要了解可控硅光耦,首先我們需要認(rèn)識(shí)可控硅器件??煽毓?Silicon Controlled Rectifier) 簡(jiǎn)稱SCR,是一種大功率電器元件,也稱晶閘管。它具有體積小、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件,實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
而可控硅光耦(SCR光耦) 憑借其高隔離性、強(qiáng)抗干擾能力和穩(wěn)定觸發(fā)特性,成為交流調(diào)壓、電機(jī)控制、固態(tài)繼電器的核心器件!本期主要介紹可控硅光耦的應(yīng)用!
什么是可控硅光耦?
可控硅光耦的內(nèi)部由一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二極管和一個(gè)單晶硅芯片的光電雙向晶閘管組成,封裝在一個(gè)密閉的殼體內(nèi)。通俗的講,可控硅光耦= 光耦隔離 + 可控硅驅(qū)動(dòng),通過內(nèi)部LED觸發(fā)光敏可控硅,實(shí)現(xiàn)輸入/輸出的電氣隔離,安全控制高壓交流負(fù)載!其主要特性也取決于輸出端的可控硅器件,
典型應(yīng)用場(chǎng)景如:
用于交流調(diào)壓,使用隨機(jī)相位型光耦調(diào)節(jié)燈光亮度、加熱器功率(如調(diào)光臺(tái)燈、電烤箱)。大功率開關(guān)使用過零檢測(cè)型光耦(如KL3063),減少浪涌電流!
用于電機(jī)控制
控制單相/三相電機(jī)啟停(如風(fēng)扇、水泵),隔離高壓避免MCU受干擾。
用作固態(tài)繼電器(SSR)
替代機(jī)械繼電器,無觸點(diǎn)、長(zhǎng)壽命(如PLC輸出模塊交流)。
用于工業(yè)自動(dòng)化
隔離PLC信號(hào),驅(qū)動(dòng)大功率負(fù)載(如電磁閥、接觸器)。
選型關(guān)鍵參數(shù)
?觸發(fā)電流(IFT):通常5-20mA,需匹配驅(qū)動(dòng)電路,最低可以選3mA。
? 隔離電壓:2500V~5000V,保障高低壓安全隔離。
? 負(fù)載電壓(VDRM)/電流(ITRMS):如KLM3052為600V/70mA,根據(jù)實(shí)際負(fù)載選型。
? 過零型/隨相位機(jī)型:過零型(KL306x/KL308x)減少EMI,隨機(jī)相位型(KL302x/KL305x)
其它關(guān)注參數(shù)
散熱設(shè)計(jì):大電流需加散熱片或鋁基板。
緩沖電路:可以加RC吸收回路(如39Ω+0.01μF)保護(hù)輸出端可控硅。
避免誤觸發(fā):高壓側(cè)布線遠(yuǎn)離敏感信號(hào)。
原理說明

輸入端需要考慮MCU的I/O接口灌電流能力。按一般MCU的設(shè)計(jì)10mA以下。若超出MCU規(guī)格參數(shù),可能需要增加額外的擴(kuò)流電路。

輸出端主要根據(jù)Q1的選型,確立IGT參數(shù),計(jì)算出Io電流,推算得出R2,R3的功率。一般220VAC電路,R2=390歐姆,功率不低于1W比較合適,R3=330歐姆功率不低于1W,實(shí)際使用時(shí),需考慮到不同負(fù)載對(duì)觸發(fā)靈敏度的設(shè)置,溫度也是重要的影響因素。RC吸收電路,在電路實(shí)測(cè)中,選擇對(duì)應(yīng)的阻抗匹配。一般我們選擇Q1的第一三象限進(jìn)行觸發(fā)。

總結(jié):可控硅光耦是“高壓與低壓的橋梁”,精準(zhǔn)隔離、安全控制,讓您的設(shè)計(jì)既可靠又高效!
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