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檯燈柔變電路

admin @ 2014-03-26 , reply:0

概述

   本文介紹的電路可以使檯燈完成由滅到亮或由亮到滅的過渡過程,給人一種自然、柔和、親切的全新視覺享受,同時,它還有亮度無級可調的特點,並且因其工作方式的特性而明顯延長了……

    本文介紹的電路可以使檯燈完成由滅到亮或由亮到滅的過渡過程,給人一種自然、柔和、親切的全新視覺享受,同時,它還有亮度無級可調的特點,並且因其工作方式的特性而明顯延長了負載的使用壽命。

電路原理
    電路如圖1所示,它是通過運算放大器A1去控制雙向晶閘管VS的導通角,以達到改變負載電壓的目的。從變壓器B1次級繞組引入的交流電壓經橋式整流塊BR 整流、穩壓管D4 削波后,對R3、C3組成的充電電路進行充電,使C3電壓逐步升高;而在脈衝直流電壓為零時刻,C3
又通過D2及R4從峰點電壓快速放電至零,這樣,在C3上便形成鋸齒波電壓。D2是C3的過零泄放二極體,因此,在每個周期里C3均是在過零點以後開始從零伏起重新充電,它保證了後續電路再觸發的晶閘管有相等的導通延遲角。
 
    運算放大器A1實際構成一個脈衝寬度調製器,它的同相輸入端V+即接入以上C3的鋸齒波電壓VC3,如果在反相輸入端V-加上一個比較電壓的話,依比較器工作特性可知,當V+ >V-時,運放輸出電壓V0(即圖1中晶閘管VS的觸發電壓)就為高電平“1”,能觸發VS開通;當V+ <V-時,V0就為低電平“0”,VS關斷。A1的輸入輸出波形如圖2(a)所示。設V-=V-a,VS 的導通延遲角為a1;當V-變為V-b時,其輸出波形見圖2(b),VS的導通延遲角變為a2。V-a、V-b都是電壓比較器A1的反相輸入端電壓V-,也即電容C2上的電壓VC2,而VC2的變化趨勢是受開關K控制的。
 
    當開關K打在“斷”位置時,C2由電源經R2充電(時間常數可達數十秒),使V-電壓逐漸升高,從而導致運放輸出端V0觸發的VS延遲觸發角隨之不斷擴大,直至180(o 即導通角相應減小,直至為0)。當開關K打在“開”位置時,C2失去充電電源,通過R5放電(時間常數可達數十秒),V-電壓又逐漸回落,同樣,再經V0觸發的VS延遲觸發角隨之同步減小(即導通角相應增大)。改變電位器RP滑動端的位置,可以箝位C2的電壓下降電平或提高C2充電電平值,使比較電壓V- 在0~+5V 間變化,VS 的導通延遲角便可在0~1800間變化,從而便於手動調控燈泡負載的亮度。

電路調整
    鋸齒波充電電路中R3、C3的取值,只要線性度不要過於陡峭或低緩即可。如本例中C3=0.2μF,R3=430kΩ,鋸齒波峰值電壓約為2.5V,鋸齒波線性度約為300。實驗中可先確定C3數值,之後改變R3可使峰值電壓加大或減小。VC2(即V-)在充電到高電平時,以剛好大於的VC3峰值電壓(即V+)為宜,這樣,每當開關K打在“開”位置時,VC2即從該點電壓下降,電壓比較器A1輸出端V0在由“0”轉為“1”時,就不會等待較長時間,使VS及時進入開通狀態。
    VC2 的電壓基本由R2、R5分壓決定,因鋸齒波峰值電壓約為2.5V,圖中R2取值47kΩ,R5取150kΩ。R2、R5的取值同時考慮到了R2是C2的充電電阻,它決定著C2的充電時間,即電燈的關閉時間長短;R5是C2的放電電阻,它決定著C2的放電時間,即電燈的開啟時間長短。以圖示元件參數,檯燈從滅到亮約40s左右,由亮到滅約30s左右。其餘元件可參照圖1中具體標註選擇使用。電路進行調試時,最好用光耦合
雙向晶閘管觸發器將控制電路與負載主電路隔離開來,這樣最為安全可靠,可以放心調試。調試成功以後,如為簡化不妨也可以改為如圖1中虛線接法,但應注意此時兩部分電路之間有電聯繫,不能再用手去觸及控制電路部分,以免被市電誤擊。
    本電路適用於調光、調速及其它需要緩變的場合。


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