单片机控制可控硅
pic单片机控制双向可控硅调节交流电压的电路设计
p i c单片机控制双向可控硅调节交流电压的电路设计(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除由于项目需要根据光照传感器采集到的光照强度或上位机的指令调节交流灯泡的亮度。
最好的方式便是调节供电的交流电压。
参考了许多资料，最后决定采用采集交流信号的同步信号，并根据此交流信号输出延时脉冲控制可控硅导通角的方式进行交流调压。
1.交流电压过零点信号提取图1 交流同步信号提取如上图1所示，左侧为两个30K/2W的电阻，这样限制输入电流为：220V/60K=3.67mA,由于该路仅仅是为了提取交流信号，因此小电流输入即可。
整流桥芯片采用小功率（2W）的KBP210，之后接入一个光耦（P521）,这样如图1整流后信号电压值超过光耦前段二极管的导通电压时，即产生一次脉冲，光耦右侧为一上拉电路，VCC 为单片机供电电压：+3.3V。
光耦三极管导通时，输出低电平，关闭时输出高电平。
输出同步信号如上图1同步信号。
2.PIC单片机的输入信号及输出脉冲图2 单片机的输入同步信号及输出脉冲如上图2所示，采集到的同步信号进入PIC单片机的一个数值I/O口，作为外部中断的触发信号，每触发一次，单片机进一次中断，然后人为定义一个延时，一定导通角后输出可控硅触发信号，延时时间越长（注意应小于半个周期的时间：10ms），一个周期内的导电时间越短，即输出电压平均值越小，灯泡越暗。
3.双向可控硅驱动电路图3双向可控硅驱动电路如上图3所示，PIC单片机的数字输出口DO，输出触发信号。
此处考虑到单片机引脚的输出电流有限，电路用单片机引脚输出触发三极管，控制电路的通断。
（此处电路可考虑进一步精简，如单片机引脚串联一小电阻：200Ω，直接驱动光耦可控硅）触发信号为高电平时，光耦可控硅MOC3021基极触发已承受压降的集电极和发射极导通，使用一30K/2W的电阻限制双向可控硅TLC336A的基极电流最大为：220V/30K=7.34mA。
双向可控硅过零触发 51单片机
双向可控硅过零触发 51单片机双向可控硅过零触发器是一种电子器件，其用途是控制交流电的电流。
该器件可在双向传导状态下控制交流电源，因此广泛应用于电机控制、照明、电炉控制等领域。
在本文中，我们将介绍如何使用51单片机来控制双向可控硅过零触发器。
首先，我们需要了解一下双向可控硅（BTA）的工作原理。
BTA的结构简单，由四个主要结构组成：PNPN开关、控制电极、阴极和阳极。
当控制电极施加正脉冲时，PNPN开关关闭，电流流向阳极。
当控制电极施加负脉冲时，PNPN开关关闭，电流流向阴极。
通过控制电极施加不同的正、负脉冲，我们可以控制BTA在交流电源中的通断状态。
双向可控硅过零触发器由三个组成部分组成：BTA、电容和电阻。
电容和电阻串联在一起，形成一个RC电路，用于控制BTA的触发时间。
当交流电源的波形经过零点时，BTA 被触发工作，将电流带入负载。
同时，电容将电压快速充放电，准备下一个过零点的触发。
现在，让我们以一个简单的控制电机的例子来说明如何使用51单片机来控制双向可控硅过零触发器。
首先，我们需要定义一个端口来控制BTA。
我们可以使用P2端口的一个输出引脚，比如P2.1或P2.2。
然后，我们需要编写一个函数来控制BTA的触发。
该函数的基本思路如下：1. 将控制引脚设置为输出模式。
2. 将控制引脚输出低电平，等待一段时间。
7. 重复步骤1到步骤6，直到需要关闭BTA。
在该函数中，我们需要确定以下参数：控制引脚的端口和引脚号；低电平输出的时间和高电平输出的时间；循环次数和等待时间。
最后，我们需要将该函数与控制电机的程序结合起来。
在主程序中，我们需要使用中断函数来检测交流电源的过零点，并在每个过零点时调用BTA触发函数。
可以使用定时器中断或外部中断来检测过零点。
在本文中，我们提供了一种用51单片机控制双向可控硅过零触发器的方法。
当然，这仅是一种基本方法，还有很多可以改进的地方。
例如，可以使用更先进的控制算法来实现更高级的控制功能，或使用更高效的电机驱动方法来提高电机控制的效率。
单片机控制可控硅
单片机控制可控硅单片机（Microcontroller）是一种集成了处理器、存储器和各种输入输出接口功能于一体的微型电子电路芯片。
它通过编程，可以实现对其他外部器件的控制。
而可控硅（Silicon-controlled rectifier，简称SCR）是一种电子元件，主要用于电能控制和电能变换。
单片机控制可控硅是一种常见且实用的控制技术。
在控制可控硅时，单片机可以根据需要控制可控硅的导通和断开状态，从而实现对电路中电能的控制和变换。
下面将详细介绍单片机控制可控硅的原理、应用以及优势。
一、单片机控制可控硅的原理单片机控制可控硅的原理是利用单片机的GPIO（General Purpose Input/Output）口来控制可控硅的门控信号。
当单片机的GPIO口输出高电平时，可控硅接收到高电平信号，从而导通；当GPIO口输出低电平时，可控硅接收到低电平信号，从而断开。
具体来说，单片机通过编程设置GPIO口的电平状态，可以控制可控硅的导通和断开时间。
通过控制导通和断开时间的比例，可以控制电路中电能的传输和变换。
二、单片机控制可控硅的应用1. 交流电调光控制在交流电调光控制中，可控硅被用来控制灯光的亮度。
通过单片机控制可控硅的导通时间比例，可以实现灯光的亮度调节。
这种应用常见于家庭、办公室及商业场所的照明系统。
2. 交流电机速度控制可控硅还可以用于交流电机的速度控制。
通过调节可控硅的导通时间比例，可以改变电机的驱动电压，从而实现电机的速度调节。
这在工业自动化、机械控制中得到广泛应用。
3. 直流电源调节单片机控制可控硅还可以用于直流电源的调节。
通过控制可控硅的导通时间，可以实现对直流电源输出电压的精确调节。
这在电子设备、通信设备等领域中非常常见。
三、单片机控制可控硅的优势1. 灵活性强单片机控制可控硅可以灵活调节其导通时间比例，从而实现对电路中电能的精确控制。
通过编程，可以方便地调整控制策略，满足不同需求。
单片机控制的可控硅三相全控桥整流触发电路
单片机控制的可控硅三相全控桥整流触发电路64单片机控制的可控硅三相全控桥整流触发电路■武汉大学彭家银李晓明■武汉电力设备厂苗宏志摘要关键词研究以ＭＣＳ－９６系列８０Ｃ１９６ＫＢ单片机为基础，结合外围器件来实现对可控硅三相全控桥的触发控制。
采用锁相环技术及过零触发的方法，实现触发脉冲与电源信号（线电压）的同步，提高了触发器的抗干扰能力，改善了三相触发脉冲的对称性。
由软件控制可产生不同顺序的６组触发脉冲。
单片机可控硅锁相环过零触发引言电力电子变流主要由电力电子器件、电力变流电路和控制电路组成。
电力电子变流技术在工业化国家中有着广泛的应用，大至兆瓦级高压直流输电，小至家用电器节能灯，无不渗透着这种技术。
在这些电力电子设备中，相控整流占有相当大的比重。
国产的这类设备大多仍停留在中小规模集成电路的水平，触发精度差、故障率高。
一些升级换代的计算机控制产品，靠计算机本身晶振构成的时钟决定触发角，由于机内时钟不可能与工频电源同步，故当工频电源频率有偏差时，必然要产生触发误差，虽然该项误差对触发精度影响不大，但其属于原理性误差，理应设法消除；而用模拟电子电路控制的可控硅触发电路，体积比较大，调试比较困难，排障也是很困难的。
采用单片机来控制可控硅的触发，是可控硅应用的发展趋势。
本文设计用MCS-96系列80C196KB 单片机结合外围器件来控制可控硅的触发。
同时，还将锁相环技术及过零触发的方法引入触发脉冲的生成中，提高了触发脉冲的稳定性以及对称性。
此外，还可采用软件编程得到触发角可调的触发脉冲。
１系统的组成及工作原理系统原理结构如图1所示。
主回路是典型的三相全控桥整流电路后接负载。
控制电路由80C196KB 单片机及其外围电路组成。
单片机的外部输入信号为与电源工频信号同步的V 3→HSI.0（来自电源的工频信号先经变压器变压、锁相环锁相后再次形成50 Hz 工频信号,然后送入基准点脉冲形成电路，进行过零比较、整形输出，送入HSI.0），输出的控制信号为HSO.0口在软件定时控制下产生与电源同步的可移相的脉冲信号。
pic单片机控制双向可控硅调节交流电压的电路设计
p i c单片机控制双向可控硅调节交流电压的电路设计Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998由于项目需要根据光照传感器采集到的光照强度或上位机的指令调节交流灯泡的亮度。
最好的方式便是调节供电的交流电压。
参考了许多资料，最后决定采用采集交流信号的同步信号，并根据此交流信号输出延时脉冲控制可控硅导通角的方式进行交流调压。
1.交流电压过零点信号提取图1 交流同步信号提取如上图1所示，左侧为两个30K/2W的电阻，这样限制输入电流为：220V/60K=,由于该路仅仅是为了提取交流信号，因此小电流输入即可。
整流桥芯片采用小功率（2W）的KBP210，之后接入一个光耦（P521）,这样如图1整流后信号电压值超过光耦前段二极管的导通电压时，即产生一次脉冲，光耦右侧为一上拉电路，VCC为单片机供电电压：+。
光耦三极管导通时，输出低电平，关闭时输出高电平。
输出同步信号如上图1同步信号。
2.PIC单片机的输入信号及输出脉冲图2 单片机的输入同步信号及输出脉冲如上图2所示，采集到的同步信号进入PIC单片机的一个数值I/O口，作为外部中断的触发信号，每触发一次，单片机进一次中断，然后人为定义一个延时，一定导通角后输出可控硅触发信号，延时时间越长（注意应小于半个周期的时间：10ms），一个周期内的导电时间越短，即输出电压平均值越小，灯泡越暗。
3.双向可控硅驱动电路图3双向可控硅驱动电路如上图3所示，PIC单片机的数字输出口DO，输出触发信号。
此处考虑到单片机引脚的输出电流有限，电路用单片机引脚输出触发三极管，控制电路的通断。
（此处电路可考虑进一步精简，如单片机引脚串联一小电阻：200Ω，直接驱动光耦可控硅）触发信号为高电平时，光耦可控硅MOC3021基极触发已承受压降的集电极和发射极导通，使用一30K/2W的电阻限制双向可控硅TLC336A的基极电流最大为：220V/30K=。
基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计
基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计本文主要介绍一种基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计。
一、可控硅调速电路的基本原理可控硅调速电路是利用可控硅在导通状态时的阻值很小的特性，通过控制相位来控制电路中的电流大小，从而实现电机的调速。
其电路结构简单，成本低廉，广泛应用于工业控制中。
二、89C2051单片机的介绍89C2051单片机是一种高性能、低功耗的8位单片机，具有片内Flash存储器、片内RAM、定时/计数器、串行通信口等多种功能。
其特点是：易学易用，具有较高的可编程性和可扩展性。
三、可控硅调速电路设计步骤1.设计原理图可控硅调速电路的原理图分为两部分，分别是控制单元和功率单元。
其中，控制单元采用89C2051单片机，通过调节单片机端口的高低电平，控制可控硅的触发，从而控制电路中的电流大小。
功率单元包括变压器、可控硅和电机，其中变压器将交流电压转换成适合电机工作的交流低压，可控硅则控制交流电压的大小，从而实现电机的调速。
2.电路元件选型电路中各元件的选型需要根据具体的需求进行选择。
变压器需要选择符合电机工作电压和功率的产品；可控硅则需要根据具体的负载电流进行选择；电机也需要根据工作条件和负载要求进行选择。
3.编写程序编写程序需要根据具体的需求进行设计。
首先需要进行可控硅触发角度的计算，确定电路中可控硅的触发时机。
然后通过编写程序，控制单片机端口的高低电平，实现对可控硅的触发控制，从而控制电路中的电流大小，实现电机的调速。
四、可控硅调速电路设计注意事项1.元件选型时需要注意每个元件的参数和相互匹配的要求，以确保电路的稳定性和可靠性。
2.编写程序时需要注意程序的正确性和有效性，以确保控制的准确性和效率。
3.在搭建电路时需要注意电路的安全性和可靠性，以避免电路故障和安全事故的发生。
以上就是基于89C2051单片机控制的可控硅调速电路设计的相关介绍。
通过合理的电路设计和程序编写，可以实现电机的调速，并在工业生产和控制中得到广泛应用。
单片机控制双向可控硅导通角的计算公式
单片机控制双向可控硅导通角的计算公式一、概述1. 单片机控制在现代电子设备中广泛应用，其中双向可控硅是一种重要的半导体器件。
2. 本文旨在探讨单片机控制双向可控硅导通角的计算公式，帮助读者更好地理解和应用相关知识。
二、双向可控硅简介1. 双向可控硅是一种三端触发型器件，可同时控制正向和反向的导通。
2. 双向可控硅的导通角是指整个交流周期内双向可控硅的导通时间。
三、单片机控制双向可控硅的原理1. 单片机通过输出脉冲控制双向可控硅的导通。
2. 利用单片机的定时器模块生成高精度的脉冲信号，来控制双向可控硅的导通角度。
四、双向可控硅导通角的计算公式1. 双向可控硅导通角的计算公式为：α = (UD / Uπ) * 180°其中，α为双向可控硅的导通角；UD为双向可控硅的导通电压；Uπ为双向可控硅的触发电压。
2. 通过该公式，可以根据双向可控硅的导通电压和触发电压，计算得到双向可控硅的导通角度。
五、实例分析1. 以某型号双向可控硅为例，其导通电压UD为0.7V，触发电压Uπ为0.5V。
2. 代入计算公式，可得该双向可控硅的导通角α为：α = (0.7 / 0.5) * 180° = 252°该双向可控硅的导通角为252°。
六、结论1. 本文通过探讨单片机控制双向可控硅导通角的计算公式，帮助读者更好地理解了相关知识。
2. 通过计算公式，可以方便地计算得到双向可控硅的导通角度，为单片机控制相关电路的设计和工程应用提供了参考。
七、参考资料1. 《电子器件手册》2. 《单片机应用技术》以上便是本文的全部内容，希望对读者有所帮助。
八、实际应用场景1. 双向可控硅作为电力电子器件，在工业控制系统中有着广泛的应用，例如交流调压调速系统、电力变流器、热功率控制系统等。
2. 在这些应用场景中，单片机控制双向可控硅的导通角度具有重要意义，通过合理地控制导通角度，可以实现精确的电能调节和电气控制。
基于锁相环的单片机控制可控硅整流触发器
信号进行比较，当基准信号和压控振荡器信号频率与相位相同时，鉴相器的输出为零；当两信号的频率和相
位不同时，鉴相器的输出就产生一个误差电压，这个误差电压经过滤波环节，控制压控振荡器，使其输出频率
和相位与输入信号的频率和相位绝对匹配，锁相环路即实现了“锁相”［"］A
增刊
郝媚美等：基于锁相环的单片机控制可控硅整流触发器
$(-
图 ! 电压波形图
" 结论
采用单片机来控制可控硅的触发，是可控硅应用的发展趋势，采用锁相技术保证单片机的计数脉冲相位与 电源相位严格保持同步可减小触发误差，使其更精确 # 本文的思路是在尽量少增加硬件的情况下，充分利用单 片机资源实现对三相全波全控桥整流触发的控制，对提高三相全波全控桥整流装置的可靠性具有实际意义 #
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郑应文联系人研究员zhengywfzueducn晶闸管电力变流技术的核心控制技术是触发电路它要求触发电路的可靠性高对称性好早期的分离元件构成的触发电路由于元件参数的分散性同步电压波形畸变都会导致三相触发电路中各个触发器的移相特性不一致对称性可靠性差调试困难现已逐步被淘汰一些升级换代的计算机产品靠本身晶振构成的时钟决定触发角机内时钟不能与工频电源同步所以当工频电源频率有波动时必然产生触发误差虽对触发精度影响不是很大但属于原理性误差应设法消除采用单片机控制可控硅的触发是可控硅应用的发展趋势本文用mcs51系列单片机结合外围器件控制可控硅触发采用cd4046锁相环芯片再造一个和采样信号严格同步的信号来直接控制信号的采样和转换保证采样频率和信号基波频率的比值为固定值实现取样频率和信号基波频率的准确跟踪工频50hz锁相倍频原理工频电源的1个周期理论上是20ms但由于电网负荷的变化经常出现周期不严格等于20ms的情况为适应这种现实将单片机对周期的计时改为对频率的计数只要该频率为工频电源的倍频则每一倍频后的脉冲即代表一个固定的电角度若该倍频脉冲串与工频电源的相位严格锁定则这种方案可以从原理上消除电网频率不稳定造成的触发误差其原理如图1所示锁相环路是一个相位负反馈的闭合环路相位比较器也称鉴相器对基准输入信号和压控振荡器引入信号进行比较当基准信号和压控振荡器信号频率与相位相同时鉴相器的输出为零
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1 调光控制器设计
在日常生活中，我们常常需要对灯光的亮度进行调节。
本调光控制器通过单片机控制双向可控硅的导通来实现白炽灯(纯阻负载)亮
度的调整。
双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉，它仍将保持导通；当负载电流为零(交流电压过零点)时，它会自动关断。
所以需要在交流电的每个半波期间都要送出触发信号，触发信号的送出时间就决定了灯泡的亮度。
调光的实现方式就是在过零点后一段时间才触发双向可控硅开关导通，这段时间越长，可控硅导通的时间越短，灯的亮度就越低；反之，灯就越亮。
这就要求要提取出交流电压的过零点，并以此为基础，确定触发信号的送出时间，达到调光的目的。
1．1 硬件部分
本调光控制器的框图如下：
查看原图（大图）
控制部分：为了便于灵活设计，选择可多次写入的可编程器件，这里选用的是ATMEL的AT89C51单片机。
驱动部分：由于要驱动的是交流，所以可以用继电器或光耦+可控硅(晶闸管SCR)来驱动。
继电器由于是机械动作，响应速度慢，不能满足其需要。
可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性高。
所以这里选用的是可控硅。
负载部分：本电路只能控制白炽灯(纯阻负载)的亮度。
1．2 软件部分
要控制的对象是50Hz的正弦交流电，通过光耦取出其过零点的信号(同步信号)，将这个信号送至单片机的外中断，单片机每接收到这个同步信号后启动一个延时程序，延时的具体时间由按键来改变。
当延时结束时，单片机产生触发信号，通过它让可控硅导通，电流经过可控硅流过白炽灯，使灯发光。
延时越长，亮的时间就越短，灯的亮度越暗(并不会有闪烁的感觉，因为重复的频率为100Hz，且人的视觉有暂留效应)。
由于延时的长短是由按键决定的，所以实际上就是按键控制了光的强弱。
理论上讲，延时时间应该可以是0～10ms内的任意值。
在程序中，将一个周期均分成N等份，每次按键只需要去改变其等份数，
在这里，N越大越好，但由于受到单片机本身的限制和基于实际必要性的考虑，只需要分成大约100份左右即可，实际采用的值是95。
可控硅的触发脉冲宽度要根据具体的光耦结合示波器观察而定，在本设计中取20 μs。
程序中使用T1来控制这个时间。
对两个调光按键的处理有两种方式：一种是每次按键，无论时间的长短，都只调整一个台阶(亮或暗)；另一种是随按键时间的不同，调整方法不同：短按只调整一个台阶，长按可以连续调整。
如前面所述，由于本设计中的台阶数为95(N=95)，如果使用前一种方式，操作太麻烦，所以用后者较为合理。
2 各单元电路及说明
2．1 交流电压过零点信号提取
交流电压过零点信号提取电路如图2所示，图中的同步信号就是我们需要的交流电压过零点信号。
各部分波形如图3所示。
查看原图（大图）
图中整流后波形中的水平虚线表示光藕P52l输入二极管的门限电压。
P521是TLP521的简称，下图是其引脚图。
引脚图中器件名的后缀“-1”表示包含一组光藕。
2. 2 主控单元
查看原图（大图）
主控单元以AT89C51单片机为核心，交流电压过零点信号提取电路中产生的同步信号SYN接到AT89C5l的INT0，此信号的下降沿将使AT89-C51产生中断，以此为延时时间的起点。
三个按键只用于控制一路灯：一个为开关，另外两个分别为提高亮度和降低亮度。
74HC573用于输出控制可控硅的导通的触发信号。
220V交流主电源导通区间、同步信号和触发信号的时序关系如图6所示。
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图中的阴影部分表示可控硅的导通区间，它的大小决定了灯的亮度。
改变延时时间可改变触发信号和同步信号的相位关系，也改变了可控硅的导通区间的大小，达到调光的目的。
2．3 驱动单元
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图中，L1_D是单片机输出的触发信号，该信号通过光控可控硅MOC3022去驱动可控硅T435。
受控的白炽灯接在Ll和零线(图中未画出)之间。
MOC3022是DIP-6封装的光控可控硅。
其1、2脚分别为二极管的正、负极：4、6脚为输出回路的两端；3、5脚不用连接。
如图8所示。
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T435-400是可控硅，“4”表示主回路电流是4A；“35”表示触发端的最大电流是35mA，一般该端有最大电流的5％就可保证可靠地触发。
T435-400外型图如图9所示。
3 程序流程图
查看原图（大图）4 结束语
本控制器使用了三个开关控制一路灯，主要是为了在教学过程中降低难度。
也可改为一个开关控制一路灯，比如短按为开、关，第一次长按为降低亮度，连续的第二次长按为提高亮度等。
电路不用改动，只需修改程序即可。
学生通过制作该调光控制器，可以掌握单片机、光藕和可控硅等方面的知识和使用技能，特别是后两者，学生较少接触。
由于该调光控制器调光的效果比较好，对提高学生的学习兴趣有很大帮助，教学效果良好。