电路中,当三极管T1截止时,电源通过R3给电容C1充电,C1的电压逐渐升高;当T1导通时,电容C1通过T1迅速放电而回到0电位;当T1再次截止时,电源再一次对C1充电。按照这样的过程,T1反复导通和截止,就在输出端形成了锯齿波。来自同步控制电路的同步控制脉冲由本电路的输入端输入,经运算放大器IC1反相、整形后,控制T1的导通与截止,从而控制锯齿波的产生。由于同步控制脉冲与输入交流信号在时间上完全对应一致,因此,锯齿波的每个锯齿的起始点(亦即截止点)与输入交流信号的过零点完全对应。
输入交流信号、同步控制脉冲信号和锯齿波信号的相位关系如图五所示。
4、起动控制电路
起动控制电路的作用是在电源刚刚接通时产生一个时间延时,等待各部分电路初始化完毕后,直至整个系统开始以无浪涌的方式输出交流电。其电路如图六所示。
电路中,IC1为运算放大器构成的电压比较电路,其正输入端为R2和R3分压信号,负输入端为电容C1的电压信号。当交流电刚刚输入时,电容C1尚未充电,电压为0,IC1的正输入端电位低于负输入端,因此输出为低电位;当交流电输入之后,电源经R1对电容C1充电,C1上的电位逐渐升高,当升高到高于R3上的电压后,IC1因正输入端电位高于负输入端,因此状态发生翻转,输出由低电位变为高电位。
本电路输出的起动控制信号分别送入相位控制电路和升压控制电路。当此信号为低电位时,两者均不工作,电源虽有交流输入但无输出;当此信号为高电位时,系统开始工作,交流电源电压按照预定的速度逐渐升高加到灯泡上,直至将交流电压足额加到灯泡上,使灯泡正式发光。
5、相位控制电路
相位控制电路的作用是产生相位控制信号控制触发脉冲的相位。其电路如图七所示。
本电路输出的相位控制信号传送到触发脉冲发生电路,相位控制信号越低,则触发脉冲越前移,从而控制触发脉冲的相位。起动控制电路产生的起动控制信号从输入端输入本电路,当电源处于预备状态尚未起动时,起动控制信号为低电位,光耦IC1导通,电源通过R1迅速对电容C1充电至饱和状态;当起动控制信号由低电位变为高电位后,光耦IC1截止,电源停止对C1充电,C1经电位器P1放电,产生一个从高电位逐渐降低的输出电压――相位控制电压信号。调整P1的阻值,即可调整相位控制信号电平的下降速度,通过控制触发脉冲的相位改变灯泡上电压的上升速度。
6、触发脉冲发生电路
触发脉冲发生电路的作用是产生触发脉冲,驱动升压控制电路连续平滑地提升加到灯泡上的电压。其电路如图八所示。
输入1是来自锯齿波发生电路的锯齿波信号,输入2是来自相位控制电路的相位控制信号。IC2通过电压比较的方式产生驱动脉冲;IC1、R1、R2、R3构成拖尾清除电路;D1、D2为隔离二极管,用于对输入锯齿波与拖尾清除信号的隔离。当相位控制信号电平较高时,IC2只有在锯齿波上升到足够高时才输出正脉冲,驱动升压控制电路中可控硅导通,因此通角比较小,输出到灯泡上的交流电压较低;随着相位控制信号电平的下降,触发脉冲产生的时间不断提前,升压电路中的可控硅导通角逐渐增大,输出到灯泡上的交流电压也逐渐升高。在上述过程中,IC1的负输入端的电位一直比正输入端的电位高,IC1的输出为0V,由于D2的隔离作用,它对IC2不产生任何作用;随着输出到灯泡上电压的不断升高,灯丝得到充分预热,当相位控制电压下降到一定值(灯泡上的电压上升到一定值、灯丝充分预热)后,IC1负输入端的电位低于正输入端电位,因此IC1输出端由0电位变为正电位,此信号经D2传输到IC2的正输入端,将IC2的正输入端钳位于正电位,使IC2一直输出高电压信号,驱动升压控制电路的可控硅完全导通,交流电压全额加到灯泡上,使灯泡达到额定发光功率正常发光。
7、升压控制电路
升压控制电路是抑制电流浪涌产生的执行电路,作用是控制交流电压缓慢地提升,达到无浪涌输出的目的。其电路如图九所示。
电路中,输入1为起动控制信号,输入2为触发脉冲。升压控制信号经过光耦IC1的本电路的直起动,在整个系统处于预备状态时,起动控制信号为0电位,此时IC1不导通,触发脉冲被隔离;当起动控制信号为高电位后,IC1导通,触发脉冲经R2、IC1的输出端传输到IC2,驱动可控硅输出交流电压到灯泡。T2为主控可控硅,其容量要求足够大,以满足大功率灯泡工作的需要。电容C1和电阻R6为T2的保护电路。IC2、T1、R3、R4和R5构成主控可控硅的触发驱动电路,触发脉冲经此电路实现对T2的有效触发。M1为交流电压表,用以监测输出电压。当系统起动工作后,T2在触发脉冲的触发下,控制交流电压从0V开始平滑、连续地逐渐升高,使灯泡在这个升高过程中得到充分预热后,才得到足额电压正式发光,达到了保护灯泡,充分延长灯泡使用寿命的目的。
结束语:
本文将我们在实际工作中研究设计应用的“交流无浪涌电源”作了技术介绍,希望能与同行进行讨论。由于水平所限,电路设计及论文叙述中必有诸多不妥之处,诚请斧正。