单片机控制可控硅

1 调光控制器设计

在平时生活中， 我们经常需要对灯光的亮度进行调理。 本调光控制器经过 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 的特色是导通后即便触发信号去掉， 它仍将保持导通；当负载电流为零 (沟通电压过零点 )时，它会自动关断。因此需要在沟通电的每个半波时期都要送出触发信号， 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。

这就要求要提拿出沟通电压的过零点， 并以此为基础， 确立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以下：

查察原图（大图）

控制部分：为了便于灵巧设计，选择可多次写入的可 编程器件，这里采纳的是 ATMEL 的 ATC51 单片机。

单片机控制可控硅

驱动部分：因为要驱动的是沟通，因此能够用继电器或光耦 +可控硅 (晶闸管 SCR) 来驱动。继电器因为是机械动作， 响应速度慢，不可以知足其需要。 可控硅在电路中能够实现沟通电的无触点控制， 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， 并且动作快、寿命长、靠谱性高。因此这里采纳的是可控硅。

负载部分：本电路只好控制白炽灯 (纯阻负载 )的亮度。

1．2 软件部分

要控制的对象是 50Hz 的正弦沟通电， 经过光耦拿出其过零点的信号 (同步信号 )，将这个信号送至单片机的 外中止，单片机每接收到这个同步信号后启动一个延时程序，延时的详细时间由按键来改变。当延时结束时，单片机产生触发信号，经过它让可控硅导通，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 (其实不会有闪耀的感觉，因为重复的频次为 100Hz ，且人的视觉有暂留效应 )。因为延时的长短是由按键决定的，因此实质上就是按键控制了光的强弱。

理论上讲，延不时间应当能够是 0～10ms 内的随意值。在程序中，将一个周期均分红 N 等份，每次按键只要要去改变其等份数，在这里， N 越大越好，但因为遇到单片机自己的和鉴于实质必需性的考虑，只要要分红大概 100 份左右即可，实质采纳的值是 95 。

单片机控制可控硅

可控硅的 触发脉冲宽度 要依据详细的光耦联合示波器察看而定，在本设计中取 20 μs。程序中使用 T1 来控制这个时间。

对两个调光按键的办理有两种方式： 一种是每次按键， 不论时间的长短，都只调整一个台阶 (亮或暗 )；另一种是随按键时间的不一样，调整方法不一样：短按只调整一个台阶，长按能够连续调整。如前方所述，因为本设计中的台阶数为 95(N=95) ，假如使用前一种方式，操作太麻烦，因此用后者较为合理。

2 各单元电路及说明

2．1 沟通电压过零点信号提取

沟通电压过零点信号提取电路如图 我们需要的沟通电压过零点信号。各部分波形如图 查察原图（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。名的后缀 “-1”表示包括一组光藕。

2. 2 主控单元

查察原图（大图）

2 所示，图中的同步信号就是

3 所示。

是 TLP521 的简称，下列图是其引脚图。引脚图中器件 P521 单片机控制可控硅

主控单元以 ATC51 单片机为中心，沟通电压过零点信号提取电路中产生的同步信号 SYN 接到 ATC5l 的 INT0 ，此信号的 降落沿将使 AT-C51 产生中止，以此为延不时间的起点。

三个按键只用于控制一路灯： 一个为开关，此外两个分别为提升亮度和降低亮度。

74HC573 用于输出控制可控硅的导通的触发信号。

220V 沟通主电源导通区间、同步信号和触发信号的时序关系如

图6所示。

查察原图（大图）

图中的暗影部分表示可控硅的导通区间， 它的大小决定了灯的亮度。改变延不时间可改变触发信号和同步信号的相位关系，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

查察原图（大图）

图中， L1_D 是单片机输出的触发信号，该信号经过光控可控硅

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。

也改变 单片机控制可控硅

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 脚为输出回路的两头； 3、5 脚不用连结。如图

8 所示。

查察原图（大图）

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％便可保证靠谱地触发。 T435-400 外型图如图 9 所示。

3 程序流程图查察原图（大图）

4 结束语

本控制器使用了三个开关控制一路灯， 主假如为了在教课过程中

降低难度。也可改为一个开关控制一路灯，比方短按为开、关，第一

次长按为降低亮度，连续的第二次长按为提升亮度等。 电路不用变动，

只要改正程序即可。

学生经过制作该调光控制器， 能够掌握单片机、 光藕和可控硅等

方面的知识和使用技术，特别是后二者，学生较少接触。因为该调光

控制器调光的成效比较好， 对提升学生的学习兴趣有很大帮助， 成效优秀。

教课