[发明专利]交流/直流调制转换系统及其应用

说明书

技术领域

本发明揭示一种交流/直流调制转换系统，其可调制可控式直流负载诸如可控式直流加热器、可控式直流马达或可控式直流灯具等的温度、速度或亮度等。

背景技术

图1显示一正弦电压截波器(sinusoidal voltage chopper)的电路图，其中输入电压端V_i与输入电压参考端V_ri连接至一正弦电压源v_i(t)；输出电压端V_o与输出电压参考端V_ro连接至一交流负载；一可变电阻(variable resistor)R₁与一电容C₁组成一触发延迟电路(firing delay circuit)；一电阻R₂与一电容C₂组成一低通滤波器(lowpass filter)；D₁为一交流二极管(Diode for Alternating Current，DIAC)且Q_c为一交流三极管(Triode for Alternating Current，TRIAC)。

图2A与图2B显示D₁的等效电路与特性曲线。一个交流二极管等效于两个肖克利二极管(Shockley diode)反向并联(in anti-parallel)。由特性曲线可知：当D₁的跨压高于其崩溃电压|V_B|(breakdown voltage)，D₁导通；当流经D₁的电流小于其维持电流|I_H|(holding current)，D₁截止。

图3A与图3B分别显示Q_c的等效电路与特性曲线。一个交流三极管等效于两个硅控整流器(silicon-controlled rectifier，SCR)反向并联。由特性曲线可知：当Q_c的栅极电流|I_G|(gate current)愈大，其崩溃电压|V_B|愈低当Qc的跨压高于其崩溃电压|V_B|，Q_c导通；当流经Q_c的电流小于其维持电流|I_H|，Q_c截止。

图4显示一正弦电压截波器的输出电压v_o(t)波形。于触发延迟期间C₁跨压低于D₁的崩溃电压V_B；D₁与Q_c皆截止；v_o(t)＝0。于导通期间C₁的跨压等于或高于D₁的崩溃电压V_B；D₁与Q_c皆导通；v_o(t)＝v_i(t)。负半周的波形对称于(symmetric to)正半周的波形。

输出电压v_o(t)的均方根(root-mean-squared)电压V_rms可被表示为：