可控硅的基本工作原理及在调光器中的使用

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。

可控硅在调光器中的应用：

　　可控硅调光器是目前舞台照明、环境照明领域的主流设备。

　　在照明系统中使用的各种调光器实质上就是一个交流调压器，老式的变压器和变阻器调光是采用调节电压或电流的幅度来实现的，如下图所示。u1是未经调压的220V交流电的波形，经调压后的电压波形为u2，由于其幅度小于u1，使灯光变暗。在这种调光模式中，虽然改变了正弦交流电的幅值，但并未改变其正弦波形的本质。

　　与变压器、电阻器相比，可控硅调光器有着完全不同的调光机理，它是采用相位控制方法来实现调压或调光的。对于普通反向阻断型可控硅，其闸流特性表现为当可控硅加上正向阳极电压的同时又加上适当的正向控制电压时，可控硅就导通；这一导通即使在撤去门极控制电压后仍将维持，一直到加上反向阳极电压或阳极电流小于可控硅自身的维持电流后才关断。普通的可控硅调光器就是利用可控硅的这一特性实现前沿触发相控调压的。在正弦波交流电过零后的某一时刻t1（或某一相位角wt1），在可控硅控制极上加一触发脉冲，使可控硅导通，根据前面介绍过的可控硅开关特性，这一导通将维持到正弦波正半周结束。因此在正弦波的正半周（即0~p区间）中，0~wt1范围可控硅不导通，这一范围称为控制角，常用a表示；而在wt1~p间可控硅导通，这一范围称为导通角，常用j表示。

　　同理在正弦波交流电的负半周，对处于反向联接的另一个可控硅（对两个单向可控硅反并联或双向可控硅而言）在t2时刻（即相位角wt2）施加触发脉冲，使其导通。如此周而复始，对正弦波每半个周期控制其导通，获得相同的导通角。如改变触发脉冲的施加时间（或相位），即改变了导通角j（或控制角a）的大小。导通角越大调光器输出的电压越高，灯就越亮。从上述可控硅调光原理可知，调光器输出的电压波形已经不再是正弦波了，除非调光器处在全导通状态，即导通角为180°（或p）。正是由于正弦波被切割、波形遭受破坏，会给电网带来干扰等问题……

　　三、采用可控硅技术

　　采用可控硅技术对照明系统进行控制具有：电压调节速度快，精度高，可分时段实时调整，有稳压作用，采用电子元件，相对来说体积小、重量轻、成本低。但该调压方式存在一致命缺陷，由于斩波，使电压无法实现正弦波输出，还会出现大量谐波，形成对电网系统谐波污染，危害极大，不能用在有电容补偿电路中。（现代照明设计要求规定，照明系统中功率因数必须达到0.9以上，而气体放电灯的功率因数在一般在0.5以下，所以都设计用电容补偿功率因数）在国外发达国家，已有明文规定对电气设备谐波含量的限制，在国内，北京、上海、广州等大城市，已对谐波含量超标的设备限制并入电网使用。

　　采用可控硅技术对照明系统进行照度控制时，可通过加装滤波设备来有效降低谐波污染。

　　近年来，许多新型可控硅元件相继问世，如适于高频应用的快速可控硅，可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等。

　　好的调光设备应采取必要措施，努力降低使用可控硅技术后产生的干扰。