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光電耦合器MOC3041應(yīng)用之上篇

2012年08月06日 12:16 http://www.tosharp.cn/ainfo.as 作者:潮光光耦網(wǎng) 用戶評(píng)論(0

例1
圖中的光耦MOC3041是用來(lái)隔離可控硅上的交流高壓和直流低壓控制信號(hào)的。其輸出用來(lái)觸發(fā)雙向可控硅,選用ST
???? Microelectronics公司的T4系列,內(nèi)部集成有緩沖續(xù)流電路,不用在雙向可控硅兩端并聯(lián)RC吸收電路,可以直接觸發(fā),電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。

P1.0通過(guò)可控硅、交流接觸器、過(guò)流保護(hù)器和斷相保護(hù)器控制電機(jī),圖中僅給出帶過(guò)零觸發(fā)的雙向晶閘管觸發(fā)電路。MOC3041為光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器,輸入端驅(qū)動(dòng)電流為15mA,適用于220V交流電路。

?1、MOC3041的工作電流僅十余個(gè)毫安,直接驅(qū)動(dòng)20瓦的功率非常勉強(qiáng),不敢保證長(zhǎng)時(shí)間工作不會(huì)燒壞,應(yīng)該讓3041驅(qū)動(dòng)97A6的可控硅,再用可控硅驅(qū)動(dòng)電磁閥。
2、實(shí)踐證明,51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)PNP管的時(shí)候,在工作條件接近臨界點(diǎn)的時(shí)候,會(huì)出現(xiàn)關(guān)不斷的現(xiàn)象,其原因在于:(1)端口的高電平并不是嚴(yán)格的Vcc電壓,而是比Vcc略低,這種略低的電壓足以形成給Q1一個(gè)很小的偏置電壓Vbe,雖然該電壓遠(yuǎn)小于0.7V,但經(jīng)過(guò)三極管放大后,卻能夠造成Q1集電極有極小的電流存在,盡管該電流不足以導(dǎo)致LED發(fā)出用肉眼能看到的亮光,但是在密封的光耦合器內(nèi),卻能夠?qū)е鹿怦詈蠀^(qū)工作;(2)PNP管要比NPN極管有更大的穿透電流,即:在基極B完全斷開(kāi)的情況下,集電極仍然有極小的電流存在。

?綜合以上兩點(diǎn),該電路的設(shè)計(jì)是存在缺欠的,改進(jìn)方法如下:

1、MOC3041與氣閥之間加入一個(gè)可控硅(必須)

2、建議改用NPN管驅(qū)動(dòng),如果必須要用PNP管,就應(yīng)該在B和E之間接一個(gè)10K左右的電阻;或者在發(fā)射極串入一個(gè)二極管,以起到鉗位作用,即保證PNP管能可*關(guān)斷;或者干脆將耦合器的1和2腳改接在發(fā)射極,并讓集電極通過(guò)電阻接地。

1、不推薦用3041直接驅(qū)動(dòng)電磁閥,加一個(gè)可控硅非常有必要。

2、用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)3041是可以的。

3、用2K電阻能可*驅(qū)動(dòng),因?yàn)閮?nèi)部的光耦合幾乎是100%的耦合,只要微弱發(fā)光即可。

?例2

交流接觸器C 由雙向晶閘管KS 驅(qū)動(dòng)。光電耦合器MOC3041 的作用是觸發(fā)雙向晶閘管KS 以及隔離單片機(jī)系統(tǒng)和接觸器系統(tǒng)。MOC3041 的輸入端接7407,由單片機(jī)的P1.1端控制。P1.1輸出低電平時(shí),KS導(dǎo)通,接觸器C吸合。P1.1輸出高電平時(shí),KS關(guān)斷,接觸器C釋放。MOC3041內(nèi)部帶有過(guò)零控制電路,因此KS 工作在過(guò)零觸發(fā)方式。
例3

單片機(jī)處理完數(shù)據(jù)后,發(fā)出控制信號(hào)控制外電路工作,開(kāi)關(guān)型驅(qū)動(dòng)接口中單片機(jī)控制輸出的信號(hào)是開(kāi)關(guān)量,有發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)接口,光電耦合器驅(qū)動(dòng)接口,液晶顯示器驅(qū)動(dòng)接口,晶閘管輸出型驅(qū)動(dòng)接口和繼電器型驅(qū)動(dòng)接口??刂茡P(yáng)聲器采用的是晶閘管輸出型光電耦合驅(qū)動(dòng)接口。

電路如圖2 所示。晶閘管輸出型光電耦合器的輸出端是光敏晶閘管。當(dāng)光電耦合器的輸入端有一定的電流流入時(shí),晶閘管導(dǎo)通。采用4N 40單相晶閘管輸出型光電耦合器,當(dāng)輸入端有15-30mA的電流時(shí)輸出端的晶閘管導(dǎo)通。輸出端的額定電壓為400V ,額定電流有效值為300mA。4N 40的6腳是輸出晶閘管的控制端,不使用此端時(shí),可對(duì)陰極接一電阻。所以,當(dāng)8031的P1.0為低電平時(shí),二極管導(dǎo)通,發(fā)光,觸發(fā)晶閘管使其導(dǎo)通,揚(yáng)聲器報(bào)警。
自動(dòng)通車接口電路設(shè)計(jì)

?圖2 光電耦合器驅(qū)動(dòng)接口電路
8031與自動(dòng)停車電路間用的是交流電磁式接觸器的功率接口。具體電路如圖3 所示。

圖3 交流接觸器接口

交流接觸器C 由雙向晶閘管KS 驅(qū)動(dòng)。光電耦合器MOC3041 的作用是觸發(fā)雙向晶閘管KS 以及隔離單片機(jī)系統(tǒng)和接觸器系統(tǒng)。MOC3041 的輸入端接7407,由單片機(jī)的P1.1端控制。P1.1輸出低電平時(shí),KS導(dǎo)通,接觸器C吸合。P1.1輸出高電平時(shí),KS關(guān)斷,接觸器C釋放。MOC3041內(nèi)部帶有過(guò)零控制電路,因此KS 工作在過(guò)零觸發(fā)方式。
例4

與雙向可控硅配套的光電隔離器稱為光耦合雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器,如圖所示

與一般光耦不同的是它的輸出部分是一硅光敏雙向可控硅,一般還帶有過(guò)零觸發(fā)檢測(cè)器(如上圖中的A),以保證在電壓接近零是觸發(fā)可控硅。常用的有MOC3000系列,我們的設(shè)計(jì)采用MOC3041,
下圖為光耦與雙向可控硅的接線圖

不同的光隔,其輸入端驅(qū)動(dòng)電流也不一樣,如MOC3041為15mA,電阻R則在驅(qū)動(dòng)回路中起到限流的作用,一般在微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中,其輸出可用OC門驅(qū)動(dòng),在光隔輸出端,與雙向可控硅并聯(lián)的RC是為了在使用感性負(fù)載時(shí)吸收與電流不同步的過(guò)壓,而門級(jí)電阻則是為了提高抗干擾能力,以防誤觸發(fā)。
實(shí)際可行方案protel原理圖(變動(dòng)了幾個(gè)電阻)

??

?例5

為了實(shí)現(xiàn)水溫的PID控制,功率放大電路的輸出不能是一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量,輸入電爐的加熱功率必須連續(xù)可調(diào);

改變輸入電爐的電壓平均值就可改變電爐的輸入功率,而較簡(jiǎn)單的調(diào)壓方法有相位控制調(diào)壓和通斷控制調(diào)壓法;

采用通斷控制調(diào)壓法不僅使輸出通道省去了D/A轉(zhuǎn)換器和可控硅移相觸發(fā)電路,大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)硬件,而且可控硅工作在過(guò)零觸發(fā)狀態(tài),提高了設(shè)備的功率因數(shù),也減輕了對(duì)電網(wǎng)的干擾。

?例6

圖4.24 是4N40 的接口電路。

4N40 是常用的單向晶閘管輸出型光電耦合器,也稱固態(tài)繼電器。當(dāng)輸入端有15~30mA 電流時(shí),輸出端的晶閘管導(dǎo)通,輸出端的額定電壓為400V,額定電流為300mA。輸入輸出端隔離電壓為1500V~7500V。

4N40 的第6 腳是輸出晶閘管控制端,不使用此端時(shí),此端可對(duì)陰極接一個(gè)電阻。

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