单片机控制强电它的方法还是比较多的,我们在平时生活中的电器中都可以随处可见,比如有的电风扇控制就是用单片机来控制单相电机的转动与调速的,还有洗衣机里的单相电机的运转以及我前一段时间维修泡茶用的养生壶,它里面电热丝的加温控制也是用单片机控制的,还有厨房所用的电磁炉加热在一定程度上也是单片机参与控制的。这些电器里的单片机是怎么样控制220V强电的呢?甚至有时候所控制的要比220V电压还要高,比如变频器里对电机的调速控制就是这样的。

单片机配合双向晶闸管实现对强电的控制

用单片机控制双向晶闸管实现220V负载的控制是一种很常见的控制方式,下面我们以洗衣机电路为例来说明如何实现用单片机控制220V交流电的。我们从图中可以看到这个洗衣机的电路是由单片机、双向晶闸管,单相电机以及电磁阀等组成。从图中可以看到

220V的电压是经过双向晶闸管交到电机两端的,当想要电机运转的时候,我们可以通过按钮向单片机给出启动信号,这时候单片机的输出端就会输出高电平使控制双向晶闸管门极电路的三极管打开,这样晶闸管就会导通了。

一但双向晶闸管导通之后,那么交流220V电压就加在电机绕组两端,这样电机就会运转起来了。通过这个例子可以看到单片机与双向晶闸管配合就能够控制交流电220V的。对于养生壶、电风扇等这些小家电都是这种控制方法,只不过在控制细节上大同小异罢了。

单片机配合绝缘栅双极型晶体管实现对强电的控制

用单片机控制220V交流电的另一种方法是采用功率晶体管来实现,比如大功率MOS管、绝缘栅双极型晶体管IGBT等都是可以的。为了说明问题,我再举一个空调变频电路中这样的一个应用的例子,在变频空调中,为了能够输出频率可变的电压,在主电路中我们运用了六个绝缘栅双极型晶体管IGBT来控制电机的三相绕组轮流通电。虽然电机绕组上通过的是正弦脉冲调制电压(SPWM),但是它们的电压也是非常高的,正常转速下一般都在220V以上。

在变频主电路中所用的六个绝缘栅双极型晶体管IGBT,它们的栅极就是通过单片机控制实现轮流导通的,当然单片机的输出控制电路也是需要一定的驱动电路,有的为了提高单片机的抗干扰能力,有的还需要光电耦合器通过光电的耦合来控制绝缘栅管的栅极,这样进而就控制了绝缘栅管的漏极D和源极S了。

在有的单片机电路中还可以用大功率MOS管来实现对强电的控制,不过有的电路可能控制的是高压直流电,如果是交流的话,最好用双向晶闸管来实现。

单片机配合固态继电器实现对强电的控制

最后我再分享一个由单片机通过用固态继电器来实现控制强电的思路,固态继电器虽然名字叫继电器,但它内部是一些电子元器件组合形成的,它的外形图如下图所示。

从固态继电器的接线图可以看出,它的输入端只需要直流3V到32V之间,用我们一般的单片机是完全可以驱动的。固态继电器的输出端可以控制交流从24V到380V的高压,因而对于控制交流220V的电压当然就不再话下了。

我们用单片机与固态继电器实现控制交流220V的电压,一定要选择交流固态继电器,在固态继电器的直流控制端在与单片机输出驱动电路对接时也要注意抗干扰问题,解决的最好方法,我认为还是用光电隔离的措施最好。

通过以上的几个控制方法的举例可以看出,要用单片机实现交流220V的控制,不用继电器的话这些电路多少都是有点复杂的,如果我们要考虑成本的话,我想还是用电磁继电器来控制是比较划算的,毕竟在家里一些比较便宜的小家电中这种用法是最广的。

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