在低输出时明显。

常用可控硅调速调光电路(图)
典型的120V可控硅调光器电路图另一种120V可控硅调光器电路图
用于230V白炽灯的大功率双向晶闸管调光器电路图
可控硅应用电路举例
1. 可控硅应用电路_直流可控硅触发电路：如图G2是一个电视机常用的过压保护电路，当E+电压过高时A点电压也变高，当它高于稳压管DZ的稳压值时DZ道通，可控硅D受触发而道通将E+短路，使保险丝RJ熔断，从而起到过压保护的作用。

2. 可控硅应用电路_相位可控硅触发电路：相位触发电路实际上是交流触发电路的一种，如图G3，这个电路的方法是利用RC回路控制触发信号的相位。

当R值较少时，RC时间常数较少，触发信号的相移A1较少，因此负载获得较大的电功率；当R值较大时，RC时间常数较大，触发信号的相移A2较大，因此负载获得较少的电功率。

这个典型的电功率无级调整电路在日常生活中有很多电气产品中都应用它。

用氖灯触发的大功率双向可控硅调光器电路图
简易单向晶闸管调光器电路图
D1和D2分别对电源的正半波及负半波进行整流后对C1或C2充电，RW1用来调节触发时间，由于调节后的移相量不同，就可以达到改变输出电压的目的。

本电路利用了电容器在正弦波交流电路中的电压与电流相位差最大为90°这一原理，实际使用中比常规的RC串联电路更稳定。

单向可控硅PCR606应用电路图：用PCR406制作调光电路:单向晶闸管调光灯电路板:电路原理：由灯泡、开关S、整流管D1-D4:1N4007、可控硅100-6与电源构成主电路：由电位器PR1A:500K、电容C1:1U、电阻R1:1K;R2:1K构成触发电路。

接通220v后，经过D1-D4全桥整流得到的脉动直流电压加至RP1A，给电容C1充电，当C1两端电压上升到一定的程度时，就会触发可控硅Q1，灯泡点亮。

同样的，调节RP1A变C1充/放电时间常数，因而改变触发脉冲的长短，改变了Q1的导电角(导通程度)，达到调节灯牌亮度的目的。

电路中，由电源插头XP、灯泡EL、电源开关S、整流管VD1～VD4、单相晶闸管VS与电源构成主电路；由电位器RP、电容C、电阻R1与R2构成触发电路。

将XP插入市电插座，闭合S，接通220V交流电源，VD1~VD4全桥整流得到脉动直流电压加至RP，调节RP的阻值，就能改变C的充／放电时间常数，即改变VS控制触发角，从而改变VS的导通程度，使EL获得0～220V电压。

RP的阻值调得越大，则EL越暗，反之越亮，达到无级调光的目的。

双向可控硅调光电路及线路板图工作原理,图1：R、RP、C、D组成脉冲形成网络触发双向可控硅vT，使VT在市电正负半周均保持相应正反向导通。

调节RP阻值，即可改变VT的导通角，达到调节负载RL上电压的目的。

可用于家庭台灯调光、电熨斗、电热毯的调温等。

此双向可控硅在加散热器的情况下，控制的负载功率可达500w左右。

图2为印板图。

最简单的双向晶闸管调光灯电路图如图是一个最简单的双向晶闸管调光灯电路，双向晶闸管的特点是只要在其控制极上加上适当的触发脉冲或控制电流，无论在交流的正半周还是负半周，均可导通，导通时间与所加的脉冲宽度及门极电流大小有关。

调节RP可改变灯泡E的亮度大小。

调光台灯电路:调光台灯的电路非常简单，仅仅是一个可控硅调压电路而已。

市场上见到的电路大多是第二个图所示的电路，工作原理是：当交流电的正半周或副半周到来是，经过全桥整流，加到可控硅上的电源是单向的。

实验四 可控硅调光电路一．实验目的1. 了解由晶闸管构成的调光电路的结构和工作原理。

2. 观察各部分的电压波形，加深理解晶闸管可控整流电路的工作原理二．电路原理简述可控整流电路的作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电，图4-1所示为单相半控桥式整流实验电路，主电路由负载R d （白炽灯泡）和晶闸管T 1组成，触发电路为单结晶体管T 2及阻容元件构成的阻容移相触发电路。

改变晶闸管T 1的导通角，使可调节主电路的可控整流电压（或电流）的数值，这点可由电灯负载的亮度变化看出，晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频率f ，由公式⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=η1111n RC f可知，当单结晶体管的分压比η（一般在0.5～0.8之间）及电容C 值固定时，则频率f 大小由RW 决定，因此，通过调节电位器R W ，就可以改变触发脉冲频率，主电路的输出电压也随之改变，从而达到可控调压的目的。

关于单结晶体管为何能产生触发脉冲以及它的负阻效应，请参考教材和有关的文献，因篇幅有限，不便详细阐述。

图4-1用万用表的电阻档可对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。

图4-2为单结晶体管BT33管脚排列，结构图及电路符号，好的单结晶体管PN 结正向电阻R EB1、R EB2均较小，且R EB1稍大于R EB2，PN 结的反向电阻R B1E 、R B2E 应很大，根据所测阻值，即可判断出各管脚及管的质量优势。

（a）（b）（c）图4-2图4-3为晶闸管BT151管脚排列、结构图及电路符号。

晶闸管阳极（A）-阴极（K）及阳极（A）-门极（G）之间的正反向电阻R AK、R KA、R AG、R GA均应很大，而G-K之间为一个PN结，PN结正向电阻应较小，反向电阻应很大。

（a）（b）（c）图4-3三．实验设备名称数量型号1．交直流稳压电源 1台 MC1095E 2．通用示波器 1台3．万用表 1只 500型/MF47型4．直流电流表 1只5．二极管 5只 1N4007*56．稳压二极管 1只 9.1V*17．电容 1只 0.047μF*18．电阻 4只 100Ω/2W*1 300Ω/1W*1510Ω/2W*1 2kΩ/1W*1 9．电位器 1只 470kΩ*110. 可控硅 1只 BT15111. 单结晶体管 1只 BT3312. 灯座（配白炽灯泡） 1只 24V/2W13. 短接桥和连接导线若干 P8-1和5014814. 实验用9孔插件方板 297mm×300mm四. 实验内容与步骤1. 单结晶体管的简易测试用万用表R×10Ω档分别测量E B1、E B2间正反向电阻，记入表4-12.晶闸管的简易测试用万用表R×1kΩ档分别测量A-K、A-G间正反向电阻，用R×10Ω档测量G-K间正反向电阻，记入表4-2。