大家好，欢迎来到IT知识分享网。

https://blog.csdn.net/liulvqaing/article/details/90904200?utm_medium=distribute.pc_relevant_download.none-task-blog-baidujs-2.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_download.none-task-blog-baidujs-2.nonecase

https://blog.csdn.net/tjiyu/article/details/52536788?utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param

STM32F103双向可控硅调节220V调光

简介：

这是基于STM32F103RBT6这个MCU设计的硬件电路，利用外部中断接收触发信号，定时器进行PWM占空比的输出，485进行指令控制占空比，通过可控硅实现220V市电的输出。

原理：

这个是输入波形的输出波形的大致原理。

解析：这里进入的是220V电压，为50HZ。经过我们原理中的B1这个器件波形变成100HZ的波形，再进过器件U6转成如图100HZ的波形，这个为MCU输入同步信号检测。当我们检测到一个上升沿的时候启动PWM信号输出，这里PWM也要设为100HZ的频率。输出这个波形可以自己调节占空比，当PWM为低电平的时候可控硅不导通，高电平的时候导通，通过可控硅再次将波形转化为50HZ。

程序逻辑：

程序逻辑流程图：

解析：我们通过指令将这个占空比数值传给PWM配置（定义一个全局变量）。这里每次检测到上升沿就进行一次PWM启动，完成后退出中断，这里要一直采集输出信号进行波形校正，所以在中断里面进行配置。这里采用上升沿中断比较好，因为有硬件延时。

下面是实现的效果图，第一张图片是输入检测输出占空比为10%的PWM两个波形，第二张图片是40%的PWM占空比和220V输出的两个波形，效果如下：

注意：

这里中断方式采用上升沿中断较好，因为硬件也有延时，定时器计数要采用向下计数，因为PWM那个基准值，当计数值大于这个基准值的时候输出为低电平，小于这个基准值的时候为高电平。

可控硅及其应用 — 功率调节、电机调速

1、可控硅认知

       可控硅(SCR – Silicon Controlled Rectifier)，是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件， 亦称为晶闸管。多用来作可控整流、 逆变、变频、调压、无触点开关等。该器件被P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。

比较全面的介绍，如百度百科或http://wenku.baidu.com  /link?url=X8IgXKbffeT5X6reMYXxr2-07fs6k9jifD1sYOX_IXgwvSUxHVnzhee5CR2JFa8f7P0rvDR9EzRMPsGLj85dWKS1eQw0o28_UCLnpJu3MN3；

需要注意的是：

1-1、为什么其有”以小控大”的可控性呢？

主要了解其结构，分析其相当于一个PNP管和一个NPN管所组成电路。

1-2、单向可控硅与双向控硅的区别？

引脚定义不同，触发方式区别，单、双向导通的区别，应用范围。

1-3、双向可控硅

      特性曲线，四种触发方式，双向可以充分利用交流电的能量，应用范围更广，广泛应用于各种家用电器中，如调速风扇、空调机、电视机、组合音响、声光电路及工业控制等。我们下面也主要使用双向可控硅。

1-4、进阶: 如何控制可控硅改变平均输出功率？

过零检测，相位控制、时间比例零位控制和分配式零位控制三种控制模式的对比分析。

1-5、进阶：抗干扰电路设计

      增加浪涌吸收和抑制电路，即加设阻容吸收回路或串接电感，以避免误触发；增加高频吸收回路，即在交流电源两加设高频旁路电容，以抑制带给电源的干扰；适当增加触发电流，以降低温升；光隅隔离，在G与T1端加设一个几K的电阻，以提高抗干扰能力等。

        好，下面看两个应用。

2、可控硅应用

2-1、一个简单应用：市电AC220V的加热器

       该加热器可以调低、中、高三个档位的加热功率，不需要非常精确灵敏的控制，所以使用了较长周期的PWM来实现时间比例零位控制，电路中没有加入一些抗干扰设计（省成本），但需要可硅IC有过零检测特性，具体电路如下图1：

图1、可控硅控制加热器电路

2-2、常见应用：电机调速控制（调节平均功率）

       相位控制方式可以比较精确的控制电机速度，作用于每一个交流正弦波，改变正弦波每一个正半波和负半波的导通角来控制电压的大小，进而可以调节输出电压和功率大小。

电路分为过零检测电路和过零触发电路两部分。

         a.过零检测电路

 主要使得MCU可以检测到交流电正弦波的零电压发生时间，通过光电耦合器、三极管、比较器等方式实现；

 低成本实现过零检测：三极管b极接470K电阻，c极接10k再进MCU外部中断脚，e、b间反接一个二极管保护，可以得到周期10mS的方波。

        下面给出的是光耦实现过零检测，比较精确可靠；

         b.过零触发电路

当MCU检测到过零信号，可以通过一定延时输出来调节导通角，进而可以调节输出功率大小；

       下面给出的是带光耦隔离和高频旁路的过零触发电路。

图2、电机调速控制电路

3、总结

       可控硅在许多家电和工业控制产品中扮演着非常重要的角色，在很多不同产品应用中，有着不同的电路设计；只有对可控硅有了全面的了解，再多参考、体会前人的设计要点，才能设计出高效可靠的产品。