1.可控矽簡介
可控矽，也叫晶閘管，廣泛應用于交流控制系統中，可實作小功率控制大功率裝置。可控矽分單向可控矽和雙向可控矽，雙向可控矽在結構上相當于兩個單向可控矽反向連接配接，可以實作雙向導通。以BTA41為例，其電路符号及封裝如下：
G極為控制極，當G極有正向（或負向）脈沖時，雙向可控矽導通，直到交流信号過零點時關斷，如下圖所示。是以，要通過單片機控制輸出電壓，首先需要檢測交流信号的過零點，然後延時一定時間後，輸出一個脈沖，使可控矽導通。延時時間越長，導通時間越短，輸出電壓越低。
2.電路設計
首先過零檢測電路如下。原理比較簡單，由一個整流橋和光耦組成。
輸出波形如下圖所示。上方為整流橋輸出的波形，下方為光耦輸出的波形。光耦輸出端直接接單片機IO口即可。
可控矽驅動一般采用專用的光耦，該光耦内部內建了小功率的可控矽，用于驅動外部大功率的可控矽。電路如下：
3.程式設計
首先使能外部中斷和一個定時器，定時器打開溢出中斷。初始化部分可參考之前的公衆号文章。外部中斷用于檢測過零點，定時器用于控制導通角和輸出脈沖。
調壓過程：單片機外部中斷被觸發後（檢測到過零點），根據要輸出的電壓，計算導通角（延時時間），通過定時器設定延時時間，開啟定時器溢出中斷。定時時間到後輸出一個脈沖，控制可控矽導通。程式如下：
外部中斷函數：
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){ ac_flag = 0; if(VoltFan != 0) { if(VoltFan > 220)//大于220V 直接導通 { HAL_GPIO_WritePin(DOUT2_GPIO_Port,DOUT2_Pin,GPIO_PIN_SET); } else { ac_delay = ac_delay_us[VoltFan/5];//查表獲得延時時間 __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2,ac_delay);//設定定時器延時時間 __HAL_TIM_ENABLE_IT(&htim2,TIM_IT_UPDATE); __HAL_TIM_ENABLE(&htim2); } }}
定時器中斷函數：
void TIM2_IRQHandler(void){ /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 0 */
/* USER CODE END TIM2_IRQn 0 */ //HAL_TIM_IRQHandler(&htim2); /* USER CODE BEGIN TIM2_IRQn 1 */ if (__HAL_TIM_GET_IT_SOURCE(&htim2, TIM_IT_UPDATE) != RESET) { if(ac_flag == 0) { ac_flag = 1; HAL_GPIO_WritePin(DOUT2_GPIO_Port,DOUT2_Pin,GPIO_PIN_SET);//輸出脈沖 __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE); __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2,100);//設定定時時間100us（脈沖寬度） } else if(ac_flag == 1) { HAL_GPIO_WritePin(DOUT2_GPIO_Port,DOUT2_Pin,GPIO_PIN_RESET);//100us時間到 關閉脈沖 __HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2, TIM_IT_UPDATE); __HAL_TIM_DISABLE(&htim2); } } /* USER CODE END TIM2_IRQn 1 */}
可控矽的觸發脈沖一般在20~50us即可，感性負載脈沖寬度需要加大，一般不小于100us。
程式中延時時間是預先計算好通過查表獲得的。計算方法通過計算sinx的積分獲得，可參考下表。
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