電子式照明開關(guān)供電不足現(xiàn)象分析及解決辦法徐金田河北省衡水市科技情報(bào)研究所衡水市分析若干種電駱方案的電子式照明開關(guān)對(duì)負(fù)載供電不足現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，并給出切實(shí)有效的解決辦法。

　　引言電子式照明開關(guān)是近年涌現(xiàn)的新型照明控制裝置，分室外用開關(guān)和室內(nèi)用開關(guān)兩棘目前，市售產(chǎn)品中多為對(duì)室外公共照明進(jìn)行。人來燈亮、人離燈媳控制的延時(shí)自媳開關(guān)，此類開關(guān)常因設(shè)汁欠佳而出現(xiàn)向負(fù)載供電不足現(xiàn)象，使燈泡發(fā)光昏暗或閃動(dòng)，不但影響照明質(zhì)量，還因諧波含量較大對(duì)供電質(zhì)量產(chǎn)生影響，干擾其它電器的正常運(yùn)化本文將分析產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因并給出解決亦法。

　　1雙向可控桂單向?qū)ㄔ斐傻臒艄饣璋导伴W動(dòng)現(xiàn)象1.1原因分析電子式開關(guān)可控娃做電路通斷執(zhí)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(lián)型開關(guān)常制成燈座式圖1為此種開關(guān)的電源及觸發(fā)執(zhí)行部分常用電路方案鍰燈泡發(fā)光昏暗是因供電電壓不足造成的，燈光閃動(dòng)的直接原因是供電電壓跳變不穩(wěn)。心交流市電供電正常時(shí)，燈泡供電不足與電壓跳變不穩(wěn)的根源只能從與開關(guān)執(zhí)行元件雙向可控娃有關(guān)的電路去雙向可控娃是種雙向?qū)ǖ目煽卦?。多?shù)雙向可控娃正反向?qū)ㄋ璧挠|發(fā)電流zui低值是有差別的。當(dāng)采用圖1所示的觸發(fā)電流由觸發(fā)極流入的觸發(fā)方式時(shí)，反向?qū)ㄋ璧挠|發(fā)電流zui低值要高于正向?qū)ㄋ璧挠|發(fā)電流，差別的大小因元件而異，有的雙向可控娃正反向?qū)ㄓ|發(fā)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(fā)電流比較小，那些反向?qū)ㄓ|發(fā)電流zui低值較高的雙向可控娃就會(huì)出現(xiàn)只有正向?qū)ǎ聪蜿P(guān)斷的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致燈泡半波供電，使燈光昏暗，達(dá)不到正常亮度。對(duì)于那些反向?qū)ㄋ栌|發(fā)電流與控制電路提供的觸發(fā)電流比較接近的雙向可控娃，就可能出現(xiàn)反向時(shí)通時(shí)斷現(xiàn)象，燈泡時(shí)而全波供電，時(shí)而半波供電，使燈泡供電電壓跳變不穩(wěn)，出現(xiàn)燈光閃動(dòng)現(xiàn)象當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，雙向可控娃的觸發(fā)特性會(huì)變遲忡，所需觸發(fā)電流的zui低值變大，出現(xiàn)燈光昏暗和燈光閃動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)會(huì)更多。天暖時(shí)，此種現(xiàn)象會(huì)有所緩瓶1.2解決方法1做好產(chǎn)品生產(chǎn)前的元件測(cè)試與篩選，將那些反向?qū)ㄓ|發(fā)電流zui低值較大的雙向可控娃剔除對(duì)于北方嚴(yán)寒地區(qū)使用的電子式開關(guān)，在生產(chǎn)時(shí)更要嚴(yán)把此關(guān)2減小圖l中民3的阻值或?qū)D的穩(wěn)定電壓取高些，用增大控制電路所提供的觸發(fā)電流但有時(shí)減小抗后仍不能使雙向可控娃反向?qū)?，控制電路輸出端的電壓有可能出現(xiàn)下降，其原因是電源部分供電能力不足，此時(shí)應(yīng)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(yīng)小于033f對(duì)于TL336等3A雙向可控娃，的電容量不應(yīng)小于0.5妒￡2固定時(shí)電路設(shè)計(jì)位置欠妥造成供電逐漸減弱現(xiàn)象設(shè)計(jì)定時(shí)電路的位置欠妥，除會(huì)影響發(fā)光延時(shí)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，有時(shí)也會(huì)使開關(guān)輸出電壓逐漸下降，使燈光變暗圖2所示為某些延時(shí)自媳開關(guān)所用電路，定化觸發(fā)執(zhí)行電路是直接相連的1當(dāng)無需燈泡發(fā)光時(shí)，電容器無電荷儲(chǔ)存，可控娃得不到觸發(fā)電流，處于關(guān)斷狀態(tài)當(dāng)?shù)玫介_燈信號(hào)需燈亮?xí)r，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(fā)極放電，使可控娃導(dǎo)通，燈泡發(fā)光。隨著電荷的釋放，向可控娃提供的觸發(fā)電流逐漸減小，當(dāng)觸發(fā)電流不足觸發(fā)可控娃時(shí)，可控娃將關(guān)斷，燈泡媳滅。顯然，燈泡發(fā)光延時(shí)自媳時(shí)間的長(zhǎng)短與可控娃觸發(fā)特性靈敏程度關(guān)系很大觸發(fā)特性遲純的，觸發(fā)電流稍有減小就可能觸發(fā)不了，燈泡發(fā)光時(shí)間可能較短而對(duì)那些觸發(fā)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(dǎo)通，燈泡發(fā)光持續(xù)時(shí)間可較長(zhǎng)所判巧這種方案的電子式開關(guān)，同批產(chǎn)品的發(fā)光延時(shí)分散度可能很大，當(dāng)使用不同功率的燈泡時(shí)，可控娃溫升不同，使觸發(fā)靈敏度產(chǎn)生變化是響發(fā)光延時(shí)的準(zhǔn)確性電流，觸發(fā)電流是逐漸減小的當(dāng)觸發(fā)電流小到定程度時(shí)，有些可控娃會(huì)立即關(guān)斷，有些則需要個(gè)緩變過程而導(dǎo)致燈光漸暗現(xiàn)象發(fā)生。試驗(yàn)表明，有相當(dāng)些型號(hào)的可控桂具有可觸發(fā)電流隨其陽極電壓升高而減小的特性，在同樣的觸發(fā)電流條件下，陽極電壓低時(shí)觸不動(dòng)，陽極電壓升高些后就能觸發(fā)導(dǎo)通了。當(dāng)具有這種觸發(fā)特性的可控娃在逐漸減小的觸發(fā)電流條件下工作時(shí)，其導(dǎo)通狀況就會(huì)有個(gè)緩變過程在放電初始階段，經(jīng)化向可控娃提供的觸發(fā)電流足夠品攻窺轄遽栳途盎句栳包發(fā)光正常，可控娃與燈泡的電壓波形如圖3所示。此狀態(tài)可持續(xù)段時(shí)間。當(dāng)觸發(fā)電流減小到定程度時(shí)，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(dǎo)通隨著時(shí)間的推移，陽極脈沖電壓逐漸升高，所需的可觸發(fā)電流值會(huì)有所減小，當(dāng)陽極電壓高到定程度時(shí)，可控娃就能觸發(fā)導(dǎo)通，此時(shí)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(fā)化由于可控娃的導(dǎo)通時(shí)刻推遲，每個(gè)脈沖電壓波形的周期內(nèi)只有部分時(shí)間是導(dǎo)通的，燈泡的供電時(shí)間縮短，能量減小，發(fā)光變暗，此時(shí)有關(guān)波形見圖姑隨著觸發(fā)電流的逐漸減小，可控娃導(dǎo)通所需的陽極電壓逐漸增高，導(dǎo)通時(shí)刻進(jìn)步后移，使燈泡供電時(shí)間進(jìn)步縮短，發(fā)光繼續(xù)變暗，波形見圖36燈光變暗的現(xiàn)象持續(xù)到定程度后，由于電容器0的放電電流又進(jìn)步減小，可控娃導(dǎo)通所需的陽極電壓還要再高些，但當(dāng)脈沖直流電壓幅值達(dá)到峰值后即呈下降趨勢(shì)，不能滿足可控娃導(dǎo)通條件，可控娃*關(guān)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(fā)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(fā)靈敏度存在分散性，其觸發(fā)特性隨陽極供電電壓的變化程度也不盡相同，所，產(chǎn)生燈光漸暗現(xiàn)象的晚，持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，在同批產(chǎn)品中是有差異的采用觸發(fā)特性靈敏的可控娃可延緩燈光變暗現(xiàn)象產(chǎn)生的時(shí)刻，但燈光延時(shí)自媳時(shí)間亦較長(zhǎng)，相對(duì)而言，燈光在變暗狀態(tài)下工作的時(shí)間也會(huì)長(zhǎng)些用觸發(fā)遲忡的可控娃，出現(xiàn)燈光變暗現(xiàn)象的時(shí)刻早，由于燈光延時(shí)自媳時(shí)間短，燈光在低亮度狀態(tài)下時(shí)間也短些欲有效減輕或消除燈光漸暗現(xiàn)象，看來只有選用那些觸發(fā)特性基本不隨陽極電壓變化的可控娃，但此法在組織生產(chǎn)時(shí)較難操作。筆者認(rèn)為，圖2送類電路方案難保證產(chǎn)品質(zhì)量的致性，國(guó)照明電器進(jìn)設(shè)計(jì)，將定時(shí)電路與觸發(fā)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(xiàn)象3.1原因分析串聯(lián)型開關(guān)，在燈媳狀態(tài)時(shí)開關(guān)兩端承受￥交流電壓，開關(guān)內(nèi)控制電路可得到充分電源供給燈亮狀態(tài)時(shí)，交流電壓基本全部施加于燈泡上，開關(guān)呈通路狀態(tài)，兩端壓降極小，開關(guān)內(nèi)控制電路可能會(huì)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(lián)型電子開關(guān)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)之，就是如何在開關(guān)入線端電壓接近零時(shí)仍能保證控制電路有充足、穩(wěn)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(lián)型開關(guān)電路由圖4看出，開關(guān)動(dòng)作時(shí)，控制電路輸出端呈高電位，經(jīng)防向可控娃提供足夠的觸發(fā)電流，使可控鞋導(dǎo)通，交流市電經(jīng)燈泡、整流橋和可控頓形成回路，燈泡全電壓供電，正常發(fā)化此時(shí)可控呈導(dǎo)通狀態(tài)，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(guān)斷到導(dǎo)通的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換使點(diǎn)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(shí)控制電路既要自身耗電，又要向可控娃繼續(xù)提供觸發(fā)電流，6點(diǎn)電壓還會(huì)通過化和導(dǎo)通的可控娃旁路釋放定的電能。這種只消耗、無補(bǔ)充的供電方式是難維持的，6點(diǎn)電壓勢(shì)必會(huì)下降，這將導(dǎo)致控制電路輸出端的高電位輸出狀態(tài)產(chǎn)生定程度的電位低落，減弱向可控娃提供的觸發(fā)電流當(dāng)6點(diǎn)電壓繼續(xù)下降，控制電路提供的觸發(fā)電流小到定程度時(shí)，可控的正常觸發(fā)將遇到困難。

　　這時(shí)，那些可觸發(fā)電流值基本不受陽極電壓影響的可控娃會(huì)立即關(guān)斷，使燈泡在電路延時(shí)自媳時(shí)間到來么前就因可控娃觸發(fā)電流不足而媳滅而那些可觸發(fā)電遲導(dǎo)通現(xiàn)象當(dāng)脈沖直流電壓處于波形近零點(diǎn)處的初始階段時(shí)，可控娃不導(dǎo)通，隨著時(shí)間推移，正弦脈沖直流電壓升高到定程度后，可控娃由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通，其陽極電壓跌至接近零?？煽赝迣?dǎo)通時(shí)刻的推遲使燈泡供電時(shí)間縮短，功率不足，亮度有所減由于在可控肺由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通送段時(shí)間內(nèi)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(huì)出現(xiàn)個(gè)尖脈沖，此尖脈沖電壓可通過抗使6點(diǎn)電位得到定程度的補(bǔ)充但在初始階段，由于尖脈沖持續(xù)時(shí)間較魅峰值電壓較低，對(duì)控制電路供電的補(bǔ)充作用不顯著，6點(diǎn)電位仍會(huì)繼續(xù)下降，使控制電路輸出的觸發(fā)電流進(jìn)步減小，可控娃只能進(jìn)步推遲導(dǎo)通時(shí)刻，待陽極電壓進(jìn)步升高后才會(huì)導(dǎo)通這樣，可控娃陽極的尖脈沖持續(xù)時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)，幅值增大，可控娃的導(dǎo)通區(qū)間便又窄了些，燈泡供電時(shí)間進(jìn)步縮短，電能減小，燈光進(jìn)步變暗。由于可控娃在關(guān)斷期間內(nèi)的陽極尖脈沖幅值有所增大，對(duì)控制電路的供電補(bǔ)充能力增強(qiáng)，當(dāng)上述變化進(jìn)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(bǔ)控制電路的電流消耗，使6點(diǎn)電位不再繼續(xù)下降，電路達(dá)到種相對(duì)平衡的穩(wěn)定狀態(tài)，可控娃在段時(shí)間內(nèi)維持定的導(dǎo)通區(qū)間不變，使燈泡定的較低發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光，直至電路延時(shí)自媳時(shí)刻到來時(shí)媳滅上述過程的有關(guān)波形見圖5燈全亮?xí)r開始變暗時(shí)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)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(chǎn)生燈光變暗現(xiàn)象是由于控制電路供電不足造成的，是可控因觸發(fā)電流減小，推遲了導(dǎo)通時(shí)刻，使燈泡的供電時(shí)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(dāng)負(fù)載造成的。事實(shí)上，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，可控娃是導(dǎo)通的，但其上壓降極低，可控娃功率損耗很小，當(dāng)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(dǎo)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(dāng)此種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品用量較大時(shí)，照明燈在正弦供電部分區(qū)間才能發(fā)光造成電流分布不均，會(huì)使電源波形崎變，影響供電質(zhì)量，干擾其它電器的正常工作。

　　此外，由于元件參數(shù)的分散性，用此方案制作的電子式開關(guān)，有些燈光變暗現(xiàn)象不明顯，有的則比較嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量和性能的致性不易保證。所切，圖4這種電路應(yīng)從內(nèi)部加改善。

　　3.2解決辦法3.2.1選用觸發(fā)特性較靈敏的可控娃，延長(zhǎng)可控磋的全導(dǎo)通時(shí)間，使照明燈泡在電路延時(shí)自媳時(shí)間內(nèi)始終處于全電壓供電狀態(tài)。

　　3.2.2增大濾波電容0的電容量，使其能儲(chǔ)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(xiàn)象3.2.3如圖6所示，化串接只二極管，當(dāng)可控娃導(dǎo)通時(shí)，心點(diǎn)電壓下跌至接近零，這時(shí)，防上所串的二極管處于反偏狀態(tài)，卡斷了控制電路供電電壓通過化和導(dǎo)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(shì)，進(jìn)而延緩減輕或消除燈光變暗現(xiàn)象改進(jìn)的串聯(lián)型開關(guān)電路3.2.4改進(jìn)控制電路的供電方式，在燈亮、開關(guān)入端失電的情況下，使控制電路仍能獲得較充足穩(wěn)定的直流供電電厘我們注意到可控娃導(dǎo)通前Gd間的尖脈沖電壓可1通過適度彌補(bǔ)控制電路的供電電壓損失，但由于技阻值高，衰減大，彌補(bǔ)程度受到限制我們同樣注意到，尖脈沖電壓波形實(shí)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(zhuǎn)化為控制電路所需的直流電，將會(huì)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(hào)越易通過電容器圖7即是據(jù)此設(shè)計(jì)的種諧波整流電路在燈媳狀態(tài)時(shí)，6山哥是心的脈沖直流電此種波形的高頻分量相對(duì)而言少些，呈現(xiàn)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(shí)間后，由于控制電路電壓下降，觸發(fā)電流減少使可控娃出現(xiàn)推遲導(dǎo)通現(xiàn)象，使其陽極出現(xiàn)尖峰脈沖，尖峰脈沖電壓的高頻分量通過[2大量送到￡點(diǎn)，經(jīng)5和換整流和濾波后，可有效彌補(bǔ)控制電路供電電壓的損失，使6點(diǎn)電壓很快穩(wěn)定在定水平，電路可達(dá)到相對(duì)的動(dòng)態(tài)平衡。采用此辦法，可明顯縮短尖脈沖持續(xù)時(shí)間，縮小尖脈沖幅度，燈泡供電時(shí)間較圖4電路明顯加長(zhǎng)，燈泡發(fā)光強(qiáng)弱變化斃肉眼已較難察覺諧波整流式串聯(lián)型開關(guān)電路5將可控娃觸發(fā)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(fā)導(dǎo)引電壓，靠導(dǎo)引電壓控制觸發(fā)電流的走陸在需要燈亮?xí)r，導(dǎo)引電壓將觸發(fā)電流引入可控娃的觸發(fā)極需要燈滅時(shí)延時(shí)自媳時(shí)間到，將觸發(fā)電流旁路控制電路甩去了提供觸發(fā)電流的負(fù)擔(dān)，直流供電電壓的下降速度會(huì)明顯減慢這樣，可控娃陽極只出現(xiàn)持續(xù)時(shí)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(huì)更充足更穩(wěn)定，燈泡處于接近于全電壓工作狀態(tài)，基本保持亮度不4解決向負(fù)載供電不足問題是研制電子式室內(nèi)照明開關(guān)的技術(shù)關(guān)鍵由上分析看出，電子式照明開關(guān)向負(fù)載供電不足，或是因觸發(fā)電流不足使雙向可控頓單向?qū)?，或是因觸發(fā)電流減小使可控娃導(dǎo)通區(qū)間變窄造成，負(fù)載供電波形均產(chǎn)生明顯變化對(duì)室外用公共照明延時(shí)自媳開關(guān)，由于般采用白巧燈做負(fù)載，對(duì)負(fù)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(shè)計(jì)，上海：復(fù)旦大學(xué)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(nèi)用開關(guān)則不同，這里的負(fù)載既可能是白識(shí)燈，也可能是普通的電感鎮(zhèn)流焚光燈、有電容補(bǔ)償?shù)碾姼墟?zhèn)流焚光燈、高功率因數(shù)電感鎮(zhèn)流焚光燈或電子鎮(zhèn)流焚光燈。雙向可控娃單向?qū)〞?huì)使電感鎮(zhèn)流焚光燈因直流供電而不能啟輝可控娃導(dǎo)通區(qū)間明顯變窄會(huì)使脈沖電壓的開始時(shí)刻出現(xiàn)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(huì)使容性負(fù)荷有電容補(bǔ)償?shù)碾姼墟?zhèn)流焚光燈、電子鎮(zhèn)流焚光燈等在每個(gè)供電周期的初始階段均產(chǎn)生強(qiáng)大的尖峰狀沖擊電流，這不僅會(huì)使電流的諧波增大降低線路功率因數(shù)，還極易造成電子鎮(zhèn)流器損壞。所切，輸出電壓不足對(duì)室內(nèi)用電子式開關(guān)的影響更大由于室內(nèi)照明燈的燈亮持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)大于室外照明燈，所對(duì)室內(nèi)用電子式開關(guān)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(nèi)照明開關(guān)的實(shí)用化也就無從談起，這可謂電子式室內(nèi)照明開關(guān)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)所在