可控硅光电耦合器电路分析
一、光电耦合器的种类较多，但在彩电电路中，常见的有4种结构，主要用于开关电源的稳压及保护电路中和AV转换电路中。
1．第一类，为发光二极管与光电晶体管封装的光电耦合器，结构为双列直插4引脚塑封，内电路见表一，主要用于开关电源电路中。
2．第二类，为发光二极管与光电晶体管封装的光电耦台器，主要区别是引脚结构不同，结构为双列直插6引脚塑封，和第一类可以互换，但需调换其引脚。内电路见表一，主要用于开关电源电路中。
3．第三类，为发光二极管与光电晶体管(附基极端子)封装的光电耦合器，结构为双列直插6引脚塑封，内电路见表一，主要用于AV转换音频电路中。
4．第四类，为发光二极管与光电二极管加晶体管(附基极端子)封装的光电耦合器，结构为双列直插8引脚塑封，内电路见表一，主要用于AV转换视频电路中。
二、光电耦合器的检测方法(不在路时)
1．电阻检测法(见附表二)
2．加电检测法，在光电耦合器的初级，即第1～3类的①～②脚间或第4类的②～③脚间加上+5V电压，电源电流限制在35mA左右，可在+5V电源正极串一只150Ω1／2W的限流电阻加上电源后，用R×1k挡测次级正向电阻，即第一类的③～④脚间，第2～3类的④～⑤脚间，第4类的⑦～⑧脚间的正向电阻，一般在30Ω～100Ω之间为正常，偏差太大则为损坏，需更换。测量上述引脚间的反向电阻为无穷大，如偏小则为漏电或击穿损坏，需更换。用电阻法检测比较方便，但个别情况有可能出现误判断，用加电检测法略显麻烦，但测试结果准确可靠，不会出现误判断。
三、光电耦合器的代换
本类间所有型号均可直接互换。第一类与第二类可以代换，但需对应其相同引脚功能接入。原则上第三类可以代换第1～2类，选择功能相同引脚接入即可，无用引脚可不接入电路。但第1～2类不可以代换第3类。
如用Pc817代换TLP632时，Pc817的①②脚对应接入TLP632的①②脚位置；Pc817的③脚对应接入TLP632的④脚位置；Pc817的④脚对应接入TLP632的⑤脚位置即可。如用4N35代换TLP632时，可直接接入原TLP632的位置，4N35的 ⑥脚不接电路。
光电耦合器代换型号
1、可直接代换：TLP621、TLP521、TLP321、TLP124、TLP121、PC817、PC713、PC617、ON3111、ON3131
2、可直接代换：TLP332、TLP532、TLP632、TLP634、TLP732、CNX82A、FX0012CE
3、可直接代换：TLP321-2、TLP521-2、TLP621-2、TLP624-2
4、可直接代换：TLP332、CNX82A、TLP632、FX0012CE、TLP634、TLP532、TLP732
MOC3041 15mA
MOC3042 10mA
MOC3043 5mA
MOC3061的内部结构及管脚排列见图1，它采用双列直插6脚封装。主要性能参数：可靠触发电流Ift5-15mA；保持Ih 100μA；超阻断电压600V；重复冲击电流峰值1A；关断状态额定电压上升率dV/dt 100V/μs。 MOC3061的管脚排列如下：1、2脚为输入端；4、6为输出端；3、5脚悬空，详见图1。
MOC3061的应用
晶闸管的触发方式有移相触发和过零触发两种。常用的触发电路与主回路之间由于有电的联系，易受电网电压的波动和电源波形畸变的影响，为解决同步问题，往往又使电路较为复杂。MOTOROLA公司生产的MOC3021-3081器件可以很好地解决这些问题。该器件用于触发晶闸管，具有价格低廉、触发电路简单可靠的特点。下面以MOC3061（过零触发双硅输出光耦）为例介绍其工作原理和应用。
一、内部结构及主要性能参数
MOC3061的内部结构及管脚排列见图1，它采用双列直插6脚封装。主要性能参数：可靠触发电流Ift5-15mA；保持Ih 100μA；超阻断电压600V；重复冲击电流峰值1A；关断状态额定电压上升率dV/dt 100V/μs。 MOC3061的管脚排列如下：1、2脚为输入端；4、6为输出端；3、5脚悬空，详见图1。
图2、图3分别为MOC3061用于触发双向晶闸管和反并联单向晶闸管的基本电路。
二、应用电路
图4是一个可简单编程的四路彩灯控制电路。电路中采用一块时基电路产生一脉冲，74LS194产生移位循环，对它的简单编程是通过控制P0、P1、P2、P3的电平高低来实现的。采用MOC3061触发晶闸管，强、弱的电之间在电气上完全隔离，且可以直接可靠地触发50A或更大的功率的晶闸管。
是一个采用MOC3061过零触发晶闸管构成的炉温控制系统。一般调节炉温的方法都采用移相触发晶闸管，控制晶闸管的导通角来控制输出功率。触发电路要求一定幅值且相位能改变的脉冲，而且还需要解决与主回路电压同步的问题，使电路较复杂；采用移相触发晶闸管调压装置，在晶闸管导通瞬间会产生高次谐波干扰，造成电网电压波形畸变，影响其他用电设备和通讯系统的正常工作。本例中的电路采用过零触发晶闸管导通与关断的时间比值来调节送给电炉的功率。该电路由锯齿波发生器，电压控制占空比调节电路和光电隔离过零触发电路组成。
图中恒流充电电容器C4及单结晶体管VT11组成锯齿波发生器，以单运放IC4作比较器，将来自手动设定器或控温仪表的0-8V（可由0-10mA转换而来）控制信号与锯齿波电压比较。在西那电压高于锯齿波电压时，IC4输出为低电平，驱动MOC3061（三相触发时为3个输入端串联）的输入LED工作。 三相电压按A、B、C相序，则线UAB、UBC、UCA、每隔60°顺序过零。当LED电流作用时，在三相中线电压先过零的任意两相将同时触发导通（如UAB先过零，则A、B相先触发导通）。第三相（C相）将在与其相序最近的A相电压等于其相电压（UCA=0）时导通。这就保证了无论负载是星形接法还是三角形接法，都是零电流出发导通。当LED电流为零时，三相中的任意之间的电流降到保持电流以下时，这两相将截止，剩下的一相也将在同一时刻截止。
MOC3041输出端的额定电压400V，最大重复浪涌电流为1A，最大电压上升率dv/dt为1000V/us以上，一般可达2000V/us，输入输出隔离电压大于7500V。输入控制电流为15mA。在使用可控硅的控制电路中,常常要求可控硅在电源电压为零或刚过零时触发可控硅,减少可控硅导通时对电源的影响,这种触发方式称为过零触发。过零触发需要过零检测电路，MOC3041内部就含有过零检测电路。当输入端1，2两脚输入15mA的电流，在MOC3041的输出端6脚和4脚之间的电压稍过零时，内部双向晶闸管导通，触发外部双向可控硅BTA12导通。当输入端1，2两脚输入的电流为零时，内部双向晶闸管关断。MOC3041在输出关断的情况下，也有小于或等于500uA的电流加入R8可以消除这个电流对外部可控硅的影响。R7是MOC3041的限流电阻，用于限制流经MOC3041输出端的电流最大值不超过1A。MOC3041过零检测的电压值为20V，所以限流电阻取稍大于20Ω。当负载因素小于0.5时，R7取最大值。最大值由下式计算：[Page]
取300Ω。在其他情况下可以取27～330Ω。
利用图６的内部电路，读者完全可以自制ＳＳＲ，并把他应用到控制电路中，如图７可控制交流（２２０Ｖ）电源的插座电路。图中的光耦合器ＭＯＣ３０４１为ＢＣＲ提供交流过流触发信号。一般ＭＯＣ３０４１的输入控制电流约２０ｍＡ，所以当控制信号为５Ｖ时，其限流电阻取２７０Ω。图中的Ｒ２是控制ＢＣＲ门极（Ｇ）触发电流的，该值应随使用ＢＣＲ型号而调整的，一般６Ａ／７００Ｖ的ＢＣＲ，其Ｇ极所需的触发电流约１０ｍＡ，即可可靠触发ＢＣＲ工作。图中的Ｚ为交流电源插座。当图７中的控制信号输出５Ｖ电平时，ＢＣＲ导通，Ｚ上即有２２０Ｖ的电压输出，反之，Ｚ无输出电压。
６． 抑制ＲＦ干扰的辅助电路 当电路中使用了可控硅作多种控制电路时，一般应附加抑制ＲＦ干扰的辅助电路，尤其是使用了双向可控硅的电路。一般抑制ＲＦ干扰的电路是加在交流电源的输入端，如图８所示。电路中的电感Ｌ１、Ｌ２和电容器Ｃ１的值已在图中标注。
1、单、双向可控硅的判别：先任测两个极，若正、反测指针均不动（R×1挡），可能是A、K或G、A极（对单向可控硅）也可能是T2、T1或T2、G极（对双向可控硅）。若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R×1或R×10挡复测，其中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为G极，黑笔所接为T1极，余下是T2极。
2、性能的差别：将旋钮拨至R×1挡，对于1~6A单向可控硅，红笔接K极，黑笔同时接通G、A极，在保持黑笔不脱离A极状态下断开G极，指针应指示几十欧至一百欧，此时可控硅已被触发，且触发电压低（或触发电流小）。然后瞬时断开A极再接通，指针应退回∞位置，则表明可控硅良好。
对于1~6A双向可控硅，红笔接T1极，黑笔同时接G、T2极，在保证黑笔不脱离T2极的前提下断开G极，指针应指示为几十至一百多欧（视可控硅电流大小、厂家不同而异）。然后将两笔对调，重复上述步骤测一次，指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧，则表明可控硅良好，且触发电压（或电流）小。若保持接通A极或T2极时断开G极，指针立即退回∞位置，则说明可控硅触发电流太大或损坏。可按图2方法进一步测量，对于单向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K灯仍不息灭，否则说明可控硅损坏。
对于双向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K，灯应不息灭。然后将电池反接，重复上述步骤，均应是同一结果，才说明是好的。否则说明该器件已损坏.