一种可控硅控制电路的制作方法

  目前大多数的可控硅驱动电路都是高电平或者低电平触发。具体地，可控硅驱动电路可通过光耦控制，也可以不通过光耦进行控制。

  图1为使用光耦控制可控硅的常用电路。如图1所示，U1是MOC3041双向光耦，具有隔离作用，当OPTO端口电平为低电平时，双向光耦U1导通，SCR1可控硅T1和T2导通，可控硅工作在一、三象限；当OPTO端口电平为高电平时，双向光耦U1不导通，SCR1可控硅T1和T2在电压和电流过零时关闭，R9是限流电阻，电阻R8和电容C5的作用是降低可控硅的灵敏度，电阻R10和电容C4构成RC吸收电路，当可控硅关闭时，用于保护可控硅。此电路中，可控硅一般工作在一、三象限，当单片机死机时，若端口锁死在低电平，可控硅将要一直导通，不受控制，易产生意外，出现安全风险隐患。另外，单片机初次上电时，控制可控硅的端口一般为低电平，此时，可控硅会出现一上电则导通的情况，由于单片机处理速度不够，轻易造成一上电无法及时切换端口到高电平的情况。

  图2为不使用光耦控制可控硅的常用电路。如图2所示，ACN和12V相连接，HTSIDE端口为高电平时，三极管Q2导通，电阻R16限流，可控硅TR1导通，工作在二、三象限。当HTSIDE端口为低电平时，三极管Q2不导通，关闭可控硅TR1的输出。此电路中，可控硅一般工作在二、三象限或者一、四象限，其中，可控硅在第四象限的工作特性比较差，有可能会出现可控硅失效的问题；同时，当单片机死机时，若端口锁死在高电平，可控硅将要一直导通，不受控制，易产生意外，出现安全隐患。

  相应地，图3为另一种可控硅控制电路的常用电路。如图3所示，R9为限流电阻，当IO_R9端口为高电平时，可控硅在一、四象限工作导通，当IO_R9端口为低电平时，可控硅不导通，CC4为101电容，减低触发极的灵敏度。因此，可控硅有半个工作周期在第四象限，可控硅容易损坏；同时，当单片机死机时，若端口锁死在高电平，可控硅将要一直导通，不受控制，易产生意外，出现安全隐患。

  本实用新型所要解决的技术问题就在于，提供一种结构相对比较简单的可控硅控制电路，可避免单片机死机或初次上电时，可控硅误触发，从而更加可靠的控制可控硅，提高安全性。

  为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可控硅控制电路，包括NPN型三极管、可控硅、第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻、第一电容及第二电容；所述NPN型三极管的基极通过第一限流电阻连接单片机驱动端口并通过第一限流电阻及第一电容接地，所述NPN型三极管的集电极通过第二限流电阻连接电源并通过第三限流电阻及第二电容连接可控硅的控制极，所述NPN型三极管的发射极连接零线并接地；所述可控硅的第一主电极连接零线以控制零线输出，所述可控硅的第二主电极为输出端子。

  作为上述方案的改进，所述的可控硅控制电路还包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管正极连接第一主电极，所述瞬态抑制二极管的负极连接第二主电极。

  作为上述方案的改进，所述的可控硅控制电路还包括RC吸收电路，所述RC吸收电路的一端连接第一主电极，另一端连接第二主电极。

  作为上述方案的改进，所述NPN型三极管的基极与NPN型三极管的发射极之间通过下拉电阻连接。

  本实用新型通过NPN型三极管、可控硅、第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻、第一电容及第二电容组成可控硅控制电路，使得可控硅BT1在二、三象限导通，避开了第四象限工作区，同时本实用新型的可控硅触发不是靠固定的高或低电平，可避免单片机死机或初次上电时，由于电平固定，导致可控硅误触发，从而更加可靠的控制可控硅，提高安全性。

  本实用新型采用电容耦合的波形驱动法，通过特定周期的方波触发可控硅，平均驱动电流更小，对电路的电流要求更加低。

  本实用新型在可控硅的两主电极之间外置瞬态抑制二极管，有效地抑制主电极之间的产生瞬间高压，保护可控硅不备瞬间高压击穿。

  本实用新型还在可控硅的两主电极之间设置RC吸收电路，从而有效缓冲可控硅所承受的电压、电流波形，进一步保障可控硅的正常工作。

  为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

  参见图4，图4显示了本实用新型可控硅控制电路的第一实施例，本实施例中可控硅控制电路，包括NPN型三极管Q1、可控硅BT1、第一限流电阻R10、第二限流电阻R24、第三限流电阻R22、第一电容C7及第二电容C13。其中，所述第一限流电阻R10，阻值为1kΩ；第二限流电阻R24优选为欧姆限流电阻，阻值为330Ω；第三限流电阻R22优选为欧姆限流电阻，阻值为33Ω；第一电容C7优选为贴片电容，容值为102F；第二电容C13优选为贴片电容，容值为222F，但不以此为限制。

  本实施例中，AC_N1为零线，火线控制零线的零线输出端子。所述NPN型三极管Q1的基极通过第一限流电阻R10连接单片机驱动端口并通过第一限流电阻R10及第一电容C7接地，所述NPN型三极管Q1的集电极通过第二限流电阻R24连接电源+5V并通过第三限流电阻R22及第二电容C13连接可控硅BT1的控制极G，所述NPN型三极管Q1的发射极连接零线并接地；所述可控硅BT1的第一主电极T1连接零线以控制零线为输出端子。

  工作时，可控硅控制电路的OUT1端口接单片机驱动端口，单片机输出一定周周期的波形信号，并通过第一限流电阻R10驱动NPN型三极管Q1导通和关闭，从而在NPN型三极管Q1的集电极产生一定频率的波形信号，再通过第二电容C13耦合到可控硅BT1的控制极G，触发可控硅BT1在二、三象限导通，避开了第四象限工作区，同时也避免单片机死机或初次上电时，由于电平固定，导致可控硅BT1误触发。

  需要说明的是，本实用新型中单片机死机时，不会在驱动端口输出一定频率的波形，因此，本实用新型能更加可靠的控制可控硅BT1，提高安全性。

  进一步，所述单片机驱动端口输出方波信号，所述方波周期优选为400us，但不以此为限制。

  同时，所述NPN型三极管Q1的基极与NPN型三极管Q1的发射极之间通过下拉电阻R20连接。所述下拉电阻R20的阻值优选为47KΩ,但不以此为限制。

  参见图5，图5显示了本实用新型可控硅控制电路的第二实施例，与图4所示的第一实施例不同的是，本实施例中所述可控硅控制电路还包括瞬态抑制二极管TV1，所述瞬态抑制二极管TV1正极连接第一主电极T1，所述瞬态抑制二极管TV1的负极连接第二主电极T2。所述瞬态抑制二极管TV1优选为400V的瞬态抑制二极管。

  当可控硅BT1中主电极T1和T2二端产生瞬间高压时，瞬态抑制二极管TV1有一定的抑制作用，保护可控硅BT1不备瞬间高压击穿。

  参见图6，图6显示了本实用新型可控硅控制电路的第三实施例，与图5所示的第二实施例不同的是，本实施例中所述可控硅控制电路还包括RC吸收电路，所述RC吸收电路的一端连接第一主电极T1，另一端连接第二主电极T2。

  所述RC吸收电路包括相互串接的第四电阻R27及第三电容C15，所述第四电阻R27的阻值优选为39Ω，所述第三电容C15优选为104/400V电容。通过RC吸收电路有效缓冲可控硅BT1所承受的电压、电流波形，进一步保障可控硅的正常工作。

  由上可知，本实用新型通过NPN型三极管Q1、可控硅BT1、第一限流电阻R10、第二限流电阻R24、第三限流电阻R22、第一电容C7及第二电容C13组成可控硅控制电路，使得可控硅BT1在二、三象限导通，避开了第四象限工作区，同时本实用新型的可控硅BT1触发不是靠固定的高或低电平，可避免单片机死机或初次上电时，由于电平固定，导致可控硅BT1误触发，从而更加可靠的控制可控硅BT1，提高安全性。

  本实用新型采用电容耦合的波形驱动法，通过特定周期的方波触发可控硅，BT1平均驱动电流更小，对电路的电流要求更加低。

  本实用新型在可控硅BT1的两主电极T1、T2之间外置瞬态抑制二极管TV1，有效地抑制主电极T1、T2之间的产生瞬间高压，保护可控硅BT1不备瞬间高压击穿。

  本实用新型还在可控硅BT1的两主电极T1、T2之间设置RC吸收电路，从而有效缓冲可控硅BT1所承受的电压、电流波形，进一步保障可控硅BT1的正常工作。

  以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还能做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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