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作者：Abel Raynus 來源：Armatron International公司 日期：2009-10-31 雙向可控硅是雙向交流開關(guān)，可以在最高600V電壓下控制高達(dá)25A rms電流的負(fù)載。它們用于電機(jī)速度、加熱器和白熾燈的控制。邏輯型雙向可控硅對(duì)微控制器驅(qū)動(dòng)器件尤有吸引力。微控制器輸出端口可以直接驅(qū)動(dòng)一只雙向可控硅，因?yàn)榭煽毓璧挠|發(fā)電流只有3~10mA。與所有電子器件一樣，雙向可控硅也存在一些內(nèi)部問題，在將其用于某個(gè)設(shè)計(jì)以前可以檢測(cè)這些問題。 
圖1，雙向可控硅測(cè)試儀用一只開關(guān)轉(zhuǎn)換測(cè)試信號(hào)的極性。 圖1是一個(gè)簡單而成本低廉的測(cè)試設(shè)備，它可測(cè)試Littelfuse公司的L2004F31、L2004F61、L2004L1和 L4004V6TP雙向可控硅，也可以用于測(cè)試任何其它的引線式雙向可控硅，因?yàn)樗袠?biāo)準(zhǔn)封裝（包括TO-220AB、TO-202AB、TO-251和 Ipak）都有相同的管腳布局。用一個(gè)IC插座可以便于插入待測(cè)雙向可控硅。這種方法也適用于SMD（表面貼裝器件），前提是能找到或創(chuàng)建一個(gè)合適的測(cè)試插槽。極性開關(guān)S1是一只DPDT（雙刀雙擲）器件，用于檢查雙向的導(dǎo)通性。切換開關(guān)S2是瞬時(shí)SPST（單刀單擲）按鍵器件，通過電阻R2連接?xùn)艠O（Pin 3）與MT2（Pin 2），以觸發(fā)待測(cè)的雙向可控硅（圖1）。
表1，雙向可控硅的測(cè)試 測(cè)試過程只花不到5s，包含4個(gè)步驟（表1）。LED向測(cè)試操作者顯示每個(gè)步驟的結(jié)果。如果所有四步測(cè)試均獲通過，則雙向可控硅合格。在制造期間要再做一次雙向可控硅測(cè)試，以保證裝配板沒有問題，雙向可控硅工作正常。這一測(cè)試可節(jié)約時(shí)間與人工，避免整件產(chǎn)品裝配完后才發(fā)現(xiàn)問題。做此測(cè)試時(shí)雙向可控硅已焊在電路板上。使用的電源電壓為標(biāo)稱120/220V AC。測(cè)試應(yīng)對(duì)DUT有最小影響，并使用最少的時(shí)間與工作量。測(cè)試中用雙向可控硅測(cè)試儀代替一個(gè)負(fù)載。從測(cè)試儀到DUT的連接可以有變化，而且要確保在連接120/220V AC時(shí)采取一些安全措施。
圖2，對(duì)于阻性負(fù)載，測(cè)試儀用兩只LED指示兩個(gè)方向的成功與失敗。 針對(duì)驅(qū)動(dòng)阻性負(fù)載的雙向可控硅要用不同的測(cè)試設(shè)備，如白熾燈或加熱器（圖2）。每只LED檢查一個(gè)方向的導(dǎo)通性。當(dāng)雙向可控硅關(guān)閉時(shí)，兩只 LED均熄滅。而在打開時(shí)，兩只LED均應(yīng)發(fā)光。對(duì)于感性負(fù)載（如電機(jī)），雙向可控硅要并聯(lián)一個(gè)由C1和R1組成的RC緩沖電路（圖3）。不幸的是，緩沖電路會(huì)使測(cè)試電路產(chǎn)生一個(gè)小的電流泄漏，即使在雙向可控硅已關(guān)閉的情況下。圖3中的電路表示如何用電阻R2和一只交流擊穿電壓為95V的氖燈，避免這個(gè)問題。
圖3，對(duì)于感性負(fù)載，增加一個(gè)氖燈來盡量減少泄漏電流。 圖1、圖2和圖3中測(cè)試結(jié)果的指示器均為LED。有些情況下，雙向可控硅的測(cè)試是一個(gè)多任務(wù)測(cè)試系統(tǒng)的一部分，用于檢查整個(gè)設(shè)備的其它元件或參數(shù)，包括雙向可控硅。這種測(cè)試包含一個(gè)測(cè)量序列，系統(tǒng)操作者只獲得兩個(gè)可能信號(hào)中的一個(gè)：合格或不合格。這些測(cè)試采用一種基于微控制器的系統(tǒng)。因此，所有接口信號(hào)均為數(shù)字格式：高或低。
圖4，一只光耦將雙向可控硅與大地隔離開來。 你也可以通過使用微控制器的ADC從而用模擬信號(hào)。不過，一般不采用這種方法，因?yàn)榈投宋⒖刂破髦械腁DC數(shù)量有限，并且需要更復(fù)雜的軟件。如果雙向可控硅的MT1管腳接地，則微控制器與待測(cè)雙向可控硅的接口就沒有問題。在多數(shù)情況下，MT1和MT2是與大地隔離的。當(dāng)有這種情況時(shí)，可以用一只光耦，如California Eastern Laboratories的PS2501-2（圖4）。它包含兩個(gè)光學(xué)耦合的隔離器，由LED和NPN光電晶體管組成，最大電壓為80V。
圖5，RC濾波器使你可以采用PWM信號(hào)。 如果雙向可控硅的輸出包含一個(gè)脈沖序列，例如是用于電機(jī)速度或燈光亮度控制的一個(gè)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)，則要在微控制器的ADC輸入端前使用一個(gè)低通RC濾波器（圖5）。該濾波器的時(shí)間常數(shù)t=R6×C2取決于PWM信號(hào)周期與占空比。測(cè)試鏈中的測(cè)量應(yīng)不早于3t~5t。使用微控制器的 ADC需要額外的固件。為避免這種要求，可以使用一個(gè)比較器（如美國國家半導(dǎo)體公司的LM393），將濾波器后的電壓與一個(gè)基準(zhǔn)電壓作比較，從而為微控制器的輸入端產(chǎn)生一個(gè)邏輯高電平。參考文獻(xiàn)1描述了一種替代性方案，它用最少的外接元件解決了固件復(fù)雜的難題。 參考文獻(xiàn)1 1. Raynus, Abel, “Microcontroller detects pulses,” EDN, July 24, 2008, pg 58, www.edn.com/article/CA6578137. |
