单片机驱动双向可控硅实现的调光控制器设计详解

本文档主要介绍了如何利用单片机设计一款调光控制器，用于调整白炽灯（纯阻负载）的亮度。该系统的核心思想是通过双向可控硅的控制来实现灯泡亮度的调节，双向可控硅特性使得其在接收到触发信号后会持续导通，直到交流电压过零点自动关闭。调光的实现依赖于控制触发信号的触发角，即在交流电源过零点后的延迟时间，触发角越大，灯泡亮度越低；反之，灯泡亮度越高。 实验要求包括使用单片机控制灯泡的电源通断以及亮度增减，具体硬件设计分为以下几个步骤： 1. I/O通道设计： - 同步信号采集电路：需识别元器件参数并绘制1、3、syn点的信号波形，确保与交流电源同步。 - 可控硅触发电路：同样要确认元器件参数，描绘L1_D和4点的信号变化。 2. 硬件电路部分： - 设计时钟电路和上电复位电路，确保单片机稳定工作。 - 开关量信号控制电路，实现单片机对双向可控硅的精确控制。 - 电位器电压给定及电压采样电路，为亮度调节提供输入。 3. 控制原理总图中，选择了ATMEL公司的AT89C51单片机作为控制核心，其可编程性方便了设计灵活性。双向可控硅作为驱动部分，能连续无触点控制交流负载，具有快速响应、长寿命和高可靠性的优点。负载为白炽灯，其电阻特性使得它适合单片机控制。 4. 软件设计方面，单片机通过检测50Hz的正弦交流同步信号，启动延时程序。延时时间根据用户操作（如按键）进行动态调整，从而实现了灯泡亮度的实时控制。 总结来说，本调光控制器的设计结合了硬件和软件技术，通过单片机精确控制双向可控硅的触发角，实现了对白炽灯亮度的精细调节，既实用又具有一定的技术含量。