可控硅光控開關(guān)電路設(shè)計方案分享

可控硅開關(guān)電路是工程師們在平時的設(shè)計過程中，常常用到的一種電路結(jié)構(gòu)，其設(shè)計相對簡單且適用范圍廣泛的優(yōu)勢，讓這種開關(guān)電路廣受好評。在今天的電路設(shè)計分享中，我們將會為大家分享一種可控硅光控開關(guān)電路設(shè)計方案，下面就讓我們一起來看看吧。

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。首先來看光控電路的定義，這種電路是利用光線的變化，對工作狀態(tài)進行控制的電路，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，呈高阻狀態(tài)，稱為暗阻。有光時呈低阻狀態(tài)，稱為亮阻。亮阻與暗阻的差距越大，說明這個光敏電阻對光線的反應(yīng)越靈敏。

在本方案中，我們所設(shè)計的這一可控硅光控開關(guān)電路，在設(shè)計構(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，在光線照射下，反向電流將由小變大的原理制作而成?？刂齐娐穭t選用BT151-500R可控硅作為控制元件，它能通過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為BT151-500R，同時還選擇使用穩(wěn)壓二極管、半導(dǎo)體器件IN4007、光敏電阻、三極管9031來完成這一光控電路的設(shè)計。

工作原理

在本方案中，我們所設(shè)計的這一可控硅光控開關(guān)電路的電路圖如圖1所示。當這一電路處于正常工作狀態(tài)下時，220V交流電通過燈泡DS1及整流全橋后，變成直流脈動電壓，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，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)射極無電流輸出，單向可控硅Q1因無觸發(fā)電流而阻斷。此時流過燈泡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6.8V，對三極管起保護作用。當亮度小于一定范圍時，光敏二極管D3呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，使三極管Q3正向?qū)?，發(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。滑動變阻器R5是亮、暗實現(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

在本方案中，我們同樣需要為這一可控硅光控開關(guān)電路提供整流保護措施，我們所設(shè)計的這一整流電路由4個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T1次級線圈上端為正半周期間，上端的正半周電壓同時加在整流二極管VD1負極和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，T1次級線圈下端的負半周電壓同時加到VD2負極和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次級線圈上端為正半周、下端為負半周期間，VD3和VD2同時導(dǎo)通。

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

以上就是本文針對一種可控硅光控開關(guān)電路的設(shè)計方案，所進行的分享和簡要分析，希望能夠為各位工程師的設(shè)計研發(fā)工作提供一定的幫助和借鑒。