弱电控制强电方案
作者：互联网
弱电控制强电方案
弱电：一般是指小于36伏的安全电压，其特点是电压低、电流小、功率小、频率高。弱电的几个典型应用领域：①广播、通信；②电子；③计算机；④医疗机械。
强电：一般是指市电及更高的电压，其特点是电压高、电流大、功率大、频率低如果按照电压等级将其进行划分的话，220伏、380伏、1000千伏都应该被看作强电。
方案一：单片机
实现弱电对于强电方面的控制全部过程，我们平时最频繁用到的系统就是由单片机为主导的控制系统。单片机体积小、重量轻、集成度高、抗干扰能力强、性价比高。根据编写程序的不同，单片机就能在弱电控制强电上执行不同的功能，使得它的应用更加广泛灵活。温湿度监控，定时装置，自动控制等都可用单片机来实现信号处理。以酸奶机为例：
工作原理
1.系统框架
温度、时间、复位和单片机构成了单片机控制强电的简单实用电路，进而组成了一个完整的系统框架，最终保证实用电路的正常运行。 单片机采用的是HT46R47型号，对于传感器接收到的温度进行感应，进而分析并判断，最终做出处理。在实用电路控制方案中，复位电路可以保证单片机强电控制的正常工作和运行。单片机控制强电中的时钟电路，主要是为了控制实用电路中工作的正常运行，这个目标与复位电路是一致的。温度测量电路最重要的组成是热敏电阻，这个电路的主要功能就是准确的测定液体的温度，并经过相应的程序将温度结果传给单片机的相应部位。单片机强电实用电路中的正温度系数控制电路，主要包括加热片、光电耦合器及其可控硅，它的主要目标是为了将温度控制在一个合适的范围内，进而保证工作的正常运行。
2.工作原理
该方案的控制原理如下：由温度传感器对温度进行采样、测量，然后将测量结果传输给单片机；然后，单片机会将测得的值与内部设定的值进行比较 ，通过比较 ，会得出相应的结果，然后通过执行机构对正温度l12系数加热器是否工作进行控制 。在这里需要注意的是，液体的惯性比较大，断电后仍然有余热留在加热器，因此，采取恰当的控制方法是十分必要的，其中水温需要保持在28"C，并保证误差在正负一摄氏度。
简单实用电路电源
1.电源
该设计方案的电源是一个正五伏的稳压电源，它的主要组成部分包括：稳压管7805、电容、整流桥和变压器。变压器会将交流的220V电压转化为12V的交流电压，在整流桥的作用下，九伏的交流电压转变为直流九伏电压，再经过电容滤波作用，在稳压管7805的作用之下，9V的直流电压转变为五伏的直流电压 ，这样一来 ，单片机便会得到稳定的低压电。
2.单片机控制部分
单片机对温度进行控制是通过HT46R47来实现的，首先是采集温度，然后传给单片机，单片机对此进行工作，并进一步实现对加热器件的控制。第一、控制电路简介。单片机HT46R47的12脚VCC脚1连接上面 电路的正五伏电压 ，它的l1脚RES脚与电阻RZ，电容C3组合，形成一个复位电路。它的13、14脚与十二兆晶振组成时钟电路。第二 、HT46R47简介。HT46R47是8位RISC结构单片机，它的性能高，效益高，被运用于对模拟信号进行直接处理。该系列单片机不仅包含一个集成的多通道模数 转换器和一个或多个脉冲宽度调制输出。还增加了单片机的暂停、唤醒功能等内部特征，提高了单片机的灵活度，使得外部的器件有很大的简化，并且节约了产品的资金投入。目前，这款系列的单片机在人们的日常生活中得到了十分普遍的应用，这主要是因为，它的成本比较低，控制 起来比较灵活，而且消耗的能量较少，具有十分强大的功能。
3．测温
在单片机中，有一个分压电路，它的组成比较简单，包括8脚与RZ、 R3，其中，RZ是定值电阻llK，R3是温度传感器的电阻，当水温发生变化，分压电路会随之发生变化。
4．加热部分
单片机的1脚接控制加热部分的三极管的基极，编写程序，并控制正温度系数加热。光电祸合器Moc3023和可控硅BTA16相互结合，组成加热系统。在这里，光电祸合器M0c3O23与开关相类似，控制可控硅导。除这些之外，加热部分还包括加热电路、可控硅、光电藕合器、正温度系数加热器。其中，加热电路是由三极管、光电祸合器MOC3023、可控硅等相互作用，发生一系列较为复杂的反应而工作的，在对温度进行加热一段时间后，信号便会传送给单片机，单片机l脚输出低电压，这时候，加热部分就停止了工作 。可控硅又称为晶闸管，它有三个引脚 ，包括一个阴极K、一个阳极 A和一个是栅极G。光电藕合器能够将不同的器件和电路等封装在同一管座内。这些器件主要包括红外光发射器件、红外光接收器件、信号处理电路等。正温度系数加热器是一种新型电子材料，它的性能优越，既使用简单，又安全，还可以省电，在实际的运用越来越广泛。
方案二：继电器
继电器是用于弱电控制强电的理想元件，其中的固态继电器（SSR)更被极为广泛的应用。SSR 是一种无触点功率半导体器件，具有输入控制电压低（3- 32V)输入控制电压与TTL、CMOS 等电平兼容，这使得SSR能与单片机非常完美灵活的配合工作。它的输出、输入间一般采用光电隔离，隔离绝缘大于2kV,符合国际电气安全标准，应用于高压电路中安全可靠。再加之其输出无触点、无噪声、无火花、开关速度快、输出电压可根据输出电路的具体情况有多种规格选择，让它的应用普遍且简单方便。它就像工作电路的开关，在输入端收到信号前，SSR处于断开状态，接收到单片机发来的信号后，开关闭合，输出端的电路开始工作。以SSR为例：
固态继电器（SSR)与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的点，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。
工作原理
固体继电器（Solid State Relay SSR)是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的一种新型无触点电子开关器件。它可以实现用微弱的控制信导（几毫安到几十毫安）控制0.1A直至几百A电流负载，进行无触点接通或分断。固体继电器是一种四端器件，两个输入端，两个输出端。输入端接控制信号，输出端与负载、电源串联，SSR实际是一个受控的电力电子开关，其等效电路如图
由于固体继电器具有高稳定、高可靠、无触点及寿命长等优点，广泛应用在电动机调速、正反转控制、调光、家用电器、烘箱烘道加温控温、送变电电网的建设与改造、电力拖动、印染、塑科加工、煤矿、钢铁、化工和军用等方面。
固体继电器与通常的电磁继电器不同；无触点、输入电路与输出电路之间光（电）隔离、由分立元件。半导体微电子电路芯片和电力电子器件组装而成，以阻燃型环氧树脂为原料，采用灌封技术持其封闭在外壳中、使与外界隔离，具有良好的耐压、防腐、防潮抗震动性能。
固体继电器由输入电路、驱动电路和输出电路三部分组成。
这里仅以应用较多的交流过零型固体继电器为例，介绍其工作原理。该电路采用了过零触发技术，具有电压过零时开启，负裁电流过零时关断的特性，在负载上可以得到一个完整的正弦波形，因此电路的射频干扰很小。
该电路由信号输人电路、零电压检测控制电路、工作指示电路、双向晶闸管控制电路和吸收电路几部分组成。采用了光电耦合器GD作为输入电路和输出电路之间的隔离元件，VD是防止Vin正负接反烧坏GD.
电路工作过程：当无输入信号时，GD中的光敏三极管裁止，VT1是交流电压零点检测器，通过R3获得基极电流而饱和导通，将VTH的门极箝在低电位而处于关断状态。当有输入信号时，光敏三极管导通，此时VTH的状态由VT1决定，如此电源电压大于过零电压时，分压器R3、R2的分压点P电压大于VBE1,VT1饱和导通，SCR门极因箝位在低电位而截止，TR的门极因没有触发脉冲而处于关断状态。只有当电源电压小于过零电压，P点电压小于VBE1时G1截止，SCR门极获得触发信号而导通。在TR的门极获得触发脉冲，TR就导通．从而接通负载电源。
当输入信号关断后GD中的光敏三极管截止，G1饱和导通使SCR门极箝位在低电位而关断，但是此时TR仍保持导通状态，负载上仍有电流流过，直到负载电流随VAC减小到小于双向晶闸管T的维持电流后才会自行关断，切断负载电源。
由于触发信号方式不同，AC-SSR还分为过零型触发（Z型）和非过零型或随机型（P型）触发两种，如图为其工作波形图。可见过零型和非过零型之间的区别主要在于负载交流电流导通的条件。过零型在输入信号Vin施加的t1时刻，由于此时电源电压处在非过零区，其输出端不导通，只有当电源电压到达过零区t2时，输出端负载中才有电流流过。而非过零型在输入信号Vin施加的t1时刻，不管电源电压处在什么状态，负载立刻导通。这两种类型的固体继电器关断条件则相同。
参考文献 [1]雷福伟．谈单片机控制强电的简单实用电路
标签：方案,弱电,控制,继电器,单片机,电路,电压,强电 来源： https://blog.csdn.net/weixin_48914900/article/details/117884400