单相交流调压电路

调光灯电路实际上就是负载为电阻性的单相交流调压电路。交流调压是将一种幅值的交流电能转化为同频率的另一种幅值的交流电能。

1．  电阻性负载

图1所示为一双向晶闸管与电阻负载R_{L组成的交流调压主电路，图中双向晶闸管也可改用两只反并联的普通晶闸管，但需要两组独立的触发电路分别控制两只晶闸管。}

在正半周ωt＝a时触发VT导通，有正向电流流过RL，负载端电压uR为正值，电流过零时VT自行关断；在电源负半周ωt＝π＋a时，再触发VT导通，有反向电流流过RL，其端电压uR为负值，到电流过零时VT再次自行关断。然后重复上述过程。改变a角即可调节负载两端的输出电压有效值，达到交流调压的目的。

电路的移相范围为0—π。  

（a）                  (b)波形图

图1   单相交流调压电路电阻负载电路及波形   

   

通过改变a可得到不同的输出电压有效值，从而达到交流调压的目的。由双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻（a_{、π＋a）给触发脉冲，则和反并联电路一样可得到同样的可调交流电压。}

    交流调压电路的触发电路完全可以套用整流移相触发电路，但是脉冲的输出必须通过脉冲变压器，其两个二次线圈之间要有足够的绝缘。

2．电感性负载

图2所示为电感性负载的交流调压电路。由于电感的作用，在电源电压由正向负过零时，负载中电流要滞后一定_{角a度才能到零，即管子要继续导通到电源电压的负半周才能关断。晶闸管的导通角θ不仅与控制角a有关，而且与负载的功率因数角Φ 有关。控制角越小则导通角越大，负载的功率因数角越a大，表明负载感抗大，自感电动势使电流过零的时间越长，因而导通角θ越大。}

下面分三种情况加以讨论。

（1）a_> Φ

由图3可见，当a_{>Φ 时，θ<180°，即正负半周电流断续，且a越大，θ越小。可见，a在Φ}

_{~180°范围内，交流电压连续可调。电流电压波形如图3(a)所示。}   

（2）a_＝Φ

 由图3可知，当a_{＝Φ 时，θ=180°，即正负半周电流临界连续。相当于晶闸管失去控制，电流电压波形如图3(b)所示。}

（3）a_＜Φ

此种情况若开始给VT1管以触发脉冲，VT1管导通，而且θ>180°。如果触发脉冲为窄脉冲，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零，VT1管关不断，VT2管不能导通。当VT1管电流到零关断时，ug2脉冲已消失，此时VT2管虽已受正压，但也无法导通。到第三个半波时，ug1 又触发VT1导通。这样负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路不能正常工作。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发，可采用宽脉冲或脉冲列触发。

                     

图2 单相交流调压电感负载电路图

图3  单相交流调压电感负载波形图

(a) a_{>Φ       (b) a＝Φ     (c) a＜Φ}

       综上所述，单相交流调压有如下特点：

      ①电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流一致。改变控制角a_{可以连续改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。}

      ②电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当a_{＜Φ 时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。}

③电感性负载时，最小控制角a _{min＝Φ (阻抗角)。所以a的移相范围为Φ ～180°，电阻负载时移相范围为0～180°。}

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调光灯电路实际上就是负载为电阻性的单相交流调压电路。交流调压是将一种幅值的交流电能转化为同频率的另一种幅值的交流电能。

1．  电阻性负载

图1所示为一双向晶闸管与电阻负载R_{L组成的交流调压主电路，图中双向晶闸管也可改用两只反并联的普通晶闸管，但需要两组独立的触发电路分别控制两只晶闸管。}

在正半周ωt＝a时触发VT导通，有正向电流流过RL，负载端电压uR为正值，电流过零时VT自行关断；在电源负半周ωt＝π＋a时，再触发VT导通，有反向电流流过RL，其端电压uR为负值，到电流过零时VT再次自行关断。然后重复上述过程。改变a角即可调节负载两端的输出电压有效值，达到交流调压的目的。

电路的移相范围为0—π。  

（a）                  (b)波形图

图1   单相交流调压电路电阻负载电路及波形   

   

通过改变a可得到不同的输出电压有效值，从而达到交流调压的目的。由双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻（a_{、π＋a）给触发脉冲，则和反并联电路一样可得到同样的可调交流电压。}

    交流调压电路的触发电路完全可以套用整流移相触发电路，但是脉冲的输出必须通过脉冲变压器，其两个二次线圈之间要有足够的绝缘。

2．电感性负载

图2所示为电感性负载的交流调压电路。由于电感的作用，在电源电压由正向负过零时，负载中电流要滞后一定_{角a度才能到零，即管子要继续导通到电源电压的负半周才能关断。晶闸管的导通角θ不仅与控制角a有关，而且与负载的功率因数角Φ 有关。控制角越小则导通角越大，负载的功率因数角越a大，表明负载感抗大，自感电动势使电流过零的时间越长，因而导通角θ越大。}

下面分三种情况加以讨论。

（1）a_> Φ

由图3可见，当a_{>Φ 时，θ<180°，即正负半周电流断续，且a越大，θ越小。可见，a在Φ}

_{~180°范围内，交流电压连续可调。电流电压波形如图3(a)所示。}   

（2）a_＝Φ

 由图3可知，当a_{＝Φ 时，θ=180°，即正负半周电流临界连续。相当于晶闸管失去控制，电流电压波形如图3(b)所示。}

（3）a_＜Φ

此种情况若开始给VT1管以触发脉冲，VT1管导通，而且θ>180°。如果触发脉冲为窄脉冲，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零，VT1管关不断，VT2管不能导通。当VT1管电流到零关断时，ug2脉冲已消失，此时VT2管虽已受正压，但也无法导通。到第三个半波时，ug1 又触发VT1导通。这样负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路不能正常工作。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发，可采用宽脉冲或脉冲列触发。

                     

图2 单相交流调压电感负载电路图

图3  单相交流调压电感负载波形图

(a) a_{>Φ       (b) a＝Φ     (c) a＜Φ}

       综上所述，单相交流调压有如下特点：

      ①电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流一致。改变控制角a_{可以连续改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。}

      ②电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当a_{＜Φ 时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。}

③电感性负载时，最小控制角a _{min＝Φ (阻抗角)。所以a的移相范围为Φ ～180°，电阻负载时移相范围为0～180°。}