电子电路科学

控制交流负载回路的通断，通常会用到继电器。继电器是机械式触点的电磁元器件，可以实现弱电控制强电的目的。但是在带电流分断负载回路时，会产生电弧腐蚀触点，降低了继电器的使用寿命，并且继电器触点的响应时间在ms级别，不适合用于高速通断的回路中。题目不想用继电器来控制交流回路的通断，那么可以考虑使用可控硅来实现。

1 什么是可控硅

可控硅是具有四层结构的PNPN型半导体器件，可以看作是由两个三极管所构成的元器件，可控硅的半导体结构如下图所示。

可控硅从导通方向可以分为单向可控硅SCR和双向可控硅Triac。单向可控硅的三个电极分别是阳极A、阴极K和控制极G；双向可控硅的三个电极分别为T1，T2以及控制G。可控硅的在导通后，及时将控制信号去掉，可控硅仍然处于导通状态。在交流负载回路中，一般使用双向可控硅。

2 可控硅控制回路的设计

单片机控制可控硅回路的通断时，最好使用光耦做隔离。所设计的可控硅控制电路如下图所示。

单片机的输出端接三极管的基极，通过三极管来控制光耦的通断，图中以灯泡作为负载。当单片机输出高电平时，光耦导通，此时可控硅的控制极有触发信号，并且T1和T2上的交流电源满足导通条件。单片机输出低电平时，光耦截止，可控硅的控制极信号被移除，此时可控硅并不是立即关断截止的，而是在过零点附件时截止。在交流回路中，可控硅的关断比较容易。

3 可控硅的控制方式

可控硅的控制方式和三极管、MOS管都不一样。可控硅的导通和关断都相对较为麻烦。以单向可控硅为例，其导通条件为：

①控制极加上正向电压；

②阳极与阴极之间要加入正向电压；

可控硅导通后，将控制信号移除，可控硅仍然导通，要想关断可控硅，必须满足以下条件：

①控制信号移除；

②阳极电流小于维持电流；

玩转嵌入式

使用单片机控制220V交流电的通断，方法非常多。使用继电器是最方便的，但是继电器通断会有声音，很不好，而且继电器有次数限制，容易坏。题主也说明不用继电器，下面提供几种方法吧，供大家参考。

（1）使用双向可控硅，注意是交流电，使用双向可控硅而不是单向可控硅。

这种情况比较简单，但是电路可靠性不高，220V和单片机电源必须共地，电路故障很容易高压烧毁低压端的单片机。

低压控制高压，最好做隔离，上图为使用光耦隔离的控制方式，也可以使用其它物理隔离芯片。

（2）使用三极管、MOS管的控制方式

上图是使用MOS管作开关的电路原理图，因为是交流电，使用两个N沟道的MOS管背靠背连接，该图只是一部分示意图，真正的电路还有很多关键技术，比如采样交流电的极性、判断零点，实现过零开通、断开，以减少对设备的损耗。以及过流、短路保护，区分容性负载上电瞬间的波形与过流、短路波形的区别，防止误保护。使用三极管的原理也是类似的，由于篇幅的原因，就不为大家详细说明了，真正要详细分析几千字估计都不够。

总之，低压控制高压的方式有很多，选择元器件的时候一定要考虑电流、耐压以及功率。本人举两个例子为大家作参考，希望对大家有所帮助，喜欢的点个赞哦。

技术闲聊

可以用晶闸管来实现这个功能。

一、图形符号与结构

单向晶闸管的图形符号、内部结构和等效图如下图所示。

单向晶闸管有3个极：A极（阳极）、G极（门极）和K极（阴极）。单向晶闸管相当于PNP型三极管和NPN型三极管以下图（c）所示的方式连接而成。

二、单向晶闸管的导通和关断条件

单向晶闸管的导通和关断条件如下图所示。

三、晶闸管开关电路原理

晶闸管不但有通、断状态，而且还有可控性，这与开关的性质相似，利用该性质可将晶闸管与一些原器件结合起来制成晶闸管开关。

与普通开关相比，晶闸管开关具有动作迅速、无触点、寿命长、没有电弧和噪声等优点。

具体电路如下图所示。

图中环线框内的电路相当于一个开关，3、4脚接交流电源和负载，开关的通、断受1、2脚的控制电压控制。

当1、2脚无控制电压时，光电耦合器内部的发光二极管不发光，内部的光敏三极管也不导通，三极管VT因基极电压高而饱和导通，VT导通后集电极电压接近0V，晶闸管VS1,VS2的G极无触发电压，VS1,CS2均截止，这时3、4脚处于开路状态，相当于开关断开。

当1、2脚有控制电压时，光电耦合器内部的发光二极管发光，内部的光敏三极管导通，三极管VT的基极电压被旁路，VT截止，集电极电压很高，该较高的触发电压送到晶闸管VS1,VS2的G极。VS1,VS2的导通分下面两种情况。

1、若交流电压U的极性是左正右负，该电压对VS1来说是正向电压（U+对应VS1的A极），对VS2来说是反向电压（U-对应VS2的A极），VS1,VS2虽然G级都有触发电压，但只有VS1导通，VS1导通后，有电流流过负载RL，电流路径是：U左正--VS1--VD2--RL--U右负。

2、若交流电压U的极性是右正左负，该电压对VS1来说是负向电压，对VS2来说是正向电压，在触发电压作用下，只有VS2导通，VS2导通后，有电流流过负载RL，电流路径是：U右正--RL--VS2--VD1--U左负。

也就是说，当1、2脚无控制电压时，3、4脚之间处于断开状态，电流无法通过；当1、2脚加有控制电压时，3、4脚之间处于接通状态，电流可以通过3、4脚。

老马识途单片机

不用继电器，用单片机控制220V交流电的通断，我这里提供一种设计思路，或许还有更好的方案，仅供参考，下面详细说明。

我的方案是用一个双向可控硅以及一个专用的驱动芯片（MOC3041），双方可控硅是一种半控型器件，即可以控制开通，但无法控制关断。这样的话只要在电源电压过零时，可控硅的触发端有信号，可控硅就会导通。如果没有信号，可控硅就会关断，因此可以用于交流电的开通和关断；下图就是这部分的电路原理图。

该芯片输入与输出之间通过光信号传递以实现电气上的隔离，输出侧有电压过零检测电路，4，6PIN 之间接交流电压之后，只要单片机输出低电平，那么输入侧LED点亮，在电源在过零的时候第4脚上会自动输出可控硅的触发信号，使双向可控硅导通。反之，如果要使220V交流电被切断，只要使单片机输出高电平就可以了。这样就实现了用单片机控制220V交流电压的接通与关断。

希望这个方案对你有帮助！

口口木的笔记

首先来说，220V交流电的负载是多大，是感性负载负载还是阻性负载，正常输出功率是多大等这些都要考虑进去。

1、如果是阻性负载的话，比如普通的灯泡，一般是30到40W左右，如果用220V交流电来控制通断，简单点的就用一个双向可控硅直接控制，BT137电流达到7A，耐压值600V，驱动灯泡足够了

也可以加一个光耦

2、如果是感性负载的话，比如电动机，因为它的内部有线圈，100W的电动机在启动的时候可能达到1000W，因此这类电器电路就要加多一个阻容吸收电路，必要时候同时加一个压敏电阻，可以使10471，根据实际间距选择合适的压敏电阻，因为瞬导通时候电压很高，这样就有起到过压保护，以防一通电或者关断时候产生感应电动势产生的电压把可控硅击穿，有时候还会串联一个电感。

电子电路设计

控制交流电断电的器件主要有两种：继电器和双向可控硅

题主说不用继电器，那么我们可以用双向可控硅了，继电器是通过触点的闭合和断开实现机械式的通断；双向可控硅是电子式的通断控制，不止可以实现高速的通断控制，还可以进行功率控制，比继电器更加灵活。

双向可控硅怎么驱动控制220V交流电的通断？

因为双向可控硅两个方向都是可以导通的，所以就不区分阳级和阴极了，把它叫它T1极和T2极。我们只要在它的G极注入正向电压就可以让它导通了

当然我们需要设计一个驱动电路来驱动双向可控硅工作，为了更加安全，我们可以用光耦进行高低压隔离驱动。
当DR为高电平时，Q2导通，U2会触发双向可控硅Q1导通，使马达工作。

双向可控硅怎么驱动控制220V交流器件的功率？

我们平常使用的是正弦波形的交流电

如果想通过双向可控硅来实现功率控制，比如马达转速，灯光亮度，加热功率等的控制，还需要用到过零检测电路。检测到零点后，根据功率要求，让双向可控硅延时导通就可以了。

过零电路设计

我们可以用双光耦的方法实现高可靠性的过零检测

还可以用三极管实现低成本的过零检测

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电子产品设计方案

机械触点电磁继电器动作时会有声音，使用寿命也较短。不用继电器控制交流电通断，就是基于这样的考虑吧。电子开关可以做到，如晶闸管，晶体管，场效应管。从安全角度考虑，光隔是必要的。断开感性负载，会有高压感应电，还要考虑电流过零点切除。现在有把这些都做好的固态继电器ssr ，名字叫继电器是为了好记，和传统电磁继电器完全不同。双向可控硅，光隔控制信号，电压过零点接通，电流过零点断开，低压直流5伏信号控制220伏交流电通断，很好用。

散居猎人

用单片机控制的话，我曾经做过好几个项目，如果是小电流的，电流在几十个毫安到几毫安左右的，可以用光耦继电器直接控制。典型的有东芝和松下的photomos。

如果是电流比较大，达到几百个毫安，或者几安，甚至几十安培的话，可以通过类似moC3061类似的可控硅光耦。然后继续控制电流，更大的可控硅，比如BT系列的BT138。使用这个方案的时候，要充分考虑你的负载是阻性负载还是感性负载，如果是类似电机之类的负载的话，要给最后一级的可控硅，留出一定的负载余量。比如电机的电流是五个安培的话，可控硅可以选在10到20个安培。可控硅的耐压应该至少选在600伏到800伏左右，不然的话，负载有毛刺的话，可控硅是比较容易击穿的。

赵梦君3

简单的用三极管都可以做到，像感应灯驱动灯泡就是直接用三极管，但是这样很危险，高压容易击穿低压原件，所以目前最稳妥的其实还是继电器，继电器是完全隔离的，而且原理简单不容易出故障，缺点是噪音，反应慢。此外还有光电耦合放大器，可控硅等很多器件。光耦比较好的一点就是隔离，但光耦是单向导电的，需要用2个光耦互补才能传输交流

關鍵字: 生活 科技 通断