控制大功率器件的通断（220V）

jemas963852741 · 发表于 2010-12-16 17:40:44

用单片机的I/O口来控制大功率器件的通断，此负载是使用220V的市电，我上网查了下可以用mov3062来控制，看了下它的datasheet，有些地方不是很懂，想请教各位，下图是第一个应用

(原文件名:moc3062.jpg)

图中的电源线只有hot line 和neutral line 是不是就是火线和地线的意思呢？还是别的什么意思呢？我是想用市电的，所以火线、零线、地线都要用上，请问该怎么接呢？？

还有datasheet里给出第二幅图

(原文件名:moc3062―2.jpg)

是用哪个图好呢？？

第二幅图里面有注释说：。建议用该电路驱动两个反并联(背对背)的可控硅开关(元件) ,图中稳压管可选用1N4001 ,电阻R2和R3 可选择300Ω。
这里说的稳压管是指D1和D2吧，那剩下那两个scr应该是什么？？

一下问了很多，希望大家帮帮忙！！！

sfes · 发表于 2010-12-16 18:24:02

moc
load就是负载

yuanbangyin · 发表于 2010-12-16 18:40:06

第一个是双向可控硅,第二个是单向的.

llssr · 发表于 2010-12-16 19:12:08

SCR单向可控硅呀

jemas963852741 · 发表于 2010-12-16 19:54:51

那第二个图的单向可控硅SCR怎么是三端口的呢，还有“图中稳压管可选用1N4001”应该指的是D1和D2吧？？

jemas963852741 · 发表于 2010-12-16 20:12:25

大家忽略我上面的回复，简直不经大脑，我想问下大家用哪个电路图比较好，好像第二个图的右上角标的是115VAC，是指只能用这么大的交流电吗？我要应用于市电220V的，大家帮帮忙。

llssr · 发表于 2010-12-16 22:26:12

可控硅要可控就要第3个脚呀都可以用的

r166 · 发表于 2010-12-17 08:48:59

当然第一个图啦，元件参数都给出来了，火线、零线、地线之间的概念一定要搞清，不要混肴，不然很危险的。

jemas963852741 · 发表于 2010-12-17 09:16:10

麻烦哪位帮我看下第一幅图的moc3061和FKPF12N60的datasheet，看下他们的最大工作电流是多大，看不懂啊！！当两者都导通的时候允许的最大电流是多少，是不是就是datasheet里面的I（RMS）？？

点击此处下载 ourdev_605106S7DTY3.pdf(文件大小:137K) (原文件名:FKPF12N60_FAIRCHILD_135147.pdf)
点击此处下载 ourdev_605107UX1XA5.pdf(文件大小:281K) (原文件名:MOC3062.pdf)

jemas963852741 · 发表于 2010-12-17 09:32:07

回复【7楼】r166
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火线、零线、地线间的概念要弄清楚？？要注意什么呢？

r166 · 发表于 2010-12-17 09:41:11

回复【9楼】jemas963852741
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哈哈，我文字表达能力不强，还是请路过大虾们给解释一下吧，帮你顶一顶。

jemas963852741 · 发表于 2010-12-17 17:50:25

回复【10楼】r166
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图中hot 和neutral 是什么意思？？和火线、零线、地线有什么关系，三条线和两天线该怎么连呢？继续请教！！

jemas963852741 · 发表于 2010-12-22 23:15:29

这个电路直接接在火线上可不可以？？在做PCB板或者万用板的时候要注意些什么呢？？

looklooktom · 发表于 2010-12-22 23:27:06

最好别这么玩
输出经光耦隔离最安全

jemas963852741 · 发表于 2010-12-22 23:58:09

回复【13楼】looklooktom
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可不可以详细点呢？负载不是直接接220V的吗？要控制通断，不是也要接在220V上吗？？
到底该怎么接呢？

jemas963852741 · 发表于 2010-12-23 08:42:48

顶上，继续楼上的问题！

rzguan · 发表于 2010-12-23 09:25:23

I/O口直接控制固态继电器就行了

looklooktom · 发表于 2010-12-23 11:13:18

光电耦合器(简称光耦)，是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内，中间通过电→光→电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光电耦合器可根据不同要求，由不同种类的发光元件和光敏元件组合成许多系列的光电耦合器。目前应用最广的是发光二极管和光敏三极管组合成的光电耦合器，其内部结构如图1a所示。
光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。对于既包括弱电控制部分，又包括强电控制部分的工业应用测控系统，采用光耦隔离可以很好地实现弱电和强电的隔离，达到抗干扰目的。但是，使用光耦隔离需要考虑以下几个问题：
① 光耦直接用于隔离传输模拟量时，要考虑光耦的非线性问题；
② 光耦隔离传输数字量时，要考虑光耦的响应速度问题；
③ 如果输出有功率要求的话，还得考虑光耦的功率接口设计问题。

1 光电耦合器非线性的克服
光电耦合器的输入端是发光二极管，因此，它的输入特性可用发光二极管的伏安特性来表示，如图1b所示；输出端是光敏三极管，因此光敏三极管的伏安特性就是它的输出特性，如图1c所示。由图可见，光电耦合器存在着非线性工作区域，直接用来传输模拟量时精度较差。

图1 光电耦合器结构及输入、输出特性
解决方法之一，利用2个具有相同非线性传输特性的光电耦合器，T1和T2，以及2个射极跟随器A1和A2组成，如图2所示。如果T1和T2是同型号同批次的光电耦合器，可以认为他们的非线性传输特性是完全一致的，即K1(I1)=K2(I1)，则放大器的电压增益G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)[K1(I1)/K2(I1)]=R3/R2。由此可见，利用T1和T2电流传输特性的对称性，利用反馈原理，可以很好的补偿他们原来的非线性。

图2 光电耦合线性电路
另一种模拟量传输的解决方法，就是采用VFC(电压频率转换)方式，如图3所示。现场变送器输出模拟量信号(假设电压信号)，电压频率转换器将变送器送来的电压信号转换成脉冲序列，通过光耦隔离后送出。在主机侧，通过一个频率电压转换电路将脉冲序列还原成模拟信号。此时，相当于光耦隔离的是数字量，可以消除光耦非线性的影响。这是一种有效、简单易行的模拟量传输方式。

图3 VFC方式传送信号
当然，也可以选择线性光耦进行设计，如精密线性光耦TIL300，高速线性光耦6N135/6N136。线性光耦一般价格比普通光耦高，但是使用方便，设计简单；随着器件价格的下降，使用线性光耦将是趋势。

2 提高光电耦合器的传输速度
当采用光耦隔离数字信号进行控制系统设计时，光电耦合器的传输特性，即传输速度，往往成为系统最大数据传输速率的决定因素。在许多总线式结构的工业测控系统中，为了防止各模块之间的相互干扰，同时不降低通讯波特率，我们不得不采用高速光耦来实现模块之间的相互隔离。常用的高速光耦有6N135/6N136，6N137/6N138。但是，高速光耦价格比较高，导致设计成本提高。这里介绍两种方法来提高普通光耦的开关速度。
由于光耦自身存在的分布电容，对传输速度造成影响，光敏三极管内部存在着分布电容Cbe和Cce，如图4所示。由于光耦的电流传输比较低，其集电极负载电阻不能太小，否则输出电压的摆幅就受到了限制。但是，负载电阻又不宜过大，负载电阻RL越大，由于分布电容的存在，光电耦合器的频率特性就越差，传输延时也越长。

图4 光敏三极管内部分布电容
用2只光电耦合器T1，T2接成互补推挽式电路，可以提高光耦的开关速度，如图5所示。当脉冲上升为“1”电平时，T1截止，T2导通。相反，当脉冲为“0”电平时，T1导通，T2截止。这种互补推挽式电路的频率特性大大优于单个光电耦合器的频率特性。

图5 2只光电耦合器构成的推挽式电路
此外，在光敏三极管的光敏基极上增加正反馈电路，这样可以大大提高光电耦合器的开关速度。如图6所示电路，通过增加一个晶体管，四个电阻和一个电容，实验证明，这个电路可以将光耦的最大数据传输速率提高10倍左右。

图6 通过增加光敏基极正反馈来提高光耦的开关速度

3 光耦的功率接口设计
微机测控系统中，经常要用到功率接口电路，以便于驱动各种类型的负载，如直流伺服电机、步进电机、各种电磁阀等。这种接口电路一般具有带负载能力强、输出电流大、工作电压高的特点。工程实践表明，提高功率接口的抗干扰能力，是保证工业自动化装置正常运行的关键。
就抗干扰设计而言，很多场合下，我们既能采用光电耦合器隔离驱动，也能采用继电器隔离驱动。一般情况下，对于那些响应速度要求不很高的启停操作，我们采用继电器隔离来设计功率接口；对于响应时间要求很快的控制系统，我们采用光电耦合器进行功率接口电路设计。这是因为继电器的响应延迟时间需几十ms，而光电耦合器的延迟时间通常都在10us之内，同时采用新型、集成度高、使用方便的光电耦合器进行功率驱动接口电路设计，可以达到简化电路设计，降低散热的目的。
图7是采用光电耦合器隔离驱动直流负载的典型电路。因为普通光电耦合器的电流传输比CRT非常小，所以一般要用三极管对输出电流进行放大，也可以直接采用达林顿型光电耦合器(见图8)来代替普通光耦T1。例如东芝公司的4N30。对于输出功率要求更高的场合，可以选用达林顿晶体管来替代普通三极管，例如ULN2800高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品，它的输出电流和输出电压分别达到500mA和50V。

图7 光电隔离，加三极管放大驱动

图8 达林顿型光电耦合器
对于交流负载，可以采用光电可控硅驱动器进行隔离驱动设计，例如TLP541G，4N39。光电可控硅驱动器，特点是耐压高，驱动电流不大，当交流负载电流较小时，可以直接用它来驱动，如图9所示。当负载电流较大时，可以外接功率双向可控硅，如图10所示。其中，R1为限流电阻，用于限制光电可控硅的电流；R2为耦合电阻，其上的分压用于触发功率双向可控硅。

图9 小功率交流负载

图10 大功率交流负载
当需要对输出功率进行控制时，可以采用光电双向可控硅驱动器，例如MOC3010。图11为交流可控驱动电路，来自微机的控制信号经过光电双向可控硅驱动器T1隔离，控制双向可控硅T2的导通，实现交流负载的功率控制。

图11 交流可控电路
图12为交流电源输出直流可控电路。来自微机的控制信号经过光电双向可控硅驱动器隔离，控制可控硅桥式整流电路导通，实现交流一直流的功率控制。此电路已经应用在我们实验室研制的新型电机控制设备中，效果良好。

图12 交-直流可控

4 结束语
本文从光电耦合器的基本结构、性能特点出发，针对实际应用中可能遇到的非线性、响应速度、功率接口设计三个方面，提出了相应的几种电路设计方案，并介绍了各种不同类型的光电耦合器及其应用实例。

http://blog.ednchina.com/jizzll/111995/message.aspx

my2009 · 发表于 2010-12-23 14:01:48

mark

takashiki · 发表于 2010-12-23 14:28:14

回复【14楼】jemas963852741
回复【13楼】looklooktom
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可不可以详细点呢？负载不是直接接220v的吗？要控制通断，不是也要接在220v上吗？？
到底该怎么接呢？

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楼主，他的回复可以忽略。MOCxxxx本身就是光隔的。

第一个电路图比较NB，HOT，这个难道是火线？孤陋寡闻了，火线一直只标LINE。
第一个图两端可以胡乱接的，但是注意，一端接火线，一端接零线，千万别把地线接进去了。

jemas963852741 · 发表于 2010-12-23 18:53:04

回复【19楼】takashiki 岚月影
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恩恩，谢谢你的回答！我刚买了元件，不知道是该用PCB板呢，还是用万用板，这直接接220V有没有问题啊？

我想把它接到家用的那种排插上面，不知道该怎么做？

looklooktom · 发表于 2010-12-23 22:48:53

回复【20楼】jemas963852741
回复【19楼】takashiki 岚月影
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恩恩，谢谢你的回答！我刚买了元件，不知道是该用pcb板呢，还是用万用板，这直接接220v有没有问题啊？
我想把它接到家用的那种排插上面，不知道该怎么做？
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用光耦的目的是不用moc***
价格！！！！！

cn-sha · 发表于 2010-12-23 23:55:45

楼主：
用第一个图。hot是火线的意思，不过你可以任意把它接到零线，把neutral接到火线，没有关系的。都好用，另外此图中没有地线。
光藕一定要用图中的型号，这是过0触发的，普通的TLP521类的不要用。
moc的1。2引脚可以接5V电压，高也可以，注意调整串联电阻值，使其电流在5-10ma就可以了。

cn-sha · 发表于 2010-12-23 23:59:26

补充一点：双向可控硅不一定要采用图中的型号，常用的BTA系列的双向可控硅就很好用，用600v的，电流根据你的需要，留出余量。

takashiki · 发表于 2010-12-24 08:26:33

回复【21楼】looklooktom
回复【20楼】jemas963852741
回复【19楼】takashiki 岚月影
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恩恩，谢谢你的回答！我刚买了元件，不知道是该用pcb板呢，还是用万用板，这直接接220v有没有问题啊？
我想把它接到家用的那种排插上面，不知道该怎么做？
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用光耦的目的是不用moc***
价格！！！！！
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不是吧，MOCxxxx很贵么？我买的MOC3021，不过零的，买一片也才1.2元啊（中发），和普通的光耦差不多一个价格啊。当然，我控制的电流比较小，几个安培而已，后面只接了个BTA06，用第一个图。反正功率小，移相触发时产生的反向电动势也不是很大，所以就用了。过零触发的没买过，不知道价格。如果你用普通光耦还要过零，价格比MOCxxx可能更高，程序复杂，电路多，故障隐患更大，尤其对你不太熟悉这类电路的来说，还是稳妥点好，用第一个电路吧。第二个电路与其一个电路其实是一样的，只不过是SCR而已，但是器件多了，故障隐患更大一些。

另外，第一个图只能驱动阻容性负载，感性负载不行的，还要移相。某些TRIAC自带免缓冲电路（如BTA06之类的），也可以省掉移相电路。

takashiki · 发表于 2010-12-24 08:35:45

恩恩，谢谢你的回答！我刚买了元件，不知道是该用pcb板呢，还是用万用板，这直接接220V有没有问题啊？
我想把它接到家用的那种排插上面，不知道该怎么做？

我做实验时，直接悬空架桥接的，哈哈，PCB那是后来了。直接接220v有没有问题的，安全问题就是你不要摸220V端。PCB排版时要注意的就是市电和其它弱电留出足够的距离。然后我在PCB上丝印“市电危险”，防止调试人员乱动。

jemas963852741 · 发表于 2010-12-24 17:31:28

回复【23楼】cn-sha
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回复【25楼】takashiki 岚月影
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谢谢你们的回答，我想问下我可不可以用万用板来调试呢？会不会很不安全呢？
对了，这个220V怎么引进来呢？可不可以买个排插然后就拆掉插座，只要插头和线，
这样的话零线该怎么处理？第一个图里面都没有零线？

looklooktom · 发表于 2010-12-24 22:45:55

调试建议用隔离变压器，成功后去掉

sunnyhook · 发表于 2010-12-25 00:19:26

三菱的可控硅怎么样啊，BCR12AM之类的管子好不好？

momoshuihan · 发表于 2011-10-16 11:20:08

mark

osddyg123 · 发表于 2011-10-16 11:47:06

用可控硅就可以实现啊。要么用继电器就行。我刚注_册，怕又被删掉啊，被删掉N次了！！

kingboy100 · 发表于 2011-10-17 09:50:23

mark

控制大功率器件的通断（220V）

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