随小刘

用单片机控制220V交流电的通断，属于弱电控制强电，在电路设计时，最好做隔离，将强电与弱电隔开，防止强电损坏弱电系统。方法很多，下面列几种方法供大家参考。

继电器使用NPN三极管控制，继电器旁反向并联一个二极管，该二极管属于续流二极管，继电器断开一瞬间，会产生感应电动势，给感应电动势续流，释放电压，防止高压冲击损坏三极管及其它电路。

通过控制单片机I/O口输出高低电平来实现继电器工作与否，当单片机I/O口输出低电平时，三极管Q60截止，继电器不工作，220V交流电输出端断开；当单片机I/O口输出高电平时，三极管Q60导通，继电器工作，220V交流电输出端接通，有电。

▲继电器控制220V交流电通断原理

继电器虽然使用简单，但是本人一般很少使用继电器，因为继电器每次动作都会有声音，产生噪声，所以不喜欢。还有就是继电器有使用次数寿命，电气动作次数一般也就10万次左右，若动作不频繁还可以。若是频繁动作，比如自动控制，也许没过多久就坏了。

（2）使用双向可控硅实现（注意：交流电要使用双向可控硅，不能使用单向可控硅），原理如下图所示，当单片机I/O口输出低电平时，光耦工作，双向可控硅G极有电流，可控硅导通；当单片机I/O口输出高电平时，光耦不工作，可控硅的G极无控制电流，当交流电过零点时，双向可控硅关闭。

▲可控硅控制220V交流电原理

（3）使用MOS管自己设计电路，原理如下图所示，使用两个背靠背的MOS管控制220V交流电的火线，设计使用隔离电源，将单片机电源和MOS管控制极的电源隔离，控制极电源GND1悬浮在交流220V输出电压上。通过单片机IO1和IO2同时控制两个MOS管通断，光耦用于隔离。

这只是一个简单的示意图，功能可以实现，但是要提高可靠性，MOS管外围需要增加一些保护电路，以及通过检测交流电的零点，实现过零开通关断，将开通关断瞬间电流冲击降到最小。还可以自己设计增加硬件限流功能，过流保护、短路保护等功能。

▲MOS管实现220V交流电控制原理

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技术闲聊

单片机控制220V交流电的通断是不能直接控制的，需要一些特殊的元器件进行转换来间接控制，下面我给朋友们谈谈这些控制方法。

第一种就是利用微型继电器的机械触点来控制

我们知道单片机是无法直接控制交流220V的高电压和大电流的，我们必须用“以弱控强、以小控大”的思路来处理。这就会使我自然想到可以用利用三极管这个器件作为一个“桥梁”，用单片机控制三极管，然后用三极管来驱动继电器的线圈。当我们给三极管基极一个高电平的时候，三极管会导通继电器线圈得电会吸合，其常开触点闭合那么交流220V的火线L1与L2就会导通，因此在L2与N之间就会有交流220V的电压出现；当三极管基极给一个低电平时晶体管VT就会截止，那么微型继电器K1的线圈因失电促使常开触头断开切断了火线L1与L2之间的导线，这时L2与N之间就没有交流220V电压了。通过这种控制方式就可以达到控制220V交流电通断电的目的，

为了增大驱动电流使继电器的触点吸合更加牢固，我们可以用两个三极管组成一个复合管（达林顿管），使通过微型继电器K1的电流更大。

还有的为了提高抗干扰能力，在单片机P口上加装了光电耦合器，这样以来继电器吸合和释放时所产生的高次谐波不会对单片机产生干扰，使工作更稳定。

第二种用大功率半导体无触点开关来控制

除了用单片机控制继电器的机械触点吸合与断开外，我们还可以用大功率半导体器件实现无触点的控制交流220V电压的通断。通过这种控制其优点更明显，在开关时避免了电弧的出现，达到了安全可靠的目的。下面我给出两种方案供朋友们参考，一种是通过双向晶闸管来控制其交流电的通断；另一种是通过交流型的固态继电器的导通与截止来控制交流电的通断。

1、用双向可控硅

双向可控硅是将两个单相可控硅反向并联制作在同一硅片上的，它有双向导通的功能，我们在单片机P口上安装一个双向可控硅输出型光电耦合器MOC3041，并在双向可控硅的门极上接一个电阻为了提高抗干扰能力防止误触发。

当然如果我们用单相可控硅只能控制直流电压的通断，这一点在使用时要注意，其控制原理图如下面的电路图所示的那样。

2、用交流型的固态继电器（AC-SSR）

对于控制220V交流的通断其实用交流型的固态继电器（AC-SSR）也是可以实现的，因为这种继电器也是用双向可控硅作为开关器件的，因此可以用于控制交流电路的场合。从输入端来说它的电压范围在4V~33V这样一个宽范围内都可以正常工作，因此单片机完全可以对它进行控制，其控制原理如下图所示的那样。

第三种是用具有单片机的智能化输出模块来控制

另外还可以用智能型的继电器开关模块，其开关模块内部也是用了单片机主控芯片，开关模块内置了双触头开关，可以对交流电进行通断控制。不过这种智能化的开关输出模块有两种操作方式，一种是手动方式，这种方式不需要编写程序；还有一种需要编写程序通过总线与触摸式面板连接，能达到智能化的控制，比如定时开关，一键控制多个输出通道等方式使用比较灵活，在一些智能楼宇中普遍采用。

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电子及工控技术

单片机属于低压直流，220V对于单片机侧来讲就是属于高压交流。具体方式有很多种。

1，使用继电器。继电器控制端是直流，负载端是交流。继电器的直流端一般是5V，12V，24V之类，只要继电器直流供上电，那么交流就导通。这个问题就变成单片机控制直流5C，12V，24V通断。可以用三极管，场效应管做一个开关。当然也可以用光耦。再说一句，光耦是电信号转换成光信号来控制电信号，看到前面说光耦是光信号转换成电信号，可能是跟光敏电阻这种器件搞混淆了。而且单片机控制交流电也不一定费非用光耦不可。只要在低压直流和高压交流之间实现隔离即可。继电器本身就是一个隔离器件，后面再用不用光耦都无所谓。比如交流侧用一个变压器实现隔离也可以，将控制高压交流变成控制低压交流也行。

2，使用双向可控硅。双向可控硅可以用作交流开关。配合一个专用的双向可控硅驱动芯片，电路会比较简单。比如MOC3941之类的。但是双向可控硅和继电器有个很明显的差别，继电器断开的时候就是彻底断开，而双向可控硅关断之后还有一个极低的漏电压。一般情况下没什么问题。

这两种一般是常用方案，一时想不起其他方案，网上随便找了几个电路图，大概类似这种，具体应用需要调一调。

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单片机控制220V交流电通断电需要加入交流通断控制器件

单片机是控制电路的核心部分，可以根据我们编写的程序执行命令；但单片机是低压直流电工作的控制单元，是不可以直接连接220V交流电的，需要加入交流控制器件的协助。

单片机驱动继电器控制220V交流电通断

继电器是最常用的直流控制交流的器件之一，用单片机驱动继电器就可以控制交流电220V交流电的通断电了。不同型号的继电器触点的带负载能力是不一样的，一定要根据实际需要选择合适的继电器

• 单片机的I/O控制三极管的导通和截止，控制继电器的通和断
• 继器电触点闭合时，L与L Out导通，N与N Out导通，L Out 和N Out输出220V交流电
• 继器电触点断开时，L与L Out断开，N与N Out断天，L Out 和N Out停止输出220V交流电

单片机驱动双向可控硅控制220V交流电通断

继电器是机械式的交流电通断控制器件，我们还可以使用电子式的交流通断控制器件双向可控硅

• 通过单片机控制三极管的导通和截止，驱动光耦来实现对双向可控硅的通断控制
  
• 双向可控硅导通时就可以带动负载工作了
• 如果需要同时控制火线(L)和零线（N），则需要两组双向可控硅的驱动控制电路。
  

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电子产品设计方案

用单片机控制继电器，根据实际情况多级控制。再用单片机控制继电器时一定要用光耦，也就是光电耦合电路。

因为单片机是低电压器件，光耦把光信号转换成电信号。高电压那边出现也会也不会伤到单片机。

以上是我个人从事单片机编程以来的经验希望对你有所帮助。谢谢

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单片机是弱电控制器，交流是强电，要想弱电控制强电，可以通过使用可控型的功率开关器件来实现，常用的开关器件有继电器和双向可控硅Triac等。今天跟大家分享一下单片机通过继电器和可控硅来实现交流220V的通断。

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单片机通过继电器来实现交流220V的通断

继电器是最常用的开关型器件，主要由线圈和触点构成。给线圈两端加上合适的电压后，依据电磁效应，线圈会产生磁场从而触点动作。单片机通常通过三极管、MOSFET等作为驱动来控制继电器的线圈。单片机通过NPN三极管控制继电器的通断从而实现交流220V通断的电路图如下所示。

单片机引脚输出高电平时，NPN三极管导通，继电器线圈得电触点吸合，从而实现交流负载得电；当单片机引脚出现低电平时，NPN三极管断开，继电器线圈失电触点复位，从而使交流负载断电。

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单片机通过控制双向可控硅来实现交流220V的通断

可控硅称之为无触点电子开关，其触点是电子式的，没有电弧、噪声小、响应时间快。使用可控硅也可以实现交流220V通断。在设计电路时一般使用可控硅专用光耦来做隔离器件，下图就是单片机控制光耦控制可控硅实现220V通断的电路。

单片机输出高电平时，光耦输出，可控硅导通，实现交流负载得电；单片机输出低电平时，光耦断开，可控硅失去触发信号，在交流220V的负半周期可控硅断开。从而实现了单片机控制220V的通断。

继电器和可控硅都是典型的控制器件，继电器是机械式触点，可控硅是电子式触点，各有优缺点。下图是继电器和可控硅的实物图。

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關鍵字: 单片机 强电 交流