如何用單片機控製220V交流電的通斷？首先來說，220V交流電的負載是多大，是感性負載負載還是阻性負載，正常輸出功率是多大等這些都要考慮進去。

對阻性負載和感性負載的控製

1、對於(yu) 阻性負載

比如普通的燈泡，一般是30到40W左右，如果用220V交流電來控製通斷，簡單點的就用一個(ge) 雙向可控矽直接控製，BT137電流達到7A，耐壓值600V，驅動燈泡足夠了

 

也可以加一個(ge) 光耦：

 

2、對於(yu) 感性負載

比如電動機，因為(wei) 它的內(nei) 部有線圈，100W的電動機在啟動的時候可能達到1000W，因此這類電器電路就要加多一個(ge) 阻容吸收電路 ，必要時候同時加一個(ge) 壓敏電阻 ，可以使10D471，根據實際間距選擇合適的壓敏電阻，因為(wei) 瞬導通時候電壓很高，這樣就有起到過壓保護，以防一通電或者關(guan) 斷時候產(chan) 生感應電動勢產(chan) 生的電壓把可控矽擊穿，有時候還會(hui) 串聯一個(ge) 電感。

 

如何用單片機控製220V交流電的通斷？

使用單片機控製220V交流電的通斷，方法非常多。使用繼電器是最方便的，但是繼電器通斷會(hui) 有聲音，很不好，而且繼電器有次數限製，容易壞。下麵提供幾種方法，供大家參考：

（1）使用雙向可控矽。 注意是交流電，使用雙向可控矽而不是單向可控矽。

 

這種情況比較簡單，但是電路可靠性不高，220V和單片機電源必須共地，電路故障很容易高壓燒毀低壓端的單片機。低壓控製高壓，最好做隔離，上圖為(wei) 使用光耦隔離的控製方式，也可以使用其它物理隔離芯片。

（2）使用三極管、MOS管的控製方式

 

上圖是使用MOS管作開關(guan) 的電路原理圖，因為(wei) 是交流電，使用兩(liang) 個(ge) N溝道的MOS管背靠背連接，該圖隻是一部分示意圖，真正的電路還有很多關(guan) 鍵技術，比如采樣交流電的極性、判斷零點，實現過零開通、斷開，以減少對設備的損耗。以及過流、短路保護，區分容性負載上電瞬間的波形與(yu) 過流、短路波形的區別，防止誤保護。使用三極管的原理也是類似的。

220V交流過零檢測

需要說明的是，這裏的過零檢測指的是在交流回路的中的過零檢測，對於(yu) 我們(men) 最常接觸的交流電就是我們(men) 使用的220V的市電了。

1、什麽(me) 是過零檢測

在交流回路中，電壓隨時間的變化是正弦波，當波形由正半周向負半周轉換或者由負半周向正半周轉換時，經過x坐標的點就是過零點。所謂 過零檢測，就是對過零點進行檢測，判斷交流電是否到達這個(ge) 點 ，如下圖所示：

 

1.1 為(wei) 何需要過零檢測

為(wei) 什麽(me) 需要過零檢測，簡單來說就是：為(wei) 了讓使用交流電的係統更加安全穩定，同時方便對係統進行控製。

我們(men) 知道交流電的電壓是在一直變化的，如果我們(men) 的用電係統開關(guan) 的時候都處於(yu) 電壓高點，那麽(me) 這個(ge) 時候的電流也會(hui) 對應的比較大，忽然間打開關(guan) 短對係統會(hui) 造成一定的 “衝(chong) 擊”，有時候也會(hui) 產(chan) 生一些電弧火花，就是所謂的浪湧，這樣存在安全隱患，在一些帶大功率負載的交流回路中，風險會(hui) 更大。如果我們(men) 係統能夠知道每次過零點的時間，在這個(ge) 時候去進行開關(guan) 控製，那麽(me) 可以使得係統安全穩定。另外，我們(men) 通過檢測交流電信號的過零點，可以實現交流電電子設備的開關(guan) 控製、電流采樣和保護功能，在調光開關(guan) /調光器、電機調速產(chan) 品中，可從(cong) 零點開始控製交流電導通角的大小，實現調光燈具亮度、電機速度的調節。

2、如何做過零檢測

首先要明白，我們(men) 做過零檢測，最直觀的是檢測什麽(me) ？ 實際上就是電壓。電壓變成0的時候，就是零點。如何檢測，我這裏直接先告訴大家，從(cong) 結果來看，最常見的過零檢測電路有如下兩(liang) 種方式：

第一種，過零點時候電路末端會(hui) 輸出脈衝(chong) ，如下圖：

 

第二種，過零點的時候，電路末端電平會(hui) 發生變化，如下圖：

 

當然 ，直接ADC采樣也是一種方式，但是相對前麵這兩(liang) 種用得不多。

大家看了上麵的兩(liang) 種結果，是不是若有所思，回顧一下我們(men) 所學過的電路知識，能夠實現上麵這種檢測電壓變化的很多器件，比如我們(men) 的三極管，MOS管，比較器/運放，光耦，是不是感覺都可以搭建方案。

2.1 光耦

說到光耦之於(yu) 220V交流的應用，《單片機檢測信號通斷通用電路（3.3V/5V直流信號，24V+直流信號，220V交流信號）》分享過一個(ge) 電路：

 

當時的需求隻是需要檢測是否有220V交流電信號存在，使用了雙向光耦，其中右邊輸出的地方特意加了一個(ge) 2.2uF的電容防止過零點時候電壓突變。我們(men) 稍微變通一下，電路變成如下，是不是理論上就能夠產(chan) 生下圖所示的輸出:

 

當然，如果我們(men) 做一下整流，也可以使得輸出脈衝(chong) 信號，如下圖：

 

2.2 比較器/運放

對於(yu) 比較器以及後麵的三極管而言，我們(men) 一般來說需要先降壓，然後進行處理，是比較妥當的一種方式，比如下麵圖的示例：

 

上麵的設計是脈衝(chong) ，通過R22， R21控製小於(yu) Vcc/101電壓的時候 (如果VCC為(wei) 3.3V ，閥門大概在0.03V) , 輸出S2會(hui) 輸出一個(ge) 高電平信號，因為(wei) 時間很短，所以結果為(wei) 脈衝(chong) 。

當然大家也可以把比較器的負輸出端連接GND ，也就是0V ，然後+輸入端連接降壓後但是不整流的輸入（220V的交流變成低壓的交流），這樣輸出S2就能形成方波輸出，但是不整流需要額外注意一些問題。

2.3 三極管/MOS管

對於(yu) 三極管和MOS管來說，與(yu) 上麵的比較器也是類似的，直接上個(ge) 示意圖：

 

需要說明的是，通過三極管或者MOS管判斷的輸出脈衝(chong) ，會(hui) 比上麵使用比較器的脈衝(chong) 會(hui) 寬一些。三極管0.7V就導通了，MOS管可能會(hui) 更大一些，比如有些1.0V左右就導通了。

2.4 過零檢測芯片

和電平轉換或者其他應用電路一樣，過零檢測也有專(zhuan) 門的芯片，當然還是老問題，成本相對前麵較高。沒用過，暫時沒有啥好推薦的，大家可以自行搜索。

3、過零檢測電路

通過上麵小結我們(men) 說明了多種 220V 交流過零檢測的方案，在實際使用中大家完全可以根據自己的情況搭建起電路使用。網上也有很多的視頻和文章，網上眾(zhong) 多的電路中，挑選了幾個(ge) 比較實在的推薦給大家：

參考電路一：

此電路來源，B站：龍順宇老師

 

參考電路二：

此電路來源，B站：皆行電子

 

參考電路三：

此電路來源163博客 ，博主：ARM嵌入式研發2008年的一篇文章

 

上麵這幾個(ge) 實際的電路，從(cong) 原理上來說，都可以實際使用，感覺都可以直接照著做，但是大家得注意元器件的選型，強電安全第一。