CN101715266B - 适用于交流容性负载下可控硅调光的电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于交流容性负载下可控硅调光的电路，包括双向可控硅SCR及其触发电路，放电电路，电容Cx，整流桥和开关电源驱动器，其特征在于：所述的放电电路包括电阻R3，二极管D1、D2、D3、D4，NPN三极管Q1，PNP三极管Q2。当正弦电网电压相角在90°～180°和270°～360°范围内，在可控硅SCR被触发导通期间，三极管Q1和Q2分别导通，在电网与电容Cx之间构成放电通路。当正弦电网电压相角在0°～180°和180°～360°范围内变化时，在可控硅SCR因未触发而截止期间，三极管Q1、Q2的基极电压均等于发射极电压，二者均截止，不影响可控硅截止时的电路状态。

Description

适用于交流容性负载下可控硅调光的电路

技术领域

本发明涉及一种适用于交流容性负载下可控硅调光的电路。具体的说应该是一种应用于可控硅调光器的，为电网交流侧容性负载放电的电路。

背景技术

可控硅广泛应用于白炽灯的调光，白炽灯相当于纯阻性负载。可控硅调光应用于LED等需要开关电源驱动器的照明场合时，为抑制EMI干扰，开关电源一般在输入交流侧都有滤波电容，相当于增加了容性负载。在可控硅调光电路中，经可控硅作用之后，可控硅调光电路的输入电压(即滤波电容上的电压)，其理想波形Uac，如图1实线所示(虚线为电网电压)。但事实上，可控硅管都有一个最小维持电流，当调光器后的驱动器从电网中抽取的电流小于维持电流时，可控硅就会被迫关断，如果后级开关电源驱动器是不控整流电路，则电网只在输入电压的峰值附近向负载提供电流，因此在一个工频周期内相当长的时间段，开关电源驱动器并不能像白炽灯一样始终为可控硅提供一个大于维持电流的负载，电网经可控硅作用之后，实际输入电压Uac’，往往如图2实线所示(虚线为电网电压)，这样的输入电压波形使X电容产生的冲击电流更大，后级驱动器很难通过对可控硅调节相角的检测来实现调光。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，提供适用于容性负载下可控硅调光时对驱动器交流侧电容的放电电路，旨在获得理想的可控硅调光电路的输入电压。

可控硅调光器触发后，正弦电网电压相角在0°～90°和180°～270°范围内，电网电压处于幅值上升阶段，电网向交流侧滤波电容充电，在滤波电容容量足够大的情况下该充电电流可维持可控硅的导通，正弦电网电压相角在90°～180°和270°～360°范围内，电网电压幅值处于下降阶段，此时可控硅调光器后的开关电源驱动器一旦不能提供可控硅导通需要的维持电流，可控硅将关断，驱动器交流侧滤波电容没有放电回路，使可控硅调光器后的电压波形异于理想电压。

为解决开关电源驱动器不能像电阻负载一样始终为可控硅提供大于维持电流的负载电流，本发明采用的技术方案是：适用于交流容性负载下可控硅调光的电路，包括双向可控硅SCR及其触发电路，放电电路，电容Cx，整流桥和开关电源驱动器，其特征在于：

所述的放电电路包括电阻R3，二极管D1、D2、D3、D4，NPN三极管Q1，PNP三极管Q2，具体来说：所述的二极管D1的阴极接三极管Q1的集电极，二极管D3的阳极接三极管Q2的集电极，二极管D1的阳极和二极管D3的阴极相连，并接与电网相连的可控硅SCR的一端，可控硅SCR的另一端接三极管Q1、Q2的发射极以及电容Cx的一端，可控硅SCR的门极接触发电路，三极管Q1、Q2的基极分别接二极管D2的阴极和二极管D4的阳极，二极管D2的阳极与二极管D4的阴极相连并接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电容Cx的另一端和电网的另一端；所述的整流桥的输入端并联在电容Cx的两端，整流桥的输出端接开关电源驱动器。

当正弦电网电压相角在90°～180°范围内，在可控硅SCR被触发导通期间，电网电压幅值处于下降阶段，当开关电源驱动器不能提供可控硅导通需要的维持电流时，可控硅SCR被迫关断，而滤波电容Cx没有放电回路，使NPN三极管Q1的集电极电压高于发射极的电压，其基极的电压高于发射极，三极管Q1导通，在电网与电容Cx之间构成放电通路；同理，当正弦电网电压相角在270°～360°范围内变化，开关电源驱动器不能提供可控硅导通需要的维持电流时，三极管Q2导通，在电网与电容Cx之间构成放电通路。这样，正弦电网电压相角在90°～180°和270°～360°范围内，可控硅被触发导通期间，由于放电电路的作用，电容Cx上的电压与电网电压时刻保持相等，使可控硅调光器后的电压波形接近于理想电压波形。

当正弦电网电压相角在0°～90°和180°～270°范围内变化时，在可控硅SCR被触发而导通期间，电网电压处于幅值上升阶段，电网向电容Cx充电，在滤波电容容量足够大的情况下该充电电流可维持可控硅的导通。电网电压为电容Cx充电的回路有电网、电容Cx和可控硅SCR，而放电电路中的三极管Q1、Q2的发射极与集电极电压均为可控硅导通压降，三极管Q1、Q2均截止，因此放电电路的存在不影响可控硅SCR的正常导通。

当正弦电网电压相角在0°～180°范围内变化时，在可控硅SCR因未触发而截止期间，三极管Q1、Q2的基极电压均等于发射极电压，二者均截止；同理于正弦电网电压相角在180°～360°范围内变化时，三极管Q1、Q2均截止。因此，在可控硅因未触发而截至期间内，放电电路的三极管也处于截止状态，不影响可控硅截止时的电路状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是可控硅调光电路的理想输入电压波形。

图2是当后级驱动器的负载电流小于可控硅的维持电流时，可控硅调光电路的实际输入电压波形。

图3是具体实施例1适用于交流容性负载下可控硅调光的电路。

图4是具体实施例2适用于交流容性负载下可控硅调光的电路。

具体实施例

参照图1，可控硅调光的理想输入电压波形。其中，实线为可控硅调光的理想输入电压Uac波形，虚线为电网电压。

参照图2，当后级驱动器的负载电流小于可控硅的维持电流时，可控硅调光电路的实际输入电压波形。其中，实线为可控硅调光的实际输入电压Uac’波形，虚线为电网电压。

参照图3，具体实施例1适用于交流容性负载下可控硅调光的电路，包括双向可控硅SCR及其触发电路，放电电路，电容Cx，整流桥和开关电源驱动器，具体来说：所述的放电电路包括电阻R3，二极管D1、D2、D3、D4，NPN三极管Q1，PNP三极管Q2，所述的二极管D1的阴极接三极管Q1的集电极，二极管D3的阳极接三极管Q2的集电极，二极管D1的阳极和二极管D3的阴极相连，并接与电网相连的可控硅SCR的一端，可控硅SCR的另一端接三极管Q1、Q2的发射极以及电容Cx的一端，三极管Q1、Q2的基极分别接二极管D2的阴极和二极管D4的阳极，二极管D2的阳极与二极管D4的阴极相连并接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电容Cx的另一端，电网的另一端和电阻R1的一端；所述的触发电路包括电阻R1、R2，电容C1，触发二极管DB，所述的电阻R1的另一端电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电容C1的一端和触发二极管DB的一端，接可控硅SCR的门极；所述的整流桥的输入端并联在电容Cx的两端，整流桥的输出端接开关电源驱动器。

参照图4，具体实施例2适用于交流容性负载下可控硅调光的电路，包括双向可控硅SCR及其触发电路，放电电路，电容Cx，EMI滤波器，整流桥和开关电源驱动器。所述的放电电路与图3实施方式相同，所述的EMI滤波器的输入端并联在电容Cx的两端，所述的整流桥的输入端接EMI滤波器的输出端，整流桥的输出端接开关电源驱动器。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是发明的保护范围。

Claims (2)

1.适用于交流容性负载下可控硅调光的电路，包括双向可控硅(SCR)及其触发电路、放电电路、电容Cx、整流桥和开关电源驱动器，其特征在于：所述的放电电路包括电阻R3、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，NPN三极管Q1和PNP三极管Q2，所述的二极管D1的阴极接三极管Q1的集电极，二极管D3的阳极接三极管Q2的集电极，二极管D1的阳极和二极管D3的阴极相连，并接与电网相连的可控硅(SCR)的一端，可控硅(SCR)的另一端接三极管Q1、三极管Q2的发射极以及电容Cx的一端，可控硅(SCR)的门极接触发电路，三极管Q1、三极管Q2的基极分别接二极管D2的阴极和二极管D4的阳极，二极管D2的阳极与二极管D4的阴极相连并接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接电容Cx的另一端和电网的另一端；所述的整流桥的输入端并联在电容Cx的两端，整流桥的输出端接开关电源驱动器。

2.如权利要求1所述的适用于交流容性负载下可控硅调光的电路，其特征在于所述的电容Cx的两端与整流桥之间还设有一个-电磁干扰滤波器。

Images