机电一体化控制量输出接口

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1、第三章接口设计第三节控制量输出接口中的功率接口设计小功率大功率？常用电力电子器件光电耦合器驱动接口设计继电器和接触器驱动接口设计晶闸管功率晶体管功率场效应晶体管固态继电器直流电磁式继电器功率驱动接口设计电磁式交流接触器的驱动接口设计晶闸管晶闸管又称可控硅，是目前应用最广泛的半导体功率开关元件，其控制电流可从数安培到数千安培。晶闸管的主要类型有单向晶闸管SCR，双向晶闸管Triac和可关断晶闸管GTO等三种最基本类型，此外还有光控晶闸管、温控晶闸管等特殊类型。单向晶闸管（SCR）晶闸管是具有三个PN结构的四层结构，其外

2、形，结构及符号如图。基本结构单向晶闸管（SCR）1)控制角：指从零电压到被触发导通的瞬间的这段时间所对应的电度角。2)导通角：指从被触发导通的瞬间开始到电压为零这段时间所对应的电度角。对于纯阻性负载有+＝触发信号越提前，导通角越大，则平均输出电压Va越大。3）移相范围：通常把SCR输出电压的最大值到最小值之间所对应的角的变化范围称为移相范围。4）纯阻性负载：=0时Va最大，＝时Va最小，所以SCR移相范围是180°。单向晶闸管（SCR）L是纯感性负载，R是阻性负载，L与R共同组成SCR的实际负载。

3、在电流变化时，电感的两端会感应出一个电动势，这个电动势对电流的变化产生阻止作用。单向晶闸管应用（做控制器件）拨盘式密码锁控制电路晶闸管应用（做控制器件）拨盘式密码锁控制电路123456789101112拨盘开锁继电器按钮UCCJT3T2T1SD1D2R工作原理根据晶闸管的特性分析可知，开锁时三个晶闸管的工作顺序应该是：T1–T2–T3。否则T3或T2将因阳极和阴极间加不上电压而不导通，继电器线圈不通电，锁打不开。1.开锁时晶闸管工作情况UCCT3T2T1JD1D2T1导通时的路径T3、T2的导通路径请自行分析。T1导

4、通时的路径如图中虚线，此时发光管D2导通，给出指示信号。锁打开2.开锁过程根据开锁时三只晶闸管导通顺序的要求以及图中连线，可知开锁过程如下：拨盘拨至10T2导通按下ST3导通拨盘拨至2按下S拨盘拨至7按下ST1导通123456789101112UCCJT3T2T1SD1D2R双向晶闸管（TRIAC）可以看成是两个单向晶闸管反向并联组成，其中MT1和MT2为主电极，G为门极。特点：在触发后是双向导通的；门极所加触发信号可以为正也可以为负。双向晶闸管（TRIAC）在使用时应注意：由于双向晶闸管是双向导通的，它从一个方向过

5、零进入反向阻断状态只是一个十分短暂的过程，当负载是感性负载时(如电枢)，由于电流滞后性，有可能会使电压过零时电流仍存在，从而导致双向晶闸管失控(不关断)。为使双向晶闸管能正确工作应在其两主电极MT1与MT2间加RC电路。双向可控硅可广泛用于工业、交通、家用电器等领域，实现交流调压、电机调速、交流开关、路灯自动开启与关闭、温度控制、台灯调光、舞台调光等多种功能，它还被用于固态继电器(SSR)和固态接触器电路中。双向可控硅是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅能代替两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是目前比

6、较理想的交流开关器件。双向晶体管的特点及应用门极可关断晶闸管（GTO）是个四层半导体结构，与SCR相比，GTO有更灵活方便的控制性能，即在门极上加正控制信号时GTO导通；在门极上加负控制信号时GTO截止门极可关断进闸管（GTO）门极可关断晶闸管既保留了晶闸管的高反压，大电流，耐浪涌能力强等特性，又像功率晶体管那样具有自关断能力，而且开关频率较高，控制功耗小，应用方便，有相当大的开发功能光控晶闸管与温控晶闸管光控晶闸管是把光电耦合器件与双向晶闸管做到一起形成的集成电路。它的典型产品有MOC3041，MOC3021等。光

7、控晶闸管与一般晶闸管的区别在于：它受光信号控制，实现了输入与输出的电隔离。有些型号内部有过零电路(如MOC3041)，故可用来作过零开关。光控晶闸管的特点及应用光控晶闸管是把光电耦合器件与双向晶闸管做到一起形成的集成电路。它受光信号的控制，实现了输入与输出的电隔离。有些型号内部有过零电路（如MOC3041），故可用来作过零开关。光控晶闸管的输入电流一般为10~100mA，输入端耐压一般为400~600V。因此，光控晶闸管大多用于驱动大功率的双向晶闸管是一种小功率晶闸管，它的输出电流100mA左右。是一种温敏器件，和普

8、通晶闸管具有相同的开关特性，并且与热敏电阻、PN结温度传感器相比有许多优点。温控晶闸管的温度特性是负特性，当温度越高时，正向开关门槛电压越低。在温控晶闸管的阴极电压固定时，温度升到某一个值，温控晶闸管就会导通，温度继续上升，温控晶闸管保持导通，如果温度下降到某一个值，则温控晶闸管又会变成截止。可见，用温控晶闸管可实现温度的开关控制。在温控晶闸管