電子式照明開關供電不足現象分析及解決辦法

電子式照明開關供電不足現象分析及解決辦法徐金田河北省衡水市科技情報研究所衡水市分析若干種電駱方案的電子式照明開關對負載供電不足現象產生的原因，并給出切實有效的解決辦法。

　　引言電子式照明開關是近年涌現的新型照明控制裝置，分室外用開關和室內用開關兩棘目前，市售產品中多為對室外公共照明進行。人來燈亮、人離燈媳控制的延時自媳開關，此類開關常因設汁欠佳而出現向負載供電不足現象，使燈泡發光昏暗或閃動，不但影響照明質量，還因諧波含量較大對供電質量產生影響，干擾其它電器的正常運化本文將分析產生此種現象的原因并給出解決亦法。

　　1雙向可控桂單向導通造成的燈光昏暗及閃動現象1.1原因分析電子式開關可控娃做電路通斷執行元件，其中雙向可控娃多用于采用電容降壓整流電路向控制電路供電的并聯型開關常制成燈座式圖1為此種開關的電源及觸發執行部分常用電路方案鍰燈泡發光昏暗是因供電電壓不足造成的，燈光閃動的直接原因是供電電壓跳變不穩。心交流市電供電正常時，燈泡供電不足與電壓跳變不穩的根源只能從與開關執行元件雙向可控娃有關的電路去雙向可控娃是種雙向導通的可控元件。多數雙向可控娃正反向導通所需的觸發電流zui低值是有差別的。當采用圖1所示的觸發電流由觸發極流入的觸發方式時，反向導通所需的觸發電流zui低值要高于正向導通所需的觸發電流，差別的大小因元件而異，有的雙向可控娃正反向導通觸發電流比較接近，有的則相差很大，甚至相差231如果控制電路提供的觸發電流比較小，那些反向導通觸發電流zui低值較高的雙向可控娃就會出現只有正向導通，而反向關斷的現象，從而導致燈泡半波供電，使燈光昏暗，達不到正常亮度。對于那些反向導通所需觸發電流與控制電路提供的觸發電流比較接近的雙向可控娃，就可能出現反向時通時斷現象，燈泡時而全波供電，時而半波供電，使燈泡供電電壓跳變不穩，出現燈光閃動現象當環境溫度降低時，雙向可控娃的觸發特性會變遲忡，所需觸發電流的zui低值變大，出現燈光昏暗和燈光閃動現象的機會更多。天暖時，此種現象會有所緩瓶1.2解決方法1做好產品生產前的元件測試與篩選，將那些反向導通觸發電流zui低值較大的雙向可控娃剔除對于北方嚴寒地區使用的電子式開關，在生產時更要嚴把此關2減小圖l中民3的阻值或將ZD的穩定電壓取高些，用增大控制電路所提供的觸發電流但有時減小抗后仍不能使雙向可控娃反向導通，控制電路輸出端的電壓有可能出現下降，其原因是電源部分供電能力不足，此時應增大降壓電容。的容量般尋巧9914加前。346化1.1.腳16她。1.，油講芽[今方給弘雙哥知蕉怎加量不應小于033f對于TL336等3A雙向可控娃，的電容量不應小于0.5妒￡2固定時電路設計位置欠妥造成供電逐漸減弱現象設計定時電路的位置欠妥，除會影響發光延時的準確性與穩定性，有時也會使開關輸出電壓逐漸下降，使燈光變暗圖2所示為某些延時自媳開關所用電路，定化觸發執行電路是直接相連的1當無需燈泡發光時，電容器無電荷儲存，可控娃得不到觸發電流，處于關斷狀態當得到開燈信號需燈亮時，控制電路輸出端呈高電位，打充電，然后通過化和可控娃的觸發極放電，使可控娃導通，燈泡發光。隨著電荷的釋放，向可控娃提供的觸發電流逐漸減小，當觸發電流不足觸發可控娃時，可控娃將關斷，燈泡媳滅。顯然，燈泡發光延時自媳時間的長短與可控娃觸發特性靈敏程度關系很大觸發特性遲純的，觸發電流稍有減小就可能觸發不了，燈泡發光時間可能較短而對那些觸發特性非常靈敏的可控娃，即使0的放電電流變到很小也仍能使可控肺導通，燈泡發光持續時間可較長所判巧這種方案的電子式開關，同批產品的發光延時分散度可能很大，當使用不同功率的燈泡時，可控娃溫升不同，使觸發靈敏度產生變化是響發光延時的準確性電流，觸發電流是逐漸減小的當觸發電流小到定程度時，有些可控娃會立即關斷，有些則需要個緩變過程而導致燈光漸暗現象發生。試驗表明，有相當些型號的可控桂具有可觸發電流隨其陽極電壓升高而減小的特性，在同樣的觸發電流條件下，陽極電壓低時觸不動，陽極電壓升高些后就能觸發導通了。當具有這種觸發特性的可控娃在逐漸減小的觸發電流條件下工作時，其導通狀況就會有個緩變過程在放電初始階段，經化向可控娃提供的觸發電流足夠品攻窺轄遽栳途盎句栳包發光正常，可控娃與燈泡的電壓波形如圖3所示。此狀態可持續段時間。當觸發電流減小到定程度時，可控娃陽極脈沖直流電壓由零開始上升的初始階段，由于陽極電壓較低，可控娃不能導通隨著時間的推移，陽極脈沖電壓逐漸升高，所需的可觸發電流值會有所減小，當陽極電壓高到定程度時，可控娃就能觸發導通，此時可控肺的陽極電壓立即下跌，脈沖電壓加到燈泡上使燈泡發化由于可控娃的導通時刻推遲，每個脈沖電壓波形的周期內只有部分時間是導通的，燈泡的供電時間縮短，能量減小，發光變暗，此時有關波形見圖姑隨著觸發電流的逐漸減小，可控娃導通所需的陽極電壓逐漸增高，導通時刻進步后移，使燈泡供電時間進步縮短，發光繼續變暗，波形見圖36燈光變暗的現象持續到定程度后，由于電容器0的放電電流又進步減小，可控娃導通所需的陽極電壓還要再高些，但當脈沖直流電壓幅值達到峰值后即呈下降趨勢，不能滿足可控娃導通條件，可控娃*關斷，脈沖電壓全部加在可控鞋上，燈泡失電媳滅，波形見圖31觸發電流逐漸減小燈泡供電波形可控陽極電壓波形2電路的燈電壓和可控畦陽極電壓波形由于可控娃的觸發靈敏度存在分散性，其觸發特性隨陽極供電電壓的變化程度也不盡相同，所，產生燈光漸暗現象的晚，持續時間的長短，在同批產品中是有差異的采用觸發特性靈敏的可控娃可延緩燈光變暗現象產生的時刻，但燈光延時自媳時間亦較長，相對而言，燈光在變暗狀態下工作的時間也會長些用觸發遲忡的可控娃，出現燈光變暗現象的時刻早，由于燈光延時自媳時間短，燈光在低亮度狀態下時間也短些欲有效減輕或消除燈光漸暗現象，看來只有選用那些觸發特性基本不隨陽極電壓變化的可控娃，但此法在組織生產時較難操作。筆者認為，圖2送類電路方案難保證產品質量的致性，國照明電器進設計，將定時電路與觸發電路分置是必要的3因控制電路供電不足造成的釘光變暗現象3.1原因分析串聯型開關，在燈媳狀態時開關兩端承受￥交流電壓，開關內控制電路可得到充分電源供給燈亮狀態時，交流電壓基本全部施加于燈泡上，開關呈通路狀態，兩端壓降極小，開關內控制電路可能會失去有效電源供給，造成控制電路供電電壓低落，引起系列問題。所，串聯型電子開關的設計難點之，就是如何在開關入線端電壓接近零時仍能保證控制電路有充足、穩定的直流供電電壓，圖4所示電路在這方面是欠考慮的。

　　串聯型開關電路由圖4看出，開關動作時，控制電路輸出端呈高電位，經防向可控娃提供足夠的觸發電流，使可控鞋導通，交流市電經燈泡、整流橋和可控頓形成回路，燈泡全電壓供電，正常發化此時可控呈導通狀態，其兩端即，d間電壓低于lV，a，b間交流電壓也很低，僅2￥左右整流管和可控娃正向壓降之和顯然，由于可控由關斷到導通的工作狀態轉換使點直流電壓由￥突然降到接近零，控制電路的直流電源供給失去來源，而此時控制電路既要自身耗電，又要向可控娃繼續提供觸發電流，6點電壓還會通過化和導通的可控娃旁路釋放定的電能。這種只消耗、無補充的供電方式是難維持的，6點電壓勢必會下降，這將導致控制電路輸出端的高電位輸出狀態產生定程度的電位低落，減弱向可控娃提供的觸發電流當6點電壓繼續下降，控制電路提供的觸發電流小到定程度時，可控的正常觸發將遇到困難。

　　這時，那些可觸發電流值基本不受陽極電壓影響的可控娃會立即關斷，使燈泡在電路延時自媳時間到來么前就因可控娃觸發電流不足而媳滅而那些可觸發電遲導通現象當脈沖直流電壓處于波形近零點處的初始階段時，可控娃不導通，隨著時間推移，正弦脈沖直流電壓升高到定程度后，可控娃由關斷變為導通，其陽極電壓跌至接近零。可控娃導通時刻的推遲使燈泡供電時間縮短，功率不足，亮度有所減由于在可控肺由關斷變為導通送段時間內正弦脈沖直流電壓是逐步上升而又突然跌落的，所在可控娃陽極與陰極間BP，d間會出現個尖脈沖，此尖脈沖電壓可通過抗使6點電位得到定程度的補充但在初始階段，由于尖脈沖持續時間較魅峰值電壓較低，對控制電路供電的補充作用不顯著，6點電位仍會繼續下降，使控制電路輸出的觸發電流進步減小，可控娃只能進步推遲導通時刻，待陽極電壓進步升高后才會導通這樣，可控娃陽極的尖脈沖持續時間會加長，幅值增大，可控娃的導通區間便又窄了些，燈泡供電時間進步縮短，電能減小，燈光進步變暗。由于可控娃在關斷期間內的陽極尖脈沖幅值有所增大，對控制電路的供電補充能力增強，當上述變化進行到定程度后，可控娃陽極的尖脈沖0，1間電壓所提供的電能可彌補控制電路的電流消耗，使6點電位不再繼續下降，電路達到種相對平衡的穩定狀態，可控娃在段時間內維持定的導通區間不變，使燈泡定的較低發光強度發光，直至電路延時自媳時刻到來時媳滅上述過程的有關波形見圖5燈全亮時開始變暗時相對穩定時燈電壓b間電壓1間電壓4電路的燈電壓和可控電壓波形由上述分析看出，圖4電路產生燈光變暗現象是由于控制電路供電不足造成的，是可控因觸發電流減小，推遲了導通時刻，使燈泡的供電時間縮短，供電能力不足而造成燈光變暗，而不是由于可控娃充當負載造成的。事實上，當燈泡正常發光時，可控娃是導通的，但其上壓降極低，可控娃功率損耗很小，當燈泡變流隨胗碟升減屯的潘念盛潘4畢然彼陽震粼磺苛x.滕盛但由于可控娃還沒有導通，其中無電流通過，可控插是不消耗功率的。然而，燈光變暗畢竟是此種電路的明顯不足，當此種結構的產品用量較大時，照明燈在正弦供電部分區間才能發光造成電流分布不均，會使電源波形崎變，影響供電質量，干擾其它電器的正常工作。

　　此外，由于元件參數的分散性，用此方案制作的電子式開關，有些燈光變暗現象不明顯，有的則比較嚴重，產品質量和性能的致性不易保證。所切，圖4這種電路應從內部加改善。

　　3.2解決辦法3.2.1選用觸發特性較靈敏的可控娃，延長可控磋的全導通時間，使照明燈泡在電路延時自媳時間內始終處于全電壓供電狀態。

　　3.2.2增大濾波電容0的電容量，使其能儲存較多的電能，延緩控制電路供電電壓的下降，可在定程度上減輕燈光變暗現象3.2.3如圖6所示，化串接只二極管，當可控娃導通時，心點電壓下跌至接近零，這時，防上所串的二極管處于反偏狀態，卡斷了控制電路供電電壓通過化和導通的可控插釋放電能的通路，減少了這部分消耗，使控制電路的電源電壓全部用于向控制電路供電，能夠在定程度上減緩控制電路直流供電電壓的下降趨勢，進而延緩減輕或消除燈光變暗現象改進的串聯型開關電路3.2.4改進控制電路的供電方式，在燈亮、開關入端失電的情況下，使控制電路仍能獲得較充足穩定的直流供電電厘我們注意到可控娃導通前Gd間的尖脈沖電壓可1通過適度彌補控制電路的供電電壓損失，但由于技阻值高，衰減大，彌補程度受到限制我們同樣注意到，尖脈沖電壓波形實際上是種高次諧波含量很高的波形，如能充分利用這些高次諧波，使其盡量多地轉化為控制電路所需的直流電，將會取得很好的效果在各種電路元件中，電容器的容抗與其兩端電壓的頻率成反比，頻率越高的電信號越易通過電容器圖7即是據此設計的種諧波整流電路在燈媳狀態時，6山哥是心的脈沖直流電此種波形的高頻分量相對而言少些，呈現容抗較高，脈沖電壓主要通過防降壓向控制電路供電。燈亮段時間后，由于控制電路電壓下降，觸發電流減少使可控娃出現推遲導通現象，使其陽極出現尖峰脈沖，尖峰脈沖電壓的高頻分量通過[2大量送到￡點，經5和換整流和濾波后，可有效彌補控制電路供電電壓的損失，使6點電壓很快穩定在定水平，電路可達到相對的動態平衡。采用此辦法，可明顯縮短尖脈沖持續時間，縮小尖脈沖幅度，燈泡供電時間較圖4電路明顯加長，燈泡發光強弱變化斃肉眼已較難察覺諧波整流式串聯型開關電路5將可控娃觸發電流的來源改為可控娃的陽極電路，控制電路改為輸出觸發導引電壓，靠導引電壓控制觸發電流的走陸在需要燈亮時，導引電壓將觸發電流引入可控娃的觸發極需要燈滅時延時自媳時間到，將觸發電流旁路控制電路甩去了提供觸發電流的負擔，直流供電電壓的下降速度會明顯減慢這樣，可控娃陽極只出現持續時間極短、幅度更低的尖脈沖，輔1圖7所示的諧波整流電路，控制電路的直流供電電壓就會更充足更穩定，燈泡處于接近于全電壓工作狀態，基本保持亮度不4解決向負載供電不足問題是研制電子式室內照明開關的技術關鍵由上分析看出，電子式照明開關向負載供電不足，或是因觸發電流不足使雙向可控頓單向導通，或是因觸發電流減小使可控娃導通區間變窄造成，負載供電波形均產生明顯變化對室外用公共照明延時自媳開關，由于般采用白巧燈做負載，對負載的影響只是光亮變暗。

　　尤二化6836，尸化7，么二0.0017周太明。光源原理與設計，上海：復旦大學出版社，1993汽車照明，上海照明工程研究中也本文編輯張志英而室內用開關則不同，這里的負載既可能是白識燈，也可能是普通的電感鎮流焚光燈、有電容補償的電感鎮流焚光燈、高功率因數電感鎮流焚光燈或電子鎮流焚光燈。雙向可控娃單向導通會使電感鎮流焚光燈因直流供電而不能啟輝可控娃導通區間明顯變窄會使脈沖電壓的開始時刻出現明顯的由零突變至較高電壓的前沿，如此大的電壓變化率會使容性負荷有電容補償的電感鎮流焚光燈、電子鎮流焚光燈等在每個供電周期的初始階段均產生強大的尖峰狀沖擊電流，這不僅會使電流的諧波增大降低線路功率因數，還極易造成電子鎮流器損壞。所切，輸出電壓不足對室內用電子式開關的影響更大由于室內照明燈的燈亮持續時間遠大于室外照明燈，所對室內用電子式開關控制電路直流供電電壓的要求就更加苛刻，否貝1]，輸出電壓不足的問題就很難避免，電子式室內照明開關的實用化也就無從談起，這可謂電子式室內照明開關的設計難點所在