可控硅光控开关电路设计方案分享

 可控硅开关电路是工程师们在平时的设计过程中，常常用到的一种电路结构，其设计相对简单且适用范围广泛的优势，让这种开关电路广受好评。在今天的电路设计分享中，我们将会为大家分享一种可控硅光控开关电路设计方案，下面就让我们一起来看看吧。

首先我们需要了解的，是可控硅光控开关电路的具体含义。首先来看光控电路的定义，这种电路是利用光线的变化，对工作状态进行控制的电路，其核心是光敏元件，再加入放大电路和控制电路而组成，主要利用的是半导体的光敏特性。在没有光照时，呈高阻状态，称为暗阻。有光时呈低阻状态，称为亮阻。亮阻与暗阻的差距越大，说明这个光敏电阻对光线的反应越灵敏。

在本方案中，我们所设计的这一可控硅光控开关电路，在设计构思上选择采用的感光元件是光敏二极管。它利用PN结反向偏置时，在光线照射下，反向电流将由小变大的原理制作而成。控制电路则选用BT151-500R可控硅作为控制元件，它能通过小电流小电压控制大电流大电压。元件选择方面，我们选择使用的可控硅元件型号为BT151-500R，同时还选择使用稳压二极管、半导体器件IN4007、光敏电阻、三极管9031来完成这一光控电路的设计。

工作原理

在本方案中，我们所设计的这一可控硅光控开关电路的电路图如图1所示。当这一电路处于正常工作状态下时，220V交流电通过灯泡DS1及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅Q1及R支路上。白天亮度大于一定程度时，光敏二极管D3呈现底阻状态，即小于1KΩ，使三极管Q3截止，其发射极无电流输出，单向可控硅Q1因无触发电流而阻断。此时流过灯泡DS1的电流≤2.2mA，灯泡DS1不能发光。电阻R1和稳压二极管D2使三极管Q3偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。当亮度小于一定范围时，光敏二极管D3呈现高阻状态，使三极管Q3正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅Q1触发导通，灯泡DS1发光。滑动变阻器R5是亮、暗实现开关转换的亮度。

图1 可控硅光控电路工作原理图

整流电路设计

在本方案中，我们同样需要为这一可控硅光控开关电路提供整流保护措施，我们所设计的这一整流电路由4个IN4007整流管组成，分别为VD1、VD2、VD3、VD4，其电路系统如下图图2所示。

图2 可控硅光控电路中的整流电路图

在图2所提供的整流电路图中，我们可以看到，在正半周电路正常工作的状态下，当T1次级线圈上端为正半周期间，上端的正半周电压同时加在整流二极管VD1负极和VD3正极，给VD1反向偏置电压而使之截止，给VD3加正向偏置电压而使之导通。与此同时，T1次级线圈下端的负半周电压同时加到VD2负极和VD4正极，给VD4是反向偏置电压而使之截止，给VD2是正向偏置电压而使之导通。因此，T1次级线圈上端为正半周、下端为负半周期间，VD3和VD2同时导通。

而在负半周电路中，当T1次级线圈两端的输出电压变化到另一个半周时，此时次级线圈上端为负半周电压，下端则为正半周电压。此时，次级线圈上端的负半周电压加到VD3正极，给VD3反向偏置电压而使之截止，这一电压同时加到VD1负极，给VD1正向偏置电压而使之导通。与此同时，T1次级线圈下端的正半周电压同时加到VD2负极和VD4正极，给VD2反向偏置电压而使之截止，给VD4正向偏置电压而使之导通。因此，当T1次级线圈上端为负半周、下端为正半周期间，VD1和VD4同时导通。

以上就是本文针对一种可控硅光控开关电路的设计方案，所进行的分享和简要分析，希望能够为各位工程师的设计研发工作提供一定的帮助和借鉴。