低压直流信号怎么控制交流电高压？

继电器控制

继电器是最常用的低压控制高压的器件之一，继电器的内部结构如下图

继电器的内部结构

D和E是直流电的输入接口，A、B、C是交流电的输出接口。

• 当D和E没有接直流电时，电磁铁是没有磁性的，由于弹簧力作用，B和C是断开的

• 当D和E接上直流电压时，电磁铁产生磁性，把衔铁吸住，B和C就会导通了

其实单片机（微处理器）的控制信号是非常弱的，也是没有办法直接驱动继电器内部的电磁铁工作的，我们还需要设计一个的继电器驱动电路，通过三极管来驱动继电器的通断。

继电器驱动电路

• 当LAMP口为高电平信号时，三极管Q3就会导通，继电器内部的电磁铁就会吸住衔铁，使继电器内部的开关闭合导通。

当然我们设计产品的时候还需要根据负载的功率和类型选用合适的继电器型号。

这样大家应该明白了单片机（微处理器）的微弱信号是怎么通过继电器控制电机、发热管这些交流高压器件工作了吧？使用继电器设计电路比较简单，使用起来也容易。但是继电器内部触点是机械式的开关。天生的缺陷导致没办法实现高速通断控制，也会有一定的寿命限制。

可控硅(Triac)控制

除了继电器可以实现低压控制高压，我们还可以用可控硅(Triac)实现

双向可控硅的内部结构示意图

因为双向可控硅是两个方向都可以导通的，所以我们就不区分为阳极和阴极了，直接命名为T1和T2。当在G极加入正向电压时，就可以触发双向可控硅T1和T2的导通。因为双向可控硅是电子式的导通，不像继电器一样需要触点的机械闭合，所以通和断可以随意控制，灵活性会比继电器高很多。

当然，双向可控硅也不可以直接用单片机（微处理器）直接驱动，我们也需要设计一个驱动电路。因为双向可控硅接的是交流电，为了安全起见我们一般会使用光耦（光电可控硅）进行交流和直流的隔离驱动。

双向可控硅驱动电路

• 当DR为高电平时，Q2导通，U2会触发双向可控硅Q1导通，使马达工作。

通过控制双向可控硅的导通角，还可以实现功率的控制，灯光的亮和暗控制，交流电机的转速控制等等。

我们平常使用的是正弦波形的交流电

交流电正弦波

只要我们想办法控制双向可控压的导通时间，就可以实现功率控制了，比如正半周的时候1/4T~1/2T导通，负半周的时候3/4T~T的时候导通。这样是不是只剩下一半的功率了？

要控制交流电的导通时间，首先要设计一个过零检测电路来判断交流电的零点位置。

过零检测电路

• 交流电到零点时，三极管Q2截止，所以检测到ZERO位置为高电平时就是交流电的零点位置了。得到零点后，我们就可以通过控制双向可控硅的导通时间来实现功率控制了。

光电可控硅直接控制

如果要控制负载功率不大，我们还可以直接用光电可控硅来控制。

光电可控硅驱动

固态继电器控制

固态继电器其实是内置了双向可控硅和驱动电路在内部，做成继电器的样子，使用起来像继电器一样，但却没有继电器的机械触点。

固态继电器内部电路