2.6 旋钮式无级调光开关
这里介绍一种典型的旋钮式无级调光开关,它通过人手转动电位器旋钮,来对白炽灯进行无级调压,实现连续调光。这种调光开关具有体积小、效率高、调光平稳等特点,目前市售的各种普通调光台灯大多数都采用这类调光开关。
2.6.1 工作原理
旋钮式无级调光开关的电路如图2-15虚线框内所示,虚线框外是为便于说明原理而绘出的被控电灯电路。旋钮式无级调光开关主要由阻容移相电路和双向晶闸管交流开关两大部分组成。
图2-15 旋钮式无级调光开关电路图
闭合电源开关SA后,220V交流电通过电位器RP1、RP2和电阻器R向电容器C1充电,当电容器C1两端充电电压达到双向触发二极管VD的转折电压时,VD和双向晶闸管VS相继导通,使被控电灯H得电发光。当交流电压过零反向时,双向晶闸管VS自行关断,电容器C1又开始反向充电,并重复上述过程。可见,在交流电压每一周期内,双向晶闸管VS在正、负半周均对称导通一次。如果调节RP1的阻值大小,就会改变电容器C1的充电速率,从而在任意半个周期内使双向晶闸管VS的触发导通时间前移或后退,即改变了双向晶闸管VS导通角的大小,相应地加在电灯H两端的平均电压也随之变化,故实现无级调光目的。
电路中,微调电位器RP1并联在手调电位器RP2两端,通过适当调节微调电位器RP1的阻值,可消除手调电位器RP2在阻值调大时所出现的灯灭“死区”,从而使灯光变化范围正好与手调电位器RP2的阻值调节范围相吻合。电感器L和电容器C2构成高频滤波电路,它能有效抑制双向晶闸管VS工作时产生的高次谐波,以减小对附近调幅收音机和其他通信设备造成的不同程度干扰。
2.6.2 元器件选择
VS选用MAC97A6(额定通态电流IT=1A,断态重复峰值电压UDRM≥600V)或BCR1AM-6(IT=1A,UDRM≥400V)型普通双向晶闸管,其外形和引脚排列参见图2-4。VD选用转折电压在20~40V之间的双向触发二极管,如2CTS、2D201YR、DB3型等。
RP1选用WH7-A型微调碳膜电位器,RP2选用带单联开关的WTK-1A型碳膜电位器。R用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1用CJ11-160V型金属化纸介电容器,C2用CL11-400V型涤纶电容器。电感器L除了采用工字形磁芯的成品电感器外,还可以自制:采用ϕ10mm的工字形磁芯或黑白电视机行线性调节电感的磁芯,用ϕ0.6mm左右的漆包线绕30匝即可。
2.6.3 制作与使用
图2-16为该旋钮式无级调光开关的印制电路板接线图。印制电路板实际尺寸约为40mm×40mm;要求采用环氧基质单面铜箔板制作,纸质板因受潮后绝缘电阻容易变小,故不宜采用。
图2-16 旋钮式无级调光开关
印制电路板接线图
焊接好的电路板可直接装入采用白炽灯的普通台灯底座腔内,以便将普通台灯改造升级为调光台灯。具体方法是:拆掉台灯座上的电源开关,改装成带开关的调光电位器RP2。注意调光电位器RP2的开关引脚直接插入印制电路板的对应孔内焊牢,这样电位器固定好以后,印制电路板自然也就固定不动了。印制电路板上的a、b引线头,不分顺序与台灯原开关两接线头连接即可。
调试时,接通220V交流市电,将调光电位器RP2的阻值调至最大位置,用小螺钉旋具微调RP1阻值,使被控电灯H刚好发光(最暗光),即可投入正式使用。此调光开关可控制标称功率100W以内的白炽灯,灯泡实际耗电取决于发光亮度大小,与灯泡上所标瓦数无关。
顺便指出,读者也可将上面介绍的旋钮式无级调光开关装在大小与86系列或75系列开关面板完全一样的塑料板上,制成“无级调光壁式开关”,用于取代控制室内其他照明用白炽灯泡的普通壁式开关,以实现对照明灯泡的无级调光和节电。