pic單片機控制雙向可控硅調(diào)節(jié)交流電壓的電路設(shè)計

1、由于項目需要根據(jù)光照傳感器采集到的光照強度或上位機的指令調(diào)節(jié)交流燈泡的亮度。最好的方式便是調(diào)節(jié)供電的交流電壓。參考了許多資料，最后決定采用采集交流信號的同步信號，并根據(jù)此交流信號輸出延時脈沖控制可控硅導(dǎo)通角的方式進行交流調(diào)壓。1. 交流電壓過零點信號提取 圖1 交流同步信號提取 如上圖1所示，左側(cè)為兩個30K/2W的電阻，這樣限制輸入電流為：220V/60K=3.67mA,由于該路僅僅是為了提取交流信號，因此小電流輸入即可。整流橋芯片采用小功率（2W）的KBP210，之后接入一個光耦（P521）,這樣如圖1整流后信號電壓值超過光耦前段二極管的導(dǎo)通電壓時，即產(chǎn)生一次脈沖，光耦右側(cè)為一上拉電路，V

2、CC為單片機供電電壓：+3.3V。光耦三極管導(dǎo)通時，輸出低電平，關(guān)閉時輸出高電平。輸出同步信號如上圖1同步信號。2. PIC單片機的輸入信號及輸出脈沖圖2 單片機的輸入同步信號及輸出脈沖 如上圖2所示，采集到的同步信號進入PIC單片機的一個數(shù)值I/O口，作為外部中斷的觸發(fā)信號，每觸發(fā)一次，單片機進一次中斷，然后人為定義一個延時，一定導(dǎo)通角后輸出可控硅觸發(fā)信號，延時時間越長（注意應(yīng)小于半個周期的時間：10ms），一個周期內(nèi)的導(dǎo)電時間越短，即輸出電壓平均值越小，燈泡越暗。3. 雙向可控硅驅(qū)動電路圖3雙向可控硅驅(qū)動電路 如上圖3所示，PIC單片機的數(shù)字輸出口DO，輸出觸發(fā)信號。此處考慮到單片機引腳的

3、輸出電流有限，電路用單片機引腳輸出觸發(fā)三極管，控制電路的通斷。（此處電路可考慮進一步精簡，如單片機引腳串聯(lián)一小電阻：200，直接驅(qū)動光耦可控硅）觸發(fā)信號為高電平時，光耦可控硅MOC3021基極觸發(fā)已承受壓降的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，使用一30K/2W的電阻限制雙向可控硅TLC336A的基極電流最大為：220V/30K=7.34mA。當(dāng)交流電壓反向時，光耦可控硅和可控硅均關(guān)斷，直到接收到一個新的觸發(fā)高電平才導(dǎo)通。4. 備注可控硅TLC336A兩端可以考慮并聯(lián)一個開關(guān)，作為燈泡的手動開啟開關(guān)。關(guān)于所用的三極管：C9013NPN型三極管：NPN 型,當(dāng)B與E之間電壓Vbe>0.5V時,如果三個管腳

4、電壓關(guān)系是Vc>Vb>Ve,則會處於放大狀態(tài);如果是Vb>Vc>Ve 則會處於飽和狀態(tài)(相當(dāng)於開關(guān));如果此時Ve>Vc則仍會處於截止?fàn)顟B(tài).由于低頻時1和的數(shù)值相差不大，所以有時為了方便起見，對兩者不作嚴格區(qū)分，值約為20到200。三極管是一種電流放大器件，但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔?。Uce大于1V時，三極管工作于放大區(qū)，即Ic與Ib成正比，比例系數(shù)為。數(shù)字電路中BJT一般工作在飽和區(qū)和截止區(qū)。表示開關(guān)狀態(tài)模擬電路中BJT一般工作在放大區(qū)。關(guān)于所用光耦雙向可控硅：之前調(diào)試時使用的MOC3041，電路調(diào)試無法通過。MOC3041比MOC3021多了一個功能：zero voltage crossing，不適用該電路。過零光耦只能在過零點附近施加信號導(dǎo)通，當(dāng)超過零點一定角度后就無法觸發(fā)了。不過零的想在哪觸發(fā)都行。使用上的區(qū)別為過零觸發(fā)與隨機觸發(fā)兩種情況。過零觸發(fā)應(yīng)用于不需要移相調(diào)整的電路或當(dāng)中。比如功能單一的開