文档介绍：烟台南山学院
单片机接口技术及应用
2017/11/10
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第九章常用驱动部件接口技术
概述
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第10章功率接口
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
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MCS-51常用接口器件
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
晶体管输出型
晶闸管输出型
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MCS-51常用接口设计
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
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单向晶闸管SCR
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。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下,以重复率为50次/秒,持续时间不大于10ms,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。
反向重复峰值电压VRRM :在门极开路的条件下,以重复率为50次/秒,持续时间不大于10ms,而重复加在阳阴极这间仍使晶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(+50℃)、标准散热和全导通(导通角为180。的条件下晶闸管允许通过的工频电流的最大平均值。
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双向晶闸管TRIAC
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。
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。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下,以重复率为50次/秒,持续时间不大于10ms,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。
额定通态平均电流IT(AV) :在规定环境温度(+50℃)、标准散热和全导通(导通角为180。的条件下晶闸管允许通过的工频电流的最大平均值。
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继电器
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:10A DC: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。
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功率晶体管
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
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。
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功率场效应管
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,功率场效应晶体管有比双极型晶体管更好的特性。
1。开关速度快
2。可并联使用
3。较高的可靠性
4。较强的过载能力
5。驱动电路要求较低