在我们的日常生活中,照明无处不在。当你轻轻一旋开关,灯光就能根据你的需求或明或暗,这其中的秘密就在于一种叫做“可控硅调光电源”的装置。

那么,它究竟是如何工作的呢?让我们以生活中的简单比喻来一步步揭开它的神秘面纱。
想象一下,你正在厨房准备晚餐,手中的水龙头是控制水流的开关。当你要洗菜时,你会把水龙头拧大,水流充沛;而当你只需要洗手时,只需轻轻转动龙头,水流就会变小。这个过程中,水龙头就像一个控制器,通过调整开口大小来改变水流的多少。
现在回到照明领域,调光旋钮就像我们的手,可控硅调光电源就像那个“智能水龙头”,但它调控的是电流通过的多少,而通过电流的多少又可以决定灯具的亮度。具体来说,可控硅是一种特殊的电子元件,就像是电路中的“智能阀门”。
当然电流不会像家用水流一样长时间保持稳定值。
家用交流电的电流像波浪一样不断起伏,从0增加到最高峰后逐渐减小到0,然后反向增加到最高峰后逐渐减小到0,这样电流大小正反依次消减的过程在一秒钟里会发生50次。

当使用可控硅调光电源时,它会在每个交流电周期里选择性地“开启”和“关闭”电流,就像水龙头控制水流一样。这开启和关闭的时间点,就是我们所说的“前沿切相”或“后沿切相”。
比如采用前沿切相调光(前切),就像你在波峰(π/2)到来之前就关上水龙头,让每次波峰的初始部分被“截断”,从而减少整个周期内流过的电流总量,达到降低灯光明度的目的。这种方式就好比厨师炒菜时,只用火苗的前半段热量烹饪,以适应不同的火力需求。
而采用后沿切相调光(后切),则是在波谷(3π/2)结束后才关掉电流,这样可以保持波峰完整,但减少波谷时间,同样能实现调节亮度的效果。就如同烧开水时,在水快开时稍微减小火焰,使水温维持在一个适宜的程度。
简而言之,可控硅调光电源通过调光旋钮发出的指令来控制电流在正弦波形的不同位置“开启”和“关闭”,实现了对灯具亮度的精确调控。

明白了这个原理之后,相信大家还会有一个疑问,调光电源是在不断地让电流“开启”和“关闭”,电流的大小又会影响灯具亮度,那灯具为什么不会忽暗忽亮呢?
是因为调光电源并不是让电流完全断开,而是去掉了一部分过大的电流,这部分没有电流的时间内会由电源内积累的电流来持续供电。
随着累积电流的消耗,灯具亮度会缓慢的变暗,在下一次电流开启的时候亮度又恢复到需要的亮度。放大来看灯具的亮度其实是在小范围内不断变化的。
但由于这个变化过程非常快(一秒钟50次),且人眼对快速变化的光线感知不明显,只要这种“开启-关闭”的频率足够高,我们看到的就不会是闪烁,而是保持的亮度。其实是一种视觉错觉。这就是为什么即使可控硅调光器不断切换电流,我们仍然可以得到平稳无闪烁的调光效果。

视觉暂留错觉,我们会看到白点中有黑点在闪烁
接下来,我们深入探讨一下,为什么可控硅调光电源能在不改变电压频率的情况下调整电流。实际上,可控硅内部有一个名为触发角的参数,这个触发角代表了可控硅从每个交流电周期开始到导通所需的时间。调整触发角的大小,就可以改变导通时间的比例,进而实现电流的有效控制。
所以,当你旋转调光器旋钮的时候,实质上就是在改变可控硅的触发角,从而使得电流按照预设比例流通,最终达到理想的照明效果。

这就是可控硅调光电源在日常生活中的工作原理,简单易懂,却又充满智慧与科技的魅力。