1 第13章 功率接口设计
2 第13章 功率接口设计 13.1 单片机与外围集成数字驱动电路的接口 13.2 单片机与光电耦合器的接口 13.2.1. 晶体管输出型光电耦合器驱动接口 13.2.2. 晶闸管输出型光电耦合器驱动接口 13.3 单片机与继电器的接口 13.3.1 单片机与直流电磁式继电器功率接口 13.3.2 单片机与交流电磁式接触器的接口 13.4 单片机与晶闸管的接口 13.4.1 单向晶闸管 13.4.2 双向晶闸管 13.4.3 光耦合双向可控硅驱动器
3 13.5 单片机与集成功率电子开关输出接口 13.5.1 集成功率电子开关TWH8751简介 13.5.2 集成功率电子开关TWH8751的典型应用 13.6 单片机与固态继电器的接口 13.6.1 固态继电器的特性与分类 13.6.2 固态继电器的应用 13.7 低压开关量信号输出技术
4 内容概要 在应用系统设计中，有时需用单片机控制各种各样的高压、 大电流负载，如电动机、电磁铁、继电器、灯泡等，显然不能 直接用单片机的I/O线来驱动，单片机必须通过各种驱动电路和 开关电路来驱动。此外，为了使单片机与强电隔离和抗干扰， 有时需加接光电耦合器。我们称上述各类接口为单片机的功率 接口。本章将介绍单片机功率接口用到的各种器件以及功率接 口设计
5 13.1 单片机与外围集成数字驱动电路的接口 在工业生产现场，有不少被控对象是电磁继电器、电磁开关 或可控硅、固态继电器和功率电子开关，其控制信号都是开 关电平量。由于AT89S52片内的I/O口驱动能力有限，需要 经过外围集成数字驱动电路来驱动。 表13-1给出了常用的外围集成数字驱动电路的参数。这些驱 动电路只要加接合适的限流电阻和偏置电阻，即可直接由 TTL、MOS以及CMOS电路来驱动。当它们用于驱动感性负
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7 载时，必须加接限流电阻或箝位二极管。此外，有些驱动器 内部还设有逻辑门电路，可以完成与、与非、或以及或非 的逻辑功能。下面举例说明外围集成数字驱动电路的应用。 【例13-1】慢开启的白炽灯驱动电路 图13-1为慢开启白炽灯驱动电路，白炽灯的延时开启时间长 短取决于时间常数RC。此电路能直接驱动工作电压小于 30V、额定电流小于500mA的任何灯泡。注意：在设计此 电路的印刷电路板时，驱动器要加装散热板，以便散热。 SN75401芯片性能参数见表13-1
8 图13-1 慢开启白炽灯驱动电路
9 【例13-2】大功率音频振荡器 图13-2给出的电路能直接驱动一个大功率的扬声器，可用 于报警系统，改变电路中的电阻或电容的值便能改变电路的 振荡频率。电路中的两个齐纳二极管IN751A用于输入端的保 护。SN75447芯片性能参数请见表13-1。 【例13-3】驱动大电流负载 单片机驱动大电流负的电路如图13-3所示。ULN2068芯片 具有四个大电流达林顿开关，能驱动电流高达1.5A的负载。 由于ULN2068在25℃时功耗达2075mW，因而使用时一定要 加散热板。ULN2068芯片性能参数请见表13-1。 9
10 图13-2 大功率音频振荡器