双向可控硅MAC97A6的电路应用.docx

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双向可控硅MAC97A6的电路应用

双向可控硅MAC97A6的电路应用

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双向可控硅MAC97A6的电路应用

家电维修2010—08-2200：

08：

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      MAC97A6为小功率双向可控硅（双向晶闸管），最多应用于电风扇速度控制或电灯的亮度控制，市场上流行的“电脑风扇”或“电子程控风扇”，不外乎是用集成电路控制器与老式风扇相结合的新一代产品。

这里介绍的电路就是利用一块市售的专用集成电路RY901及MAC97A6,将普通电扇改装为具有多功能的高档电扇，很适宜无线电爱好者制作与改装。

 　　这种新型IC的主要特点是：

（1）集开关、定时、调速、模拟自然风为一体，外围元件少、电路简单、易于制作；　　

（2）省掉了体积较大的机械定时器和调速器，采用轻触式开关和电脑控制脉冲触发，因而无机械磨损,使用寿命长;　　（3）各种动作电脑程序具备相应的发光管指示，耗电量少，体积小，重量轻，显示直观，便于操作；　　（4）适合开发或改造成多路家电的定时控制等.RY901采用双列直插式16脚塑封结构，为低功耗CMOS集成电路.其外形、引出脚排列及各脚功能如图1所示。

　　工作原理 

 　　典型应用电路如图2所示（［url=http：

//www.sydzdiy。

com/ad/ykkz/fsdlkz.rar］点击下载原理图[/url]）。

市电220V由C1、R1降压VD9稳压,经VD10、C2整流滤波后，提供5V－6V左右的直流电源作为RY901IC组成的控制器电压。

在刚接通电源时，电脑控制器暂处于复位（静止）状态，面板上所有发光二极管VD1－VD8均不亮,电风扇不转。

若这时每按动一次风速选择键SB3，可依次从IC的11－13脚输出控制电平（脉冲信号），经发光管VDl－VD3和限流电阻R2－R4，分别触发双向晶闸管VS1－VS3的G极，用以控制它的导通与截止，再经电抗器L进行阻抗变换，即可按强风、中风、弱风、强风……的顺序来改变其工作状态，并且风速指示管VD1－VD3（红色）对应点亮或熄灭；当按风型选择键SB4，电风扇即按连续风（常风）、阵风（模拟自然风）、连续风……的方式循环改变其工作状态，在连续风状态下，风型指示管VD4（黄色）熄灭,在阵风状态下，VD4闪光；当按动定时时间选择键SB2,定时指示管VD5－VD8依次对应点亮或熄灭，即每按动一次SB2，可选择其中一种定时时间，共有0.5、l、2、4小时和不定时5种工作方式供选择.当定时时间一到，IC内部的定时电路停止工作,相应的定时指示管熄灭同时IC的11－13脚也无控制信号输出，双向晶闸管VS1－VS3截止,从而导致风扇自动停止运转；在风扇不定时工作时，欲停止风扇转动，只要按动一下复位开关SB1，所有指示灯熄灭,电源被切断，风扇停转；如欲启动风扇，照上述方法操作即可。

　　元器件选择与制作　　图中除降压电容C1用优质的CBB-400V聚苯电容；泄放保护电阻R1用1W金属膜电阻或线绕电阻外,其余元器件均为普通型.电阻为1/8W；电解电容的耐压值取10V－16V，C1取值范围为0.47u－lu之间；稳压管VD9为5V－6V/1W，可选用ZCW104（旧型号为ZCW21B）硅稳压管;VS1－VS3为1A/400V小型塑封双向晶闸管，可选用MAC94A4型或MAC97A6型；L为电抗器，可以自制，亦可采用原调速器中的电抗器；SB1－SB4为轻触型按键开关（也叫微动或点动开关），有条件的可采用导电橡胶组合按键开关。

电路焊接无误，一般不用调试就能工作。

　　改装方法　　该电路对所有普通风扇都能进行改装。

将焊接好的电路板装进合适的塑料肥皂盒或原调速器盒中，将原分线器开关拆除不用，留出空余位置便于安装印制板电路。

一般风扇用电抗器均采取5挡。

不妨利用其中①、③、⑤挡，将强风（第1挡）、中风（第2挡）弱风（第3挡）分别接到电抗器的各挡中。

若有的调速器中无电抗器,风扇电机则是采取抽头方式改变风速的，同样将三种风速分别接至分线器的三极引线中。

在改装中特别要注意安全，印制板上220V交流电源接线端及所有导电部位应与调整器盒的金属件严格隔离.改装完毕，可用测电笔碰触调速器有否漏电。

否则应进一步采取绝缘措施。

通电试验时，用万用表DC10V档测C2两端电压应为5V－6V之间,若不正常，应重点检查整流稳压电路，然后再分别按动SB1－SB4开关，观察各路指示管VD1－VD8应按对应的选择功能发光或熄灭，风扇也应同步工作于不同状态。

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采用TVVH9238-LC901及MAC97A6的多功能无线电遥控电风扇电路图

本例介绍的电风扇无线遥控调速器是采用4位遥控模块和一块风扇调速集成电路，它可将普通电风扇改造成无线电遥控多功能调速风扇。

　　工作原理

　　电风扇无线遥控调速器的风扇接收部分电路原理图如图1所示.发射部分是一个4位TWH9236匙扣式发射器，其A键用作风速（SPEED）调节、B键为风类（MODE）调节，C键为定时（TIME）设定,D键为关（OFF）。

 　　图1中IC1是与TWH9236遥控发射器相对应的

TWH9238接收模块，其A，B、C，D4个引脚与发射器上A、B、C、D4个按键是一一对应的。

　　IC3是一块LC901电风扇调速专用集成电路，其1、巧、14和5脚分别为风速（SPEED）、风类（MODE）、定时（TIME）、关（OFF）控制设定端,低电平触发有效。

当1脚反复受到低电平触发，风速依次为强风（S）~中风（M）～弱风（L）一强风（S）～……，11脚为强风输出端S,12脚为中风输出端M,13脚为弱风输出端L，有效输出为高电平，分别触发驱动双向晶闸管VTH1一VTH3,使其导通,通过电抗器L使电风扇M获得不同的电压以实现调速的目的。

VL6V比分别为强风、中风、弱风指示灯。

当5脚受到低电平触发时，11一13脚均无输出，电风扇停转，芯片处于静止状态，即关机.在关机状态时，1脚兼作起动端，可使电风扇起动运转。

15脚受到低电平触发，可使风类在正常风与自然风之间进行切换,VI5为风类指示灯，熄灭时为正常风，闪烁麦光时为自然风.14脚反复受到低电平触发时，可使电路处于不定时—0．5h-1h—2h—4h一不定时一……，7一10脚所接的VU一VL4分别为4h、2h、lh、0．5h定时显示指示灯。

　　由于TWH9238（ICl）数据输出端有效输出为高电平，故通过反相器反相将其转换为低电平，以分别触发IC3的1、15、14和5，所以通过遥控发射机A一D4个按键就能方便地控制电风扇的风速、风类、定时及关机。

　　元器件选择

　　ICl与发射器选用广东中山达华电子厂生产的TWH9236/9238系列无线电发射与接收模块；IC2的4个反相器可选用一块CD4069六反相器数字集成电路中任意4个完好的反相器，另2个不用的反相器应将其输人端进行接地处理而不要悬空,可消除不必要的干扰。

IC3选用LC901电风扇调速专用集成电路。

VTH1—VTH3可用MAC97A6（IA/600V）小型塑料封装双向晶闸管。

VS选0。

5W、6V稳压二极管，如1N5233、2CW21C等型号。

　　L可用电风扇机械调速器中的电抗器,一般机械调速器有5挡转速，现只有3挡，所以要空出线圈2个抽头不用。

　　C3要求采用CBB/3—400V型聚丙烯电容器。

MAC97A6的技术参数

产品型号:

MAC97A6双向可控硅

断态重复峰值电压VDRM（Max）（V）：

400

反向重复峰值电压VRRM（Max）（V）：

400

额定正向平均电流IF（Max）（A）：

6 额定电流小于1安培

控制功率小于60瓦以下

门极触发电流IGT（Max）（mA）：

7

门极触发电压VGT（Max）（V）:

2.500

封装/温度（℃）:

3TO92/—40～110

价格/1片（套）:

￥1.05

图片：

双向可控硅的工作原理

1。

可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成

　当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态.此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic2=β2ib2.因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2.此时,电流ic2再经BG1放大,于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。

这个电流又流回到BG2的基极,表成正反馈，使ib2不断增大,如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。

　由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了,可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。

　由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化

2,触发导通

　在控制极G上加入正向电压时（见图5）因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。

在可控硅的内部正反馈作用（见图2）的基础上，加上IGT的作用,使可控硅提前导通，导致图3的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。

一、可控硅的概念和结构?

晶闸管又叫可控硅。

自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族,它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。

今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管,它是由四层半导体材料组成的,有三个PN结，对外有三个电极〔图2（a）〕：

第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。

从晶闸管的电路符号〔图2（b）〕可以看到,它和二极管一样是一种单方向导电的器件,关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。

  图2

二、晶闸管的主要工作原理及特性

为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板（图3）.晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。

注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极（这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型,应接在1。

5V直流电源的正极）。

晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。

现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮,说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB,给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。

这个演示实验给了我们什么启发呢？

图3

这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。

晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。

晶闸管的特点：

是“一触即发”。

但是,如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。

控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通,却不能使它关断。

那么,用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?

使导通的晶闸管关断,可以断开阳极电源（图3中的开关S）或使阳极