普通的功率调节器，大都采用双向可控硅相控调压，这种电路比较简单，但在低功率范围存在失控区，调压效果不理想。本文介绍一种新电路结构的功率调节器，此电路采用过零脉冲移相触发的方法实现了0～180°相角的全范围功率调节，而且可以方便的实现触摸调光。本电路以一块CMOS四异或门为主，整机工作电流仅2mA左右，但控制功率可达千瓦以上，与同类调光器相比具有线路简单、功耗低、调节范围宽等优点。
工作原理
本机电路见图1。220V交流电压首先经RX、LED、D7、R12、DW等构成回路，LED发光，C6两端建立起约7.5伏的直流电压，电路进入工作状态，同时220伏50Hz交流电压（图2中V\(_{A}\)）经R3、R\(_{4}\)、R5、C\(_{1}\)组成的移相限流电路加至异或门N1，由N\(_{1}\)整形为50Hz的方波（图2VB），R\(_{6}\)、C2、N\(_{2}\)检测出方波的前、后沿，在N2输出端形成过零窄脉冲（图2VC），R\(_{7}\)、D3、T\(_{1}\)、C4、N\(_{3}\)组成压控单稳电路，对零压脉冲进行展宽（图2VD），其暂稳时间受控于场效应管T\(_{1}\)的栅极电压。调宽后的单稳脉冲再经R9、C\(_{5}\)、D6、N\(_{4}\)检出后沿在N4输出端形成被移相的触发脉冲（图2V\(_{E}\)），经T2电流放大后加至双向可控硅TRIAC控制极。整个控制过程如下：当T\(_{1}\)栅极电压（V点）较低时，T1趋向截止，其D、S极间电阻较大，C\(_{4}\)放电时间较长，VD脉冲变宽，V\(_{E}\)触发脉冲移相角φ变大，可控硅导通角变小，即导通时间变短灯暗；反之T1栅极电压较高时，T\(_{1}\)趋向饱和，其D、S极间电阻较小，C4放电时间短，V\(_{D}\)脉宽窄，VE触发脉冲移相角φ小，可控硅导通角θ变大，导通时间变长，灯亮。通常V点电压在0～3伏变化即可实现0～180°相角的全范围调节。D\(_{4}\)、D5、R\(_{1}\)0、R11构成双向钳位电路，使V点电压只能在V\(_{1}\)、V2之间变化，调整时使V=V\(_{1}\)时灯最暗，V=V2时灯最亮。C\(_{3}\)容量取得较大，它可在长时间内维持V点电压不变。R1、R\(_{2}\)、R8、D\(_{1}\)、D2及触摸端ab、cd构成触摸调压电路，当手触ab端时，D\(_{1}\)导通，C3充电，电灯由暗变亮，当手触cd两端时，D\(_{2}\)导通C3放电，电灯由亮变暗，调光速度由R\(_{2}\)控制。实际应用证明，这种触摸调节方法，比其它方法安全可靠，其原因如下：R1、R\(_{8}\)均为2MΩ，使触摸时通过人体的电流最大不超过220μA，另外电阻的短路故障极为少见，因此不必担心有触电危险。但在装配和使用过程中仍要注意不能让触点与市电火线相碰。另外直接采用220伏高压微电流充放电，具有较好的恒流效果，可实现线性调节。
元件选择及安装调试
N\(_{1}\)～N4为CMOS四异或门，CD4030、CD4070、C630、C660均可选用，双向可控硅TRTAC可根据所控功率选择，一般留2～3倍的余量，耐压应大于400伏，触发电流应小于5mA。LED应选用亮度高的发光二极管。T\(_{1}\)为N沟道绝缘栅场效应管，最好选用3DO3，其它3DO型场效应管只要其夹断电压较小也可使用。D3、D\(_{4}\)、D6、D\(_{5}\)要求有尽可能小的反向漏电流，最好选用反流在nA级的2CK型开关管。电压保持电容C3要求漏电要小，最好选用钽电容。T\(_{2}\)的β值应大于100。DW的稳压值在6～10伏之间选取，其余元件值如图1所示。印制板图见图3，一般只要装配无误，加电即可工作。调试时先不接灯泡RL，220伏接通后，LED亮，用万用表测C6两端电压应为稳压管稳定电压，如低于此值应着重检查集成块有无虚焊的输入端。电压正常后，先将R\(_{1}\)0旋至最上端，将R11旋至最下端，触摸ab使V点电压升高至C\(_{6}\)的端压，然后用示波器检查A、B、C、D各点波形应同图2所示一致，而后可接上负载，此时灯泡应为全亮状态，如不为全亮，说明触发电流不够，可适当减小R13的数值，如果所用可控硅触发电流小，则应适当增大R\(_{13}\)的值。R13确定之后，分别触摸ab、cd端，灯泡亮度应能全范围变化，如发现亮端或暗端灯光闪烁，说明零压脉冲存在相差，可适当改变R\(_{3}\)的值。最后调R10、R\(_{11}\)使V点电压等于V1 时灯泡最暗，V=V\(_{2}\)时灯泡最亮，全部调整完毕，即可投入使用。需注意的是调试中线路带220伏交流电压，要谨防触电，有条件可采用隔离变电器供电调试。
其它控制手段的实现
由图1不难看出：灯光亮度决定于V点电压，只需改变V点电压的控制方式即可实现其它方式调光，下面介绍几种典型的控制电路。
1．软开关：在一些场合，要求合上开关灯光慢慢由暗变亮，关断开关灯光缓缓变暗，此种开关称软开关。图1电路，只需将触摸端ab，cd换用一只单刀双掷开关（开关K打到K位置，相当于a、b接通），即可实现软开软关功能。见图4。其开关速度则取决于R\(_{2}\)值的大小。
2．遥控触摸调光：图1电路可方便地实现有线遥控触摸调光。此时只需将G、H两点断开，将触端ab，cd及D\(_{1}\)、D2装在一个小巧的控制盒内，如用床头开关改装，在原按钮处镶固一块刻有触摸端的铜箔板，按图连接触端和二极管，并用双线引出做为遥控线接于G、H两点。遥控线最好采用屏蔽线以减小干扰。见图5。
3．手动调光：此种控制方式时，本电路可大大减化，T\(_{1}\)、R1、R\(_{2}\)、R8、R\(_{1}\)0、R11、D\(_{1}\)、D2、D\(_{4}\)、D5、C\(_{2}\)都可省去，将T1用一只1MΩ的电位器代替即可。当电位器旋至最小阻值灯最亮，反之灯最暗。调换R\(_{7}\)的值可保证W旋至最大时灯光刚好为最暗，见图6。
4．音控彩灯：在手动调光电路的基础上，将电位器W改用一只光电耦合器即可用于彩灯音控，见图7。当收音机或录音机的音频信号送至光电耦合器输入端，音频信号的大小变化，改变可控硅的导通角，灯光随声音大小而闪动。调节W可改变音控灵敏度。(张群宜)
