【文章內(nèi)容簡介】 兩者缺一不可 從導(dǎo)通到關(guān)斷 陽極電位低于陰極電位；陽極電流小于維持電流 任一條件即可 表 2） 基本伏安特性 可控硅的基本伏安特性見圖 圖 可控硅基本伏安特性 反向特性 當(dāng)控制極開路，陽極加上反向電壓時(shí)（見圖 ）， J2 結(jié)正偏，但 J J2 結(jié)反偏。此時(shí)只能流過很小的反向飽和電流，當(dāng)電壓進(jìn)一步提高到 J1 結(jié)的雪崩擊穿電壓后，接差 J3 結(jié)也擊穿，電流迅速增加， 圖 的特性開始彎曲，如特性O(shè)R 段所示，彎曲處的電壓 URO 叫 “反向轉(zhuǎn)折電壓 ”。此時(shí)，可控硅會(huì)發(fā)生永久性反向擊穿。 圖 陽極加反向電壓 11 正向特性 當(dāng)控制極開路，陽極上加上正向電壓時(shí)（見圖 ）， J J3 結(jié)正偏，但 J2結(jié)反偏，這與普通 PN 結(jié)的反向特性相似，也只能流過很小電流，這叫正向阻斷狀態(tài)，當(dāng)電壓增加，圖 3 的特性發(fā)生了 彎曲，如特性 OA 段所示，彎曲處的是UBO 叫：正向轉(zhuǎn)折電壓 圖 陽極加正向電壓 由于電壓升高到 J2 結(jié)的雪崩擊穿電壓后， J2 結(jié)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)，在結(jié)區(qū)產(chǎn)生大量的電子和空穴，電子時(shí)入 N1 區(qū)，空穴時(shí)入 P2 區(qū)。進(jìn)入 N1 區(qū)的電子與由 P1 區(qū)通過 J1 結(jié)注入 N1 區(qū)的空穴復(fù)合，同樣，進(jìn)入 P2 區(qū)的空穴與由 N2 區(qū)通過 J3 結(jié)注入 P2 區(qū)的電子復(fù)合，雪崩擊 穿，進(jìn)入 N1 區(qū)的電子與進(jìn)入 P2 區(qū)的空穴各自不能全部復(fù)合掉，這樣，在 N1 區(qū)就有電子積累，在 P2 區(qū)就有空穴積累，結(jié)果使 P2 區(qū)的電位升高， N1 區(qū)的電位下降， J2 結(jié)變成正偏，只要電流稍增加，電壓便迅速下降，出現(xiàn)所謂負(fù)阻特性，見圖 的虛線 AB 段。 這時(shí) J J J3 三個(gè)結(jié)均處于正偏，可控硅便進(jìn)入正向?qū)щ姞顟B(tài) 通態(tài)，此時(shí)，它的特性與普通的 PN 結(jié)正向特性相似，見圖 中的 BC 段 3） 觸發(fā)導(dǎo)通 在控制極 G 上加入正向電壓時(shí)（見圖 ）因 J3 正偏， P2 區(qū)的空穴時(shí)入N2 區(qū)， N2 區(qū)的電子進(jìn)入 P2 區(qū)，形成觸發(fā) 電流 IGT。在可控硅的內(nèi)部正反饋?zhàn)饔茫ㄒ妶D ）的基礎(chǔ)上，加上 IGT 的作用，使可控硅提前導(dǎo)通，導(dǎo)致圖 3 的伏安特性 OA 段左移， IGT 越大，特性左移越快。 圖 陽極和控制極均加正向電壓 如何鑒別可控硅的三個(gè)極 12 鑒別可控硅三個(gè)極的方法很簡單，根據(jù) PN 結(jié)的原理，只要用萬用表測量一下三個(gè)極之間的電阻值就可以。 陽極與陰極之間的正向 和反向電阻在幾百千歐以上，陽極和控制極之間的正向和反向電阻在幾百千歐以上（它們之間有兩個(gè) PN 結(jié)，而且方向相反，因此陽極和控制極正反向都不通）。 控制極與陰極之間是一個(gè) PN 結(jié)，因此它的正向電阻大約在幾歐 幾百歐的范圍，反向電阻比正向電阻要大?？墒强刂茦O二極管特性是不太理想的，反向不是完全呈阻斷狀態(tài)的，可以有比較大的電流通過，因此，有時(shí)測得控制極反向電阻比較小，并不能說明控制極特性不好。另外，在測量控制極正反向電阻時(shí)，萬用表應(yīng)放在 R*10 或 R*1 擋，防止電壓過高控制極反向擊穿。 若測得元件陰陽極正反向已短路 ，或陽極與控制極短路，或控制極與陰極反向短路，或控制極與陰極斷路，說明元件已損壞。 紅外發(fā)光 /接 收 二極管 紅外發(fā)光二極管實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940nm 左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高 的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。 紅外遙控常用的載波頻率為 38kHz，這是由發(fā)射端所使用的 455kHz 晶振來決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)一般取 12，所以455kHz247。12≈ kHz≈38kHz 。也有一些遙控系統(tǒng)采用 36kHz、 40kHz、 56kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。 常用的紅外發(fā)光二極管（如 SE303PH303 ），其外形和發(fā)光二極管 LED 相似，發(fā)出紅外光（近紅外線約 ）。管壓降約 ，工作電流一般小于 20mA。為了適應(yīng)不同的工作 電壓，回路中常串有限流電阻。 紅外線發(fā)射與接收的方式有兩種，其一是直射式，其二是反射式。直射式指發(fā)光管和接收管相對(duì)安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離；反射式指發(fā)光管和接收管并列一起，平時(shí)接收管始終無光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光遇到反射物時(shí)，接收管收到反射回來的紅外線才工作。 13 雙管紅外發(fā)射電路，可提高發(fā)射功率，增加紅外發(fā)射的作用距離。 2． 1． 6 其它電路設(shè)計(jì)方案介紹 作者通過收集資料和設(shè)計(jì)有了兩套不同設(shè)計(jì)方案。這些方案都有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)，下面就簡要的介紹一下其中的另外一套設(shè)計(jì)方案： 采用 PT2248 和 PT2249 編碼解碼芯片組成的電路 本電路可遙控白熾 燈 的亮度和開關(guān)，它能夠同時(shí)控制四個(gè)接受器，可用于家庭的照明燈具的遙控控制。 有以下特點(diǎn)： （ 1） 可以通過手動(dòng)或遙控器來控制電燈的開 /關(guān)與調(diào)光。 （ 2） 用一個(gè)遙控器可遙控室內(nèi)不同安裝位置的四個(gè)接收器。 （ 3） 每路接收器獨(dú)立控制電燈，輸出功率可達(dá) 700W。 （ 4） 具有亮度記憶功能，每次開燈，電燈都保持前一次關(guān)燈時(shí)的亮度。 （ 5） 可以直接代替普通開關(guān)而不必更改室內(nèi)布線，使用非常方便。 電路組成 本電路由紅外線編碼發(fā)射、接 收和調(diào)光控制電路組成，電路原理如圖 和圖 所示 圖 紅外編碼發(fā)射電路 14 圖 接收調(diào)光控制電路 15 電路工作原理 （ 1） 遙控發(fā)射電路 遙控發(fā)射電路見圖 。它由通用紅外編碼遙控發(fā)射集成電路 PT2248 組成。其振蕩端已內(nèi)附 500K 電阻，只需外接陶瓷濾波器或 LC 串聯(lián)諧振電路便能產(chǎn)生振蕩使電路工作，圖１中 X1 為 455KHZ 陶瓷濾波器。 PT2248 的 46 腳、 1012腳構(gòu)成鍵盤矩陣，本遙控開關(guān)只用了其中的四個(gè) 鍵，并標(biāo)有數(shù)字 4，分別控制四只接收器。控制信號(hào)由腳輸出，經(jīng) Q Q1 放大后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射二極管 D1 向外發(fā)射遙控信號(hào)。 （ 2） 遙控接收電路 遙控接收電路見圖 。 IC3及 Q1組成紅外接收及前置放大電路， IC3選用通用紅外接收頭 HS0038，它在電路中起接收紅外信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、濾除 38HZ載頻等作用。 IC1為通用紅外接收解碼集成電路 PT2249。應(yīng)用時(shí)，只需在其振蕩輸入腳外接并聯(lián)的 RC，即可產(chǎn)生振蕩使電路工作。由 IC3輸出的紅外遙控信號(hào)經(jīng)三極管 Q1放大后輸入到 IC1的輸入端 腳， IC1內(nèi)部電路先對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)、用戶碼檢驗(yàn)、出錯(cuò)檢驗(yàn)等。經(jīng)檢查正確后，相應(yīng)的輸出端變?yōu)楦唠娖健C1的 15腳為信號(hào)輸出端，本電路只用了其中的四個(gè)輸出端，并標(biāo)有數(shù)字 4，分別用波段開關(guān) K1進(jìn)行轉(zhuǎn)換。只有當(dāng)遙控發(fā)射器按鍵的數(shù)字和遙控接收器波段開關(guān)的數(shù)字相同時(shí)，遙控信號(hào)才對(duì)調(diào)光電路起作用。 IC2為專用調(diào)光集成電路 CS7232。由 IC1輸出的信號(hào)經(jīng)波段開關(guān) K1，二極管D4輸入到 IC2的高電平信號(hào)輸入端腳，用以控制其輸出端腳的觸發(fā)脈沖信號(hào)，經(jīng)二極管 D5控制雙向可控硅 SCR1的導(dǎo) 通角及開 /關(guān)。當(dāng)遙控發(fā)射器送來的指令信號(hào)時(shí)間小于 ， IC2控制 SCR1實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能，而當(dāng)遙控發(fā)射器送來的指令信號(hào)時(shí)間大于 ， IC2控制 SCR1實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能，即燈光由亮到暗，再由暗到亮作循環(huán)式調(diào)光，循環(huán)一周的時(shí)間約為 8秒，當(dāng)調(diào)到滿意的亮度時(shí)松開按鍵即可。圖 2中 R7為 IC2的腳提供同步信號(hào)。 C7濾除尖脈沖干擾。 C2為 PLL濾波電容。 D5為雙向可控硅 SCR1提供觸發(fā)信號(hào)。 K2為手動(dòng)控制開關(guān)，其控制作用與遙控發(fā)射器按鍵的控制作用相同。 C R D D C5構(gòu)成電容降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電 路。 D R8構(gòu)成電源指示電路，當(dāng)遙控開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)， D6點(diǎn)亮，接通時(shí) D6熄滅。 本遙控開關(guān)適合用來改裝家庭、辦公室、賓館、酒店等場所的燈光設(shè)備。筆 16 者將廳房里的吊燈改用此遙控開關(guān)控制，效果很好。 （ 3） 芯片介紹 PT2248 是一種紅外線遙控發(fā)送芯片，利用 CMOS 的工藝設(shè)計(jì)。 PT2248 內(nèi)部是 CMOS 電路，所以它具有下列幾種優(yōu)點(diǎn)：低功率消耗、寬量程的操作，低電壓操作 (Vcc=～ )，外部的電路結(jié)構(gòu)簡單。 PT2249A 是一種紅外線遙控接受芯片，利用 CMOS 工藝設(shè)計(jì)，因此也具有低功率消耗及 非常高抗干擾能力，而且只需很簡單的外部電路就可以控制 PT2249A。PT2249A 共 16 支引腳和能夠一次接收控制 10 個(gè) PT2248 傳送過來的點(diǎn)信號(hào)。 另外 PT2249A 還有反相／非反相輸入信號(hào)的信息功能，可根據(jù)電路的不同設(shè)計(jì)來調(diào)配。 3 安裝與測試 3． 1 安裝制作 清理元器件，重點(diǎn)辯別認(rèn)清電阻器阻值及相應(yīng)代號(hào)，對(duì)電阻、電容、發(fā)光二極管、三極管、電源變壓器等要用萬用表一一檢測。 安裝時(shí)，電阻器、整流二極管采用臥式插裝，并近貼電路板；瓷介電容器、電解電容器、三極管等采用立式插裝，也要 近貼電路板。發(fā)光二極管安裝時(shí)可不講極性，因?yàn)槠涔╇婋娐窞榻涣麟娫?，其余有極性元件：如電解電容器、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、三極管、集成電路等必須按正確的極性插裝，否則電路不會(huì)正常工作。 紅外線發(fā)射管和接收頭 H 焊接時(shí)注意極性，焊接時(shí)間不宜過長。 焊完元器件后，在覆銅面剪掉多余元器件的引線 ,工具最好用斜口鉗，可防止因剪線而使覆銅皮損壞。 焊接完后，請(qǐng)認(rèn)真對(duì)照電路原理圖、安裝圖檢查電路板上有無漏焊、錯(cuò)焊、短路、斷路等錯(cuò)誤現(xiàn)象，確認(rèn)無誤后才能通電。 3． 2 調(diào)試與檢測安全 調(diào)試與檢測 過程中，要接觸各種電路和儀器設(shè)備，特別是各種電源及高壓電路，高壓大容量電容器等，為保護(hù)檢測人員安全，防止測試設(shè)備和檢測線路的損壞，除嚴(yán)格遵守一般安全規(guī)程外，還必須注意調(diào)試和檢測工作中制定的安全措施。 17 供電安全： 大部分故障檢測過程中都必須加電，所以調(diào)試檢測過的設(shè)備儀器，最終都要加電檢驗(yàn)。抓住供電安全就抓住了安全的關(guān)鍵。 （ 1） 調(diào)試檢測場所應(yīng)有漏電變化開關(guān)和過載保護(hù)裝置，電源開關(guān)，電源線及插頭插座必須符合安全用電要求， 任何帶電導(dǎo)體不得裸露。檢測場所的總電源開關(guān)，應(yīng)放在明顯且易于操作的 位置，并設(shè)置相應(yīng)的指示燈。 （ 2） 注意交流調(diào)壓器的接法。檢測中往往使用交流調(diào)壓器進(jìn)行加載和調(diào)整試驗(yàn)。由于普通調(diào)壓器輸入與輸出端不隔離，必須正確區(qū)分相線與零線的接法，如圖一中使用二線插頭座，容易接錯(cuò)線，使用三線插頭座則不會(huì)接錯(cuò)。 （ 3） 在調(diào)試檢測場所最好裝備隔離變壓器，一方面可以保證檢測人員操作安全，另一方面防止檢測設(shè)備故障與電網(wǎng)之間相互影響。隔離變壓器之后，再接調(diào)壓器，則無論如何接線均可保證安全。 測量儀器安全 ： （ 1） 所用測試儀器要定期檢查，儀器外殼及可接觸部分不應(yīng)帶電。 凡金屬外殼儀器， 必須使用三線插頭座，并保證外殼良好接地。電源線一般不超過2 米，并具有雙重絕緣。 （ 2） 測試儀器通電時(shí)若保險(xiǎn)絲燒斷，應(yīng)更換同規(guī)格熔絲管后再通電，若第二次再燒斷則必須停機(jī)檢查。 （ 3） 帶有風(fēng)扇的儀器如通電后風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或有故障，應(yīng)停機(jī)檢查。 （ 4） 功耗較大的儀器 (＞ 500W)斷電后應(yīng)冷卻一段時(shí)間再通電（一般 3～10 分鐘，功耗越大時(shí)間越長），避免燒斷保險(xiǎn)絲或儀器零件。 幾個(gè)必須記住的安全操作觀念： （ 1） 不通電不等于不帶電。對(duì)大容量高壓電容只有進(jìn)行放電操作后才可以認(rèn)為 不帶電。 （ 2） 斷開電源開關(guān)不等于斷開電源。可能相關(guān)部分仍然帶電，只有拔下電源插頭才可認(rèn)為是真正斷開電源。 （ 3） 電氣設(shè)備和材料安全工作的壽命有限。無論最簡單的電氣材料，如導(dǎo)線、插頭插座，還是復(fù)雜的電子儀器，由于材料本身老化變質(zhì)及自然腐蝕等因素，安全工作的壽命是有限的，決不可無限制使用。各種電氣材料、零部件、設(shè)備儀器安全工作的壽命不等，但一般情況下， 10 年以上的零部件和設(shè)備就應(yīng)該 18 考慮檢測更換，特別是與安全關(guān)系密切的部位。 紅外 線 遙感發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接 收兩大部分組成，系統(tǒng)采用編 /解碼 專用集成電路和單片機(jī)芯片來進(jìn)行控制操作。發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電路由如下的幾個(gè)基本模塊組成：直流穩(wěn)壓電源，紅外發(fā)射電路。 系統(tǒng)框圖如圖所示。 、紅外 線 發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 1 、 主要芯片 —— 單片機(jī) 89C2051 介紹 同一般微處理器的 80C51 的控制器也由指令寄存器 IR 。指令譯碼器 ID 。 定時(shí)及控制邏輯電路和程序計(jì)數(shù)器 PC 等組成。 程序計(jì)數(shù)器 PC 是一個(gè) 16 為的計(jì)數(shù)器（注： PC 不屬于特殊功能