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單片機檢測220V交流電通斷電路

時間：2021-09-18 14:54:56
關鍵字： 單片機    斷電    電路   
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[導讀]推薦一位公眾號號主朋友，主要分享關于嵌入式、單片機、Linux、軟硬件等相關內(nèi)容，很多文章通過結合生活中實際的例子來展開，案例比較形象生動。我們在topemic網(wǎng)站上分享過一篇題為"單片機檢測220V交流電通斷電路"的文章，目前有近萬次閱讀，在這里做個總結分享給沒有讀過該文的公眾...

推薦一位公眾號號主朋友，主要分享關于嵌入式、單片機、Linux、軟硬件等相關內(nèi)容，很多文章通過結合生活中實際的例子來展開，案例比較形象生動。我們在topemic網(wǎng)站上分享過一篇題為"單片機檢測220V交流電通斷電路"的文章，目前有近萬次閱讀，在這里做個總結分享給沒有讀過該文的公眾號朋友。廢話不多說，直接上圖：該電路工作原理如下：
  1. 當220V斷開時，光耦不導通，SIG_IN1為高電平
  2. 當220V導通時，在交流電的正半周期，光耦導通，3和4腳近似短路，SIG_IN1為低電平；在交流電的負半周期，光耦不導通，此時SIG_IN1電壓為多少呢? 注意并不是高電平，原因是電容要充電，需要一定的時間，時間常數(shù)約為t=R30 * C17=100K * 2.2uF=0.22s。而220V交流電頻率為50Hz，周期為0.02s，負半周時間只有0.01s，在這個時間內(nèi)，電容遠遠沒有充滿電，所有對單片機來說還是低電平。這樣就實現(xiàn)了在220V斷開時單片機檢測為高電平，在220V導通時單片機檢測為低電平的邏輯。
附上實際測量的波形：光耦1腳和SIG_IN1波形圖可以看到在220V導通期間，由于C17不斷的充電、放電，電壓是一個較低的值，對單片機IO來說是低電平。針對該電路，有很多網(wǎng)友提出了非常好的問題，在這里把問題和解答也分享給大家。問題1：圖中已經(jīng)有了D5( 1N4007)，反向等于是截止的，那么D8（1N4148）是否多余呢？回答：反向電壓時，理論是截止，完全關斷的，但是實際總會有漏電流，加上D8，可以保證落在光耦反向壓降不大于1N4148導通壓降，防止反向擊穿。問題2：使用PC817的時候，“IN4148的作用是保護光耦不被反向電壓擊穿”，這個IN4148一定需要嗎？？？回答：可以不加。理論上1N4007在加反向電壓時應該馬上截止，但實際上它并不是馬上截止的，而是需要一個很短的時間 (反向恢復時間)，雖然這個時間很短(1-2us), 但在這個時間會有反方向電壓加到光耦輸入端，我沒有測試過會不會造成損壞，但畢竟是隱患?？焖賹ǘO管1N4148可以防止反向電壓引起的損壞。問題3：保留D8，去掉D5是否可以？回答：正常是可以的，但是有D5肯定保險一些。反向電壓會使D8導通，但畢竟需要壓差和時間。有可能會把光耦反向擊穿。問題4：R30,C17可以去掉嗎？不接VCC，直接進MCU？回答：直接進MCU，利用MCU里面的上拉電阻是可以的，如果還是用上面的檢測原理，那么外面加一個電容即可。如果把電容也去掉，需要MCU通過軟件去判斷50Hz的高低電平來判斷220V是否通斷。問題5：2.2uf的貼片電容，在持續(xù)的充放電，一直在不停的充放電，會導致使用壽命很短嗎？回答：充放電不會影響電容壽命。比較常見的是電解電容在高溫下失效。問題6：如果不用PC817，而是用PC814雙向光耦，是否可以？是否能簡化電路？回答：可以，就是成本上會稍高一些。問題7：R33（100K）和R39（100K)分別置于L，N上，跟一個電阻200K至于一個交流線上，這樣有什么好處嗎？在安全距離滿足的情況下，我覺得是一樣的效果，不知，這樣的理解是否正確。回答：2個電阻，每個電阻的功率是1個電阻的一半，電阻選型時就不需要那么大的額定功率了。用兩個100K還有一個好處是，把弱電和強電部分隔離開，安全性增強了。問題8：想請問，電容充滿后，往哪放電，如果把電容放在接入220V之后，光耦之前呢？效果會如何？回答：在交流電的正半周，PC817內(nèi)部的LED發(fā)光，此時充滿電的電容就會通過PC817內(nèi)部的光敏三極管放電。放電電流從PC817的4腳，經(jīng)光敏三極管，流到3腳，也就是地（同時也是電容另一極）。電容放到光耦前面理論上應該也是可以的，但對電容耐壓要求會高好多，成本更高一些。問題9：這個電路可以用于檢測220V直流電的通斷嗎回答：當然是可以的。問題10：你好，我按這個電路連接后，電路中的電流只有零點幾毫安，PC817沒工作呀回答：現(xiàn)在的電流大約0.5mA，不過在我這邊使用的PC817是可以正常工作的。你的沒法工作，那你嘗試減小電阻使其電流工作在20mA左右，具體參考你選用的PC817的芯片手冊。這個電流同時會影響后端C17電容的放電速度。另外要考慮電阻封裝，由于電阻的電壓和功率較大，要保證不超過額定值，防止爆了。end


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