常用驱动部件接口技术9

1、2022-4-13甘肃冶金高级技术学院22022-4-13甘肃冶金高级技术学院3在MCS-51单片机系统中有时需要单片机控制各种各样的外设，如电动机、电磁铁，继电器、灯泡等，显然这些不能用单片机的I/O线来直接驱动，而必须经过单片机的接口电路来驱动。此外，为了隔离和抗干扰，有时进行电路隔离。本章将介绍常用的各种接口器件以及它们与MCS-51单片机的接口电路。掌握要点1. MCS-51常用接口器件2. MCS-51常用接口设计2022-4-13甘肃冶金高级技术学院4掌握要点常用接口器件晶闸管单向晶闸管SCR双向晶闸管TRIAC继电器电磁式继电器固态继电器功率管功率晶体管功率场效应管光电耦合器晶体

2、管输出型晶闸管输出型2022-4-13甘肃冶金高级技术学院5掌握要点常用接口设计晶闸管双向晶闸管TRIAC设计继电器电磁式继电器设计固态继电器设计功率管功率晶体管设计功率场效应管设计光电耦合器晶体管输出型设计晶闸管输出型设计2022-4-13甘肃冶金高级技术学院6单向晶闸客以称可控硅整流器，它有截止和导通两稳定状态，其结构如图所示。在使用中，满足其下工作条件：导通条件：晶闸管阳极加下正电压，控制极加上一控制正电压关断条件：流过晶闸管的电流小于其维持电流。单向晶闸管参数单向晶闸管的参数有极限参数、温度特性参数、电气参数三类。单向晶闸管的参数有极限参数、温度特性参数、电气参数三类。在应用中最重要的

3、是极限参数。以下三个参数是特别重要的：在应用中最重要的是极限参数。以下三个参数是特别重要的：断态重复峰值电压VDRM : :在门极开路和晶闸管正向阻断的条件在门极开路和晶闸管正向阻断的条件下，以重复率为下，以重复率为5050次次/ /秒，持续时间不大于秒，持续时间不大于10ms,10ms,而重复加在而重复加在阳阴极这间仍使晶闸管不至于导通的正向峰值电压。阳阴极这间仍使晶闸管不至于导通的正向峰值电压。反向重复峰值电压VRRM :在门极开路的条件下，以重复率为在门极开路的条件下，以重复率为5050次次/ /秒，持续时间不大于秒，持续时间不大于10ms,10ms,而重复加在阳阴极这间仍使晶而重复加在

4、阳阴极这间仍使晶闸管不至于导通的反向峰值电压。闸管不至于导通的反向峰值电压。额定通态平均电流IT(AV) :在规定环境温度（在规定环境温度（5050）、标准）、标准散热和全导通（导通角为散热和全导通（导通角为180180。的条件下晶闸管允许通过的工的条件下晶闸管允许通过的工频电流的最大平均值。频电流的最大平均值。2022-4-13甘肃冶金高级技术学院7双向晶闸管又称三极管半导体开关元件（Bidirectional Triode Thyristor），它正负信号都可以触发导通，触发后导通是双向的，其结构如图所示。在使用中，满足其下工作条件：导通条件：在第一、三象限需正触发，在二、四象限需负触发。

5、关断条件：流过晶闸管的电流小于其维持电流。双向晶闸管参数双向晶闸管的参数有极限参数、温度特性参数、电气参数三类。双向晶闸管的参数有极限参数、温度特性参数、电气参数三类。在应用中最重要的是极限参数。以下二个参数是特别重要的：在应用中最重要的是极限参数。以下二个参数是特别重要的：断态重复峰值电压VDRM : :在门极开路和晶闸管正向阻断的条件在门极开路和晶闸管正向阻断的条件下，以重复率为下，以重复率为5050次次/ /秒，持续时间不大于秒，持续时间不大于10ms,10ms,而重复加在而重复加在阳阴极这间仍使晶闸管不至于导通的正向峰值电压。阳阴极这间仍使晶闸管不至于导通的正向峰值电压。额定通态平均电

6、流IT(AV) :在规定环境温度（在规定环境温度（5050）、标准）、标准散热和全导通（导通角为散热和全导通（导通角为180180。的条件下晶闸管允许通过的工的条件下晶闸管允许通过的工频电流的最大平均值。频电流的最大平均值。2022-4-13甘肃冶金高级技术学院8电磁式继电器：电磁式继电器是一种较普通的开关隔离方式，其触点有常开和常闭，可有多组触点。其电路图符如图所示。电磁式继电器常用参数如下：额定电流：在正常工作中设计的最大流过的电流。一般标注在元件上如：AC：10ADC：20A 额定驱动电压：使继电器常开触点闭合所加的驱动电压。一一般标注在元件上如：AC220V DC12V固态继电器：它是

7、一种四端器件，其中两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端，中间采用隔离器件，以实现输入与输出之间的电隔离。常用的光电耦合式固态继电器内部原理如图所示。2022-4-13甘肃冶金高级技术学院9功率晶体管的基本工作原理和一般晶体管是一样的，但它应用于大功率范围，一般有以下性能：1. 耐压高2.工作电流大3.开关时间短4.饱和压降低5.可靠性高从制造工艺上，一般采用三重扩散工艺结构，在逻辑上都采用达林顿结构，并附有加速二极管和续流二极管，其内部如图所示。2022-4-13甘肃冶金高级技术学院10功率场效应晶体管，即是在大功率范围的场效应晶体功率场效应晶体管，即是在大功率范围的场效应晶体管。在应用中

8、，功率场效应晶体管有比双极型晶体管更好管。在应用中，功率场效应晶体管有比双极型晶体管更好的特性。的特性。1 1。开关速度快。开关速度快2 2。可并联使用。可并联使用3 3。较高的可靠性。较高的可靠性4 4。较强的过载能力。较强的过载能力5 5。驱动电路要求较低。驱动电路要求较低从制造工艺上，较多采用从制造工艺上，较多采用V V沟槽工艺，这种工艺生产的管沟槽工艺，这种工艺生产的管子称为子称为VMOSVMOS场效管，其电流容量大、耐压能力强、跨导性场效管，其电流容量大、耐压能力强、跨导性好、开关速度快等优良特性，帮在功率应用领域有广泛应好、开关速度快等优良特性，帮在功率应用领域有广泛应用。用。2022-4-13甘肃冶金高级技术学院112022-4-13甘肃冶金高级技术学院