圖解調光電路的工作原理

應用晶閘管可以實現無級調光。晶閘管調光的基本原理是，通過改變觸發脈衝的時間來改變晶閘管的導通角，從而改變了實際通過晶閘管的交流電的平均電壓，達到改變照明燈亮度的目的。

單向晶閘管調光電路

圖2-13所示為採用單向晶閘管的調光電路。交流電由整流二極體VD 1 ～VD 4 變換為脈動直流電，單向晶閘管VS接在脈動直流電迴路，控制通過照明燈的交流電。

圖2-13　單向晶閘管調光電路

接通電源開關S後，220V交流電源經VD 1 ～VD 4 極性變換後，無論正半周還是負半周，都是從上到下正向通過單向晶閘管VS。正是有了極性變換電路，才能夠用單向晶閘管控制交流電。

電源在每個半周開始時經過 R 1 、RP向 C 1 充電。當 C 1 上所充電壓達到單向晶閘管VS的控制極觸發電壓時，VS導通，溝通了照明燈EL的交流電源迴路，照明燈EL點亮。 R 2 是觸發電阻， C 2 是抗幹擾電容。

在每個半周結束時(即交流電過零時)單向晶閘管VS截止，切斷照明燈EL的交流電源迴路，照明燈EL熄滅。由於220V交流電具有100個半周(50Hz)，同時白熾燈泡具有一定的熱惰性，所以看起來照明燈EL是一直亮著的。

從每個半周開始到晶閘管VS被觸發的時間，就是 C 1 的充電時間。調節電位器RP可改變 C 1 的充電時間常數，即改變VS的導通角，如圖2-14所示。

圖2-14　導通角示意圖

減小電位器RP的阻值，晶閘管VS導通角增大，通過照明燈EL的平均電壓增大，燈光亮度增強。增大電位器RP的阻值，晶閘管VS導通角減小，通過照明燈EL的平均電壓減小，燈光亮度減弱。RP一般採用帶開關電位器，並使開關S剛打開時RP處於最大阻值。這樣，在使用中打開開關時燈光微亮，然後再逐步調亮，效果較好。

雙向晶閘管調光電路

圖2-15所示為採用雙向晶閘管的調光電路。VS為雙向晶閘管，VD為雙向觸發二極體。調節電位器RP可改變雙向晶閘管VS的導通角，從而達到調光的目的。

圖2-15　雙向晶閘管調光電路

雙向晶閘管是一種交流型功率控制器件，可以控制雙嚮導通，因此可以直接接在照明燈EL的交流迴路中。與單向晶閘管調光電路相比，雙向晶閘管調光電路省去了4個整流二極體組成的極性變換電路，電路更加簡潔，體積更小，成本更低。

低壓石英燈調光電路

石英燈是一種時尚燈具，大都採用12V石英燈泡，具有亮度高、功耗小、壽命長和安全的特點。圖2-16所示為低壓石英燈調光電路，可以控制石英燈的亮度在微亮到全亮之間連續可調。

圖2-16　低壓石英燈調光電路

電路中，VS為單向晶閘管，VD 5 為觸發二極體，EL為12V石英燈泡，T為電源變壓器。電阻 R 1 、電位器RP和電容 C 1 構成定時電路，與VD 5 一起產生觸發電壓 U G 。

接通電源後，變壓器T次級的12V、50Hz交流電壓經二極體VD 1 ～VD 4 橋式整流為100Hz的脈動電流，每個半周開始時通過 R 1 、RP向 C 1 充電，由於充電電流很小，不足以使石英燈EL發光。

隨著時間的推移，當 C 1 上所充電壓達到VD 5 的導通電壓時，VD 5 導通輸出一個觸發電壓 U G ，使單向晶閘管VS導通，石英燈EL發光。當交流電壓過零時晶閘管關斷，下一個半周開始時重複以上過程。

圖2-17所示為電路工作波形示意圖，圖中「 t 」為充電時間。當( R 1 +RP)的阻值較小時，充電時間 t 較短，晶閘管VS的導通角較大，石英燈EL上獲得電壓較大，發光較亮。當( R 1 +RP)的阻值較大時，充電時間 t 較長，晶閘管VS的導通角較小，石英燈EL上獲得電壓較小，發光較暗。調節電位器RP即可改變晶閘管的導通角，從而達到調光的目的。

圖2-17　調光電路工作波形

紅外遙控調光開關

紅外遙控調光開關通過遙控器即可控制照明燈的開、關和燈光的明、暗變化，並具有記憶功能。紅外遙控調光開關包括開關主體和遙控器兩部分。

紅外遙控器電路如圖2-18所示，發射電路採用專用集成電路TC9148(IC 4 )，其內部包含編碼、振蕩、分頻、調製、放大等單元電路。SB 1 ～SB 4 為4個遙控按鍵，可以分別控制4盞燈。當按下某一按鍵時，IC 4 便進行相應的編碼並調製到38kHz的載頻上，經VT 2 放大後驅動紅外發光二極體VD 6 發出紅外遙控信號。

圖2-18　紅外遙控器電路

開關主體電路如圖2-19所示，接收電路採用集成紅外接收頭(IC 1 )和與IC 4 相配套的解碼集成電路TC9149(IC 2 )。遙控器發出的紅外信號由IC 1 接收、VT 1 放大後，進入IC 2 解碼得到控制信號。

圖2-19　開關主體電路

IC 3 為調光控制集成電路LS7237，內部集成有邏輯控制器、鎖相環路、亮度存儲器、數字比較器等，具有開、關和燈光亮度調節功能。當IC 2 輸出的控制信號經S 1 、VD 1 加至IC 3 時，IC 3 便產生相應的觸發信號經VD 2 使雙向晶閘管VS導通、截止或改變導通角，以達到控制電燈開關或調光的目的。

SB為手動控制按鍵。S 1 為遙控通道設定開關，如用一個遙控器控制4盞燈，則應將4個開關主體電路中的S 1 分別撥向不同的位置。安裝時，用調光開關主體直接取代原有的電燈開關即可。

使用時，按一下遙控器上的按鍵(小於0.4s)，照明燈泡即亮;再按一下，燈泡即滅。按住按鍵不放(大於0.4s)，燈泡將會由亮漸暗再由暗漸亮地循環變化，在達到所需亮度時鬆開按鍵即可。此亮度會被電路記憶，下次打開電燈時即為此亮度。

自動調光電路

自動調光電路能夠根據環境光的強弱，自動調節照明燈的亮度，屬於一種燈光自動控制電路，晶體閘流管構成了控制的主體。

圖2-20所示為自動調光電路，單向晶閘管VS構成主控電路，光敏二極體VD 6 、電晶體VT 1 和VT 2 等構成光控電路，單結電晶體V等構成觸發電路，二極體VD 1 ～VD 4 構成橋式整流電路。

圖2-20　自動調光電路

照明燈EL電源迴路的交流220V電壓，經VD 1 ～VD 4 橋式整流後成為直流脈動電壓，正向加在單向晶閘管VS兩端。晶閘管VS導通時，照明燈EL有電流流過而點亮。晶閘管VS的導通角不同，照明燈EL流過的電流大小也不同，燈光亮度也就不同。這就是一般的調光原理。

自動調光電路的特點在於，晶閘管VS控制極的觸發脈衝，來自光控觸發電路。光敏二極體VD 6 接在電晶體VT 1 基極，用於感知環境光的變化，並通過單結電晶體V調整觸發脈衝的時延，改變晶閘管VS的導通角，實現自動調光的目的。

環境光越強，VD 6 的光電流越大，VT 1 的集電極電流也越大，使VT 2 的基極電位升高，其集電極電流變小(VT 1 和VT 2 是PNP管)，使得電容 C 的充電電流變小、充電時間延長，導致單結電晶體V產生的觸發脈衝在時間上後移，晶閘管VS導通角變小，照明燈EL兩端的平均電壓降低，亮度減弱。

環境光越弱，VD 6 的光電流越小，VT 1 的集電極電流也越小，VT 2 的集電極電流變大，使得電容 C 的充電電流變大、充電時間縮短，導致單結電晶體V產生的觸發脈衝在時間上前移，晶閘管VS導通角變大，照明燈EL兩端的平均電壓提高，亮度增強。

穩壓二極體VD 5 的作用，是穩定光控觸發電路的工作電壓，使整個電路工作更加穩定可靠。