我们日常工作生活所使用的市电220V的波形为频率50HZ的正弦曲线。分为正半周期和负半周期,正半周与负半周之间的交汇点既无电压也无电流称为过0点。
双向可控硅有三个引脚,分别为:A1、A2、G(门极)。A1、A2的导通需要G(门极)阈值电压触发,导通后即使撤掉G(门极)阈值电压,A1、A2仍维持导通,直至A1、A2两端电压出现过0点才变为截止状态。截止后要想导通需要重新G(门极)阈值电压触发。
图示的电路中,S 和RP为带开关功能的可调电位器。
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当上电打开开关,假设为市电220V的正半周期即上正下负。电流经开关S、灯泡后,分为两路,一路加在双向可控硅VS的A2端,此时双向可控硅的A2、A1间呈截止状态;另一路经R1、RP、C1回到电源负极构成电流回路给C1电容充电,充电的快慢取决于可变电位器旋停的阻值大小,阻值越小电容上充得的电压上升越快,充到VD双向触发二极管导通阈值电压用时越短;阻值越大电容上充得的电压上升越慢,充到VD双向触发二极管导通阈值电压用时越长。
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当C1上充得VD双向触发二极管阈值电压后,VD双向触发二极管导通,C1上的电压通过R2、VD双向触发二极管加到VS双向可控硅的G极,再到A1端回到电容C1负极构成电流回路,触发VS双向可控硅的A2、A1端导通。
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VS双向可控硅的A2、A1端导通后,220V的正通过开关S、灯泡、VS回到220V的负形成灯泡供电电流回路,灯泡点亮发光至A2、A1端导通电压过0点。同时,C1上的电压通过R2、VD双向触发二极管、VS双向可控硅的G极、A1、电容负极持续放电,至放电完成。
过0点后,进入220V的负半周,负半周为图示中的上负下正。电流分两路,其中一路加在VS双向可控硅的A1端,此时,VS双向可控硅处于截止状态;另一路经电容C1、RP、R1、灯泡、开关S回到220V的电源负构成电流回路,给C1电容充电,C1上充得下正上负的电压。
当C1上充得的电压达到VD双向触发二极管导通阈值电压,VD双向触发二极管导通;C1上的电压经R2、VD加在VS的G极,并形成电流回路,触发VS双向可控硅VS双向可控硅的A1、A2端导通。
VS双向可控硅的A1、A2端导通后,220V经VS双向可控硅的A1、A2端、灯泡、开关S形成供电电流回路,为灯泡供电灯泡再次亮起,由于频率50HZ,人眼无法发觉正负半周间灯泡熄灭。同时,C1上的电压通过A1、VS双向可控硅的G极、VD双向触发二极管、R2、电容负极持续放电,至放电完成。
灯泡的亮度与导通角大小有关,C1上充得VD双向触发二极管导通阈值电压所用时间越长(T1),导通角剩下的就越少(T2);C1上充得VD双向触发二极管导通阈值电压所用时间越短(T1),导通角剩下的就越大(T2)因为频率固定,周期时间为频率的倒数,220v市电的周期时间为1/50秒。
导通角的大小决定输出电压高低,最终决定灯泡的亮度。
RP电位器阻值减小,C1上充得电压上升快,上升到阈值电压时间短,导通角大,输出电压升高,灯泡变亮。
RP电位器阻值变大,C1上充得电压上升慢,上升到阈值电压所用时间长,导通角变小,输出电压降低,灯泡变暗。