[發明專利]適用于交流容性負載下可控硅調光的電路

有效

• 申請號: 200910221353.3
• 申請日: 2009-11-05
• 公開（公告）號: CN101715266A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 吳新科;任麗君
• 申請（專利權）人: 英飛特電子(杭州)有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;H03K17/725
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 沈孝敬

技術領域

本發明涉及一種適用于交流容性負載下可控硅調光的電路。具體的說應該是 一種應用于可控硅調光器的，為電網交流側容性負載放電的電路。

背景技術

可控硅廣泛應用于白熾燈的調光，白熾燈相當于純阻性負載。可控硅調光應 用于LED等需要開關電源驅動器的照明場合時，為抑制EMI干擾，開關電源一 般在輸入交流側都有濾波電容，相當于增加了容性負載。在可控硅調光電路中， 經可控硅作用之后，可控硅調光電路的輸入電壓(即濾波電容上的電壓)，其理 想波形Uac，如圖1實線所示(虛線為電網電壓)。但事實上，可控硅管都有一 個最小維持電流，當調光器后的驅動器從電網中抽取的電流小于維持電流時，可 控硅就會被迫關斷，如果后級開關電源驅動器是不控整流電路，則電網只在輸入 電壓的峰值附近向負載提供電流，因此在一個工頻周期內相當長的時間段，開關 電源驅動器并不能像白熾燈一樣始終為可控硅提供一個大于維持電流的負載，電 網經可控硅作用之后，實際輸入電壓Uac’，往往如圖2實線所示(虛線為電網 電壓)，這樣的輸入電壓波形使X電容產生的沖擊電流更大，后級驅動器很難通 過對可控硅調節相角的檢測來實現調光。

發明內容

本發明要解決的是現有技術存在的上述問題，提供適用于容性負載下可控硅 調光時對驅動器交流側電容的放電電路，旨在獲得理想的可控硅調光電路的輸入 電壓。

可控硅調光器觸發后，正弦電網電壓相角在0°～90°和180°～270°范圍 內，電網電壓處于幅值上升階段，電網向交流側濾波電容充電，在濾波電容容量 足夠大的情況下該充電電流可維持可控硅的導通，正弦電網電壓相角在90°～ 180°和270°～360°范圍內，電網電壓幅值處于下降階段，此時可控硅調光器 后的開關電源驅動器一旦不能提供可控硅導通需要的維持電流，可控硅將關斷， 驅動器交流側濾波電容沒有放電回路，使可控硅調光器后的電壓波形異于理想電 壓。

為解決開關電源驅動器不能像電阻負載一樣始終為可控硅提供大于維持電 流的負載電流，本發明采用的技術方案是：適用于交流容性負載下可控硅調光的 電路，包括雙向可控硅SCR及其觸發電路，放電電路，電容Cx，整流橋和開關 電源驅動器，其特征在于：

所述的放電電路包括電阻R3，二極管D1、D2、D3、D4，NPN三極管Q1， PNP三極管Q2，具體來說：所述的二極管D1的陰極接三極管Q1的集電極，二 極管D3的陽極接三極管Q2的集電極，二極管D1的陽極和二極管D3的陰極相 連，并接與電網相連的可控硅SCR的一端，可控硅SCR的另一端接三極管Q1、 Q2的發射極以及電容Cx的一端，可控硅SCR的門極接觸發電路，三極管Q1、 Q2的基極分別接二極管D2的陰極和二極管D4的陽極，二極管D2的陽極與二 極管D4的陰極相連并接電阻R3的一端，電阻R3的另一端接電容Cx的另一端 和電網的另一端；所述的整流橋的輸入端并聯在電容Cx的兩端，整流橋的輸出 端接開關電源驅動器。

當正弦電網電壓相角在90°～180°范圍內，在可控硅SCR被觸發導通期間， 電網電壓幅值處于下降階段，當開關電源驅動器不能提供可控硅導通需要的維持 電流時，可控硅SCR被迫關斷，而濾波電容Cx沒有放電回路，使NPN三極管 Q1的集電極電壓高于發射極的電壓，其基極的電壓高于發射極，三極管Q1導 通，在電網與電容Cx之間構成放電通路；同理，當正弦電網電壓相角在270°～ 360°范圍內變化，開關電源驅動器不能提供可控硅導通需要的維持電流時，三 極管Q2導通，在電網與電容Cx之間構成放電通路。這樣，正弦電網電壓相角 在90°～180°和270°～360°范圍內，可控硅被觸發導通期間，由于放電電路 的作用，電容Cx上的電壓與電網電壓時刻保持相等，使可控硅調光器后的電壓 波形接近于理想電壓波形。

當正弦電網電壓相角在0°～90°和180°～270°范圍內變化時，在可控硅 SCR被觸發而導通期間，電網電壓處于幅值上升階段，電網向電容Cx充電，在 濾波電容容量足夠大的情況下該充電電流可維持可控硅的導通。電網電壓為電容 Cx充電的回路有電網、電容Cx和可控硅SCR，而放電電路中的三極管Q1、Q2 的發射極與集電極電壓均為可控硅導通壓降，三極管Q1、Q2均截止，因此放電 電路的存在不影響可控硅SCR的正常導通。