可控硅光控開關(guān)電路設(shè)計(jì)方案分享

 可控硅開關(guān)電路是工程師們?cè)谄綍r(shí)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，常常用到的一種電路結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單且適用范圍廣泛的優(yōu)勢(shì)，讓這種開關(guān)電路廣受好評(píng)。在今天的電路設(shè)計(jì)分享中，我們將會(huì)為大家分享一種可控硅光控開關(guān)電路設(shè)計(jì)方案，下面就讓我們一起來(lái)看看吧。

首先我們需要了解的，是可控硅光控開關(guān)電路的具體含義。首先來(lái)看光控電路的定義，這種電路是利用光線的變化，對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行控制的電路，其核心是光敏元件，再加入放大電路和控制電路而組成，主要利用的是半導(dǎo)體的光敏特性。在沒有光照時(shí)，呈高阻狀態(tài)，稱為暗阻。有光時(shí)呈低阻狀態(tài)，稱為亮阻。亮阻與暗阻的差距越大，說(shuō)明這個(gè)光敏電阻對(duì)光線的反應(yīng)越靈敏。

在本方案中，我們所設(shè)計(jì)的這一可控硅光控開關(guān)電路，在設(shè)計(jì)構(gòu)思上選擇采用的感光元件是光敏二極管。它利用PN結(jié)反向偏置時(shí)，在光線照射下，反向電流將由小變大的原理制作而成。控制電路則選用BT151-500R可控硅作為控制元件，它能通過(guò)小電流小電壓控制大電流大電壓。元件選擇方面，我們選擇使用的可控硅元件型號(hào)為BT151-500R，同時(shí)還選擇使用穩(wěn)壓二極管、半導(dǎo)體器件IN4007、光敏電阻、三極管9031來(lái)完成這一光控電路的設(shè)計(jì)。

工作原理

在本方案中，我們所設(shè)計(jì)的這一可控硅光控開關(guān)電路的電路圖如圖1所示。當(dāng)這一電路處于正常工作狀態(tài)下時(shí)，220V交流電通過(guò)燈泡DS1及整流全橋后，變成直流脈動(dòng)電壓，作為正向偏壓，加在可控硅Q1及R支路上。白天亮度大于一定程度時(shí)，光敏二極管D3呈現(xiàn)底阻狀態(tài)，即小于1KΩ，使三極管Q3截止，其發(fā)射極無(wú)電流輸出，單向可控硅Q1因無(wú)觸發(fā)電流而阻斷。此時(shí)流過(guò)燈泡DS1的電流≤2.2mA，燈泡DS1不能發(fā)光。電阻R1和穩(wěn)壓二極管D2使三極管Q3偏壓不超過(guò)6.8V，對(duì)三極管起保護(hù)作用。當(dāng)亮度小于一定范圍時(shí)，光敏二極管D3呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，使三極管Q3正向?qū)ǎl(fā)射極約有0.8V的電壓，使可控硅Q1觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡DS1發(fā)光?；瑒?dòng)變阻器R5是亮、暗實(shí)現(xiàn)開關(guān)轉(zhuǎn)換的亮度。

圖1 可控硅光控電路工作原理圖

整流電路設(shè)計(jì)

在本方案中，我們同樣需要為這一可控硅光控開關(guān)電路提供整流保護(hù)措施，我們所設(shè)計(jì)的這一整流電路由4個(gè)IN4007整流管組成，分別為VD1、VD2、VD3、VD4，其電路系統(tǒng)如下圖圖2所示。

圖2 可控硅光控電路中的整流電路圖

在圖2所提供的整流電路圖中，我們可以看到，在正半周電路正常工作的狀態(tài)下，當(dāng)T1次級(jí)線圈上端為正半周期間，上端的正半周電壓同時(shí)加在整流二極管VD1負(fù)極和VD3正極，給VD1反向偏置電壓而使之截止，給VD3加正向偏置電壓而使之導(dǎo)通。與此同時(shí)，T1次級(jí)線圈下端的負(fù)半周電壓同時(shí)加到VD2負(fù)極和VD4正極，給VD4是反向偏置電壓而使之截止，給VD2是正向偏置電壓而使之導(dǎo)通。因此，T1次級(jí)線圈上端為正半周、下端為負(fù)半周期間，VD3和VD2同時(shí)導(dǎo)通。

而在負(fù)半周電路中，當(dāng)T1次級(jí)線圈兩端的輸出電壓變化到另一個(gè)半周時(shí)，此時(shí)次級(jí)線圈上端為負(fù)半周電壓，下端則為正半周電壓。此時(shí)，次級(jí)線圈上端的負(fù)半周電壓加到VD3正極，給VD3反向偏置電壓而使之截止，這一電壓同時(shí)加到VD1負(fù)極，給VD1正向偏置電壓而使之導(dǎo)通。與此同時(shí)，T1次級(jí)線圈下端的正半周電壓同時(shí)加到VD2負(fù)極和VD4正極，給VD2反向偏置電壓而使之截止，給VD4正向偏置電壓而使之導(dǎo)通。因此，當(dāng)T1次級(jí)線圈上端為負(fù)半周、下端為正半周期間，VD1和VD4同時(shí)導(dǎo)通。

以上就是本文針對(duì)一種可控硅光控開關(guān)電路的設(shè)計(jì)方案，所進(jìn)行的分享和簡(jiǎn)要分析，希望能夠?yàn)楦魑还こ處煹脑O(shè)計(jì)研發(fā)工作提供一定的幫助和借鑒。