一、前言
前面测试了一个小型双向可控硅的特性。为了能够使用单片机控制该可控硅，准备使用普通的光耦替换原来的调节电位器。下面通过实验测试这种方案是否可行。以及对应光耦输出PWM 占空比与输出电压之间的关系。这个方案可以用于将来一些需要进行自动控制的场合。
设计测试电路。单片机为 AT32F421。使用两个正反相反的光耦作为电阻控制。每个光耦都是四个串联，这样可以使得输出耐压从原来的 150V提高到450V。串联二极管是防止光耦反向被击穿。外部设置一个 AD输入，用于手工设置 PWM 的占空波。铺设PCB，使用单面铺设线路，适合一分钟制板。一分钟之后得到测试电路板。电路板制作中存在着小小的瑕疵。这个不行，那就再重新花费一分钟制作一块。
AD\Test\2024\May\TriacF421.PcbDoc
▲ 图1.2.1 测试电路原理图
▲ 图1.2.2 测试电路PCB对电路进行焊接。焊接之后进行清洗。下面，把电路板放置在调试夹子上。对电路进行软件测试。
利用 Workbench 生成测试程序框架。使用 DAP-LINK 进行程序下载。下载LED闪烁程序之后，软件运行正常。这说明电路硬件中没有 BUG了。
配置单片机的 TIME1，使其输出 PWM波形。设置频率为 1kHz，占空比为50%。测量输出的PWM 信号。波形的频率和占空比与设置参数相同。
测量光耦驱动信号，使用了8050 NPN 三极管进行驱动。三极管的集电极信号与PWM信号之间是反向的。
下面，利用 ADC读入电位器的电压。改变输出PWM的占空比。可以看到它们之间可以同步变化。此时，PWM 波形的频率为 10kHz。
ARM\Keil\AT32\Application\2024\May\TriacF421\project\MDK_V5\TriacF421.uvprojx
为了使用光耦控制双向可控硅，先将可控硅模块上的调压电位器拆卸下来。电位器的阻值为 450k欧姆左右。将光耦输出通过导线连接到电位器的接口。替换电位器。通过隔离变压器提供 80V左右测试交流电。在可控硅输出连接 470欧姆的功率电阻作为。此时，可以看到可控硅模块已经有了交流输出了。通过调节电位器，改变PWM的占空比，进而控制输出电压波形。至此，验证了光耦替代电位器是可行的。
通过编程，设置光耦PWM的不同的占空比，测试输出波形中的交流有效值，测试一下占空比与输出电压之间的关系。占空比从 0 逐步变化到30%，记录100个数据。测量数据显示，PWM 占空比与输出电压交流有效值之间不是一个线性关系。
▲ 图1.4.1 设置不同的占空比，对应的输出电压有效值将光耦串联的电阻从原来的 10k欧姆替换成 20k欧姆。重新测试PWM 与输出电压之间的关系。测试结果显示，串联电阻的变化似乎对输出电压没有影响。
▲ 图1.4.2 输入输出电压波形
▲ 图1.4.3 将串联电阻修改成20k欧姆将输入交流电压提高的 125V, 可以看到光耦的PWM占空比与输出交流电压之间的关系有了一些变化。整体上还是一个非线性关系。
▲ 图1.4.4 将输入电压升高到 125V对应的PWM与输出电压的关系将占空比从 30%降低到0%。这个过程与占空比递增过程输出的电压基本上是重合的。由此，我们可以知道，光耦的PWM 占空比，与输出电压之间基本上是一一对应。这种非线性，使得利用电阻调节输出电压变得不那么容易了。在控制过程中，需要特别注意到这种非线性对控制稳定性的影响。
▲ 图1.4.5 占空比降低过程对应的输出电压本文测试了利用光耦替代电位器，控制双向可控硅的效果。验证了它的可行性。光耦的占空比与输出电压之间是一个非线性关系。
可控硅调压器外接控制端口: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/139252867
[2]光耦的输出光电三极管的耐压: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/139245573
[3]BTA16A: https://item.szlcsc.com/84999.html?kw=TLP521-4&fromZone=s
