如何用單片機控制220V交流電的通斷,不用繼電器?

電子電路科學


使用單片機控制220V交流電的通斷,方法非常多。使用繼電器是最方便的,但是繼電器通斷會有聲音,很不好,而且繼電器有次數限制,容易壞。題主也說明不用繼電器,下面提供幾種方法吧,供大家參考。

(1)使用雙向可控硅,注意是交流電使用雙向可控硅而不是單向可控硅。

這種情況比較簡單,但是電路可靠性不高220V和單片機電源必須共地,電路故障很容易高壓燒燬低壓端的單片機。

低壓控制高壓,最好做隔離,上圖為使用光耦隔離的控制方式,也可以使用其它物理隔離芯片。

(2)使用三極管、MOS管的控制方式

上圖是使用MOS管作開關的電路原理圖,因為是交流電,使用兩個N溝道的MOS管背靠背連接,該圖只是一部分示意圖,真正的電路還有很多關鍵技術,比如採樣交流電的極性、判斷零點,實現過零開通、斷開,以減少對設備的損耗。以及過流、短路保護,區分容性負載上電瞬間的波形與過流、短路波形的區別,防止誤保護。使用三極管的原理也是類似的,由於篇幅的原因,就不為大家詳細說明了,真正要詳細分析幾千字估計都不夠。

總之,低壓控制高壓的方式有很多,選擇元器件的時候一定要考慮電流、耐壓以及功率。本人舉兩個例子為大家作參考,希望對大家有所幫助,喜歡的點個贊哦。


雄哥談科技


可以用晶閘管來實現這個功能。

一、圖形符號與結構

單向晶閘管的圖形符號、內部結構和等效圖如下圖所示。

單向晶閘管有3個極:A極(陽極)、G極(門極)和K極(陰極)。單向晶閘管相當於PNP型三極管和NPN型三極管以下圖(c)所示的方式連接而成。

二、單向晶閘管的導通和關斷條件

單向晶閘管的導通和關斷條件如下圖所示。

三、晶閘管開關電路原理

晶閘管不但有通、斷狀態,而且還有可控性,這與開關的性質相似,利用該性質可將晶閘管與一些原器件結合起來製成晶閘管開關。

與普通開關相比,晶閘管開關具有動作迅速、無觸點、壽命長、

沒有電弧和噪聲等優點。

具體電路如下圖所示。

圖中環線框內的電路相當於一個開關,3、4腳接交流電源和負載,開關的通、斷受1、2腳的控制電壓控制。

當1、2腳無控制電壓時,光電耦合器內部的發光二極管不發光,內部的光敏三極管也不導通,三極管VT因基極電壓高而飽和導通,VT導通後集電極電壓接近0V,晶閘管VS1,VS2的G極無觸發電壓,VS1,CS2均截止,這時3、4腳處於開路狀態,相當於開關斷開。

當1、2腳有控制電壓時,光電耦合器內部的發光二極管發光,內部的光敏三極管導通,三極管VT的基極電壓被旁路,VT截止,集電極電壓很高,該較高的觸發電壓送到晶閘管VS1,VS2的G極。VS1,VS2的導通分下面兩種情況。

1、若交流電壓U的極性是左正右負,該電壓對VS1來說是正向電壓(U+對應VS1的A極),對VS2來說是反向電壓(U-對應VS2的A極),VS1,VS2雖然G級都有觸發電壓,但只有VS1導通,VS1導通後,有電流流過負載RL,電流路徑是:U左正--VS1--VD2--RL--U右負。

2、若交流電壓U的極性是右正左負,該電壓對VS1來說是負向電壓,對VS2來說是正向電壓,在觸發電壓作用下,只有VS2導通,VS2導通後,有電流流過負載RL,電流路徑是:U右正--RL--VS2--VD1--U左負。

也就是說,當1、2腳無控制電壓時,3、4腳之間處於斷開狀態,電流無法通過;當1、2腳加有控制電壓時,3、4腳之間處於接通狀態,電流可以通過3、4腳。


老馬識途單片機


不用繼電器,用單片機控制220V交流電的通斷,我這裡提供一種設計思路,或許還有更好的方案,僅供參考,下面詳細說明。

我的方案是用一個雙向可控硅以及一個專用的驅動芯片(MOC3041),雙方可控硅是一種半控型器件,即可以控制開通,但無法控制關斷。這樣的話只要在電源電壓過零時,可控硅的觸發端有信號,可控硅就會導通。如果沒有信號,可控硅就會關斷,因此可以用於交流電的開通和關斷;下圖就是這部分的電路原理圖。


這部分電路相對比較簡單,圖中電HOT和NEUTRAL之間接的是220V交流電源,MOC3041的第2腳接單片機的一個I/O口,第一腳通過一個阻值合適的電阻接到VCC,起限流作用。下圖是MOC3041的內部結構圖:


該芯片輸入與輸出之間通過光信號傳遞以實現電氣上的隔離,輸出側有電壓過零檢測電路,4,6PIN 之間接交流電壓之後,只要單片機輸出低電平,那麼輸入側LED點亮,在電源在過零的時候第4腳上會自動輸出可控硅的觸發信號,使雙向可控硅導通。反之,如果要使220V交流電被切斷,只要使單片機輸出高電平就可以了。這樣就實現了用單片機控制220V交流電壓的接通與關斷。


希望這個方案對你有幫助!


口口木的筆記


首先來說,220V交流電的負載是多大,是感性負載負載還是阻性負載,正常輸出功率是多大等這些都要考慮進去。

1、如果是阻性負載的話,比如普通的燈泡,一般是30到40W左右,如果用220V交流電來控制通斷,簡單點的就用一個雙向可控硅直接控制,BT137電流達到7A,耐壓值600V,驅動燈泡足夠了

也可以加一個光耦

2、如果是感性負載的話,比如電動機,因為它的內部有線圈,100W的電動機在啟動的時候可能達到1000W,因此這類電器電路就要加多一個阻容吸收電路,必要時候同時加一個壓敏電阻,可以使10471,根據實際間距選擇合適的壓敏電阻,因為瞬導通時候電壓很高,這樣就有起到過壓保護,以防一通電或者關斷時候產生感應電動勢產生的電壓把可控硅擊穿,有時候還會串聯一個電感。


大年君


用單片機控制的話,我曾經做過好幾個項目,如果是小電流的,電流在幾十個毫安到幾毫安左右的,可以用光耦繼電器直接控制。典型的有東芝和松下的photomos。

如果是電流比較大,達到幾百個毫安,或者幾安,甚至幾十安培的話,可以通過類似moC3061類似的可控硅光耦。然後繼續控制電流,更大的可控硅,比如BT系列的BT138。使用這個方案的時候,要充分考慮你的負載是阻性負載還是感性負載,如果是類似電機之類的負載的話,要給最後一級的可控硅,留出一定的負載餘量。比如電機的電流是五個安培的話,可控硅可以選在10到20個安培。可控硅的耐壓應該至少選在600伏到800伏左右,不然的話,負載有毛刺的話,可控硅是比較容易擊穿的。


趙夢君3


機械觸點電磁繼電器動作時會有聲音,使用壽命也較短。不用繼電器控制交流電通斷,就是基於這樣的考慮吧。電子開關可以做到,如晶閘管,晶體管,場效應管。從安全角度考慮,光隔是必要的。斷開感性負載,會有高壓感應電,還要考慮電流過零點切除。現在有把這些都做好的固態繼電器ssr ,名字叫繼電器是為了好記,和傳統電磁繼電器完全不同。雙向可控硅,光隔控制信號,電壓過零點接通,電流過零點斷開,低壓直流5伏信號控制220伏交流電通斷,很好用。


散居獵人


簡單的用三極管都可以做到,像感應燈驅動燈泡就是直接用三極管,但是這樣很危險,高壓容易擊穿低壓原件,所以目前最穩妥的其實還是繼電器,繼電器是完全隔離的,而且原理簡單不容易出故障,缺點是噪音,反應慢。此外還有光電耦合放大器,可控硅等很多器件。光耦比較好的一點就是隔離,但光耦是單向導電的,需要用2個光耦互補才能傳輸交流


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