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可控硅调光的原理和优缺点

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点击次数:2582 更新时间:2018年06月22日11:50:11 打印此页 关闭

可控硅调光是目前市面销售比较多的调光方式之一。


我们先从原理和历史发展分析一下


晶闸管(Thyristor)又叫可控硅,按照工作特性又分为单向可控硅(SCR)、双向可控硅(TRIAC)。其中双向可控硅又分为四象限双向可控硅和三象限双向可控硅。

同时可控硅又分为绝缘和费绝缘两大类,比如ST意法半导体的可控硅BT后面用A与B来区分;

双向可控硅(TRIAC):Tribe Acsemiconductor,也有人用Bi-directional Controlled Recrifier(BCR)来表示双向可控硅;

可控硅在电路中的作用有以下几种:

1、变流/整流。

2、调压。

3、变频。

4、开关。

可控硅最主要的作用之一就是稳压稳流。 可控硅在自动控制控制,机电领域,工业电气及家电等方面都有广泛的应用。可控硅是一种有源开关元件,平时它保持在非道通状态,直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其道通,一旦被点火就算撤离触发信号它也保持道通状态,要使其截止可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值以下。

早期的电灯都是钨丝灯类的白炽灯,其调光的等效电路如下:

白炽灯的等效电路.jpg

所以早期的使用电灯的欧美国家,使用调光器的都是可控硅调光器;

通过可控硅调光器使交流电正弦波发生切相;有前切后切,上切下切...各种各样的切相,这里就不一一阐述;反正目前没有哪一家LED电源能够百分之90兼容以前的可控硅调光器;

可控硅调光原理.jpg

这种切相会使交流电产生相位移动,然后就会引起LED调光电源低PF的无法挽回的缺点;

这种切相也使的LED调光电源的效率低下,可控硅发热灯能耗损失,让LED灯具无法达到省电的目的;

这种切相也会使得调光电源的元器件产生叽叽的噪音,一个房间的几十个电源达到让人无法忍受的程度;目前20YPower使用NXP另类方案,已经批量生产无噪音可控硅调光电源;

既然可控硅调光器那么多缺点,为什么欧美或者全球可控硅调光电源销售还是那么大呢?

其中之一是LED灯具省电、低发热和长寿命是大家公认的优点吧;

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其次,在欧美等地区没有像中国那么多拆拆拆,大部分都是古老的标志性的建筑物;原来白炽灯都是使用普通开关或者可控硅调光器控制;如上图,如果要更换线路比较困难;

目前0-10V、1-10V调光电源和PWM的调光器调光平顺、效率高和PF高,也是主流的调光电源,但是需要接线很麻烦!需要接4条线路:输入供电端L、N和输出控制端+/-;而且调光器的寿命、安规和价格等因素也影响其大批量普及;

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所以目前0-10V、1-10V调光和PWM的调光方式无法完全替换可控硅调光;


对策:

如果很喜欢旋钮的调光方式但是无法忍受旋钮调光器控制可控硅电源的噪音,可以暂时选用NXP方案SSL系列的可控硅调光电源;

可以选择3级调光电源来达到简单的三级调光;这个很多IC方案公司都有生产,比如本公司和明伟采用的O2的IC方案;

也可以选择20YPower公司的开关无级调光系列;使用普通的开关即可以实现无级调光,具有记忆功能:比如上次关灯保存是88%的功率,打开开关即88%的功率使用,不用就关灯,要用就开灯,发现灯光无法满足需要,关掉马上打开即调光,到了合适的光线关掉开关就保存,下次打开就按保存的亮度使用;很简单吧,这种方式的问题是简单到很多人无法知道是调光的,需要增加说明!


所以还是旋钮式的来得简单易懂,不用说明即可以使用!


目前用旋钮式的旋钮编码开关已经被20YPower公司用于调光器批量生产,但是是用在后端控制的!只用两条线,仅仅是一种用于高端仪器上的开关,不是有源器件,不需要变压器等元器件!所以简单、安全、手感好、价格便宜和安装简单等优点,各个方面可以完全代替0-10V、1-10V调光和PWM的调光方式。

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目前,用于前段控制的、完全代替可控硅调光方式的、旋钮式的、高效率、高PF和简单易用的调光方式20YPower已经立项开发中,请静待佳音...



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