《微机原理与接口技术》课程教学课件（PPT讲稿）第13章 功率接口设计

第13章功率接口设计

1 第13章 功率接口设计

第13章功率接口设计13.1单片机与外围集成数字驱动电路的接口13.2单片机与光电耦合器的接口13.2.1.晶体管输出型光电耦合器驱动接口13.2.2.晶闸管输出型光电耦合器驱动接口13.3单片机与继电器的接口13.3.1单片机与直流电磁式继电器功率接口13.3.2单片机与交流电磁式接触器的接口13.4单片机与晶闸管的接口13.4.1单向晶闸管13.4.2双向晶闸管13.4.3光耦合双向可控硅驱动器

2 第13章 功率接口设计 13.1 单片机与外围集成数字驱动电路的接口 13.2 单片机与光电耦合器的接口 13.2.1. 晶体管输出型光电耦合器驱动接口 13.2.2. 晶闸管输出型光电耦合器驱动接口 13.3 单片机与继电器的接口 13.3.1 单片机与直流电磁式继电器功率接口 13.3.2 单片机与交流电磁式接触器的接口 13.4 单片机与晶闸管的接口 13.4.1 单向晶闸管 13.4.2 双向晶闸管 13.4.3 光耦合双向可控硅驱动器

13.5单片机与集成功率电子开关输出接口13.5.1集成功率电子开关TWH8751简介13.5.2集成功率电子开关TWH8751的典型应用13.6单片机与固态继电器的接口13.6.1固态继电器的特性与分类13.6.2固态继电器的应用13.7低压开关量信号输出技术3

3 13.5 单片机与集成功率电子开关输出接口 13.5.1 集成功率电子开关TWH8751简介 13.5.2 集成功率电子开关TWH8751的典型应用 13.6 单片机与固态继电器的接口 13.6.1 固态继电器的特性与分类 13.6.2 固态继电器的应用 13.7 低压开关量信号输出技术

内容概要在应用系统设计中，有时需用单片机控制各种各样的高压、大电流负载，如电动机、电磁铁、继电器、灯泡等，显然不能直接用单片机的I/O线来驱动，单片机必须通过各种驱动电路和开关电路来驱动。此外，为了使单片机与强电隔离和抗干扰，有时需加接光电耦合器。我们称上述各类接口为单片机的功率接口。本章将介绍单片机功率接口用到的各种器件以及功率接口设计

4 内容概要 在应用系统设计中，有时需用单片机控制各种各样的高压、 大电流负载，如电动机、电磁铁、继电器、灯泡等，显然不能 直接用单片机的I/O线来驱动，单片机必须通过各种驱动电路和 开关电路来驱动。此外，为了使单片机与强电隔离和抗干扰， 有时需加接光电耦合器。我们称上述各类接口为单片机的功率 接口。本章将介绍单片机功率接口用到的各种器件以及功率接 口设计

13.1单片机与外围集成数字驱动电路的接口在工业生产现场，有不少被控对象是电磁继电器、电磁开关或可控硅、固态继电器和功率电子开关，其控制信号都是开关电平量。由于AT89S52片内的I/O口驱动能力有限，需要经过外围集成数字驱动电路来驱动。表13-1给出了常用的外围集成数字驱动电路的参数。这些驱动电路只要加接合适的限流电阻和偏置电阻，即可直接由TTL、MOS以及CMOS电路来驱动。当它们用于驱动感性负5

5 13.1 单片机与外围集成数字驱动电路的接口 在工业生产现场，有不少被控对象是电磁继电器、电磁开关 或可控硅、固态继电器和功率电子开关，其控制信号都是开 关电平量。由于AT89S52片内的I/O口驱动能力有限，需要 经过外围集成数字驱动电路来驱动。 表13-1给出了常用的外围集成数字驱动电路的参数。这些驱 动电路只要加接合适的限流电阻和偏置电阻，即可直接由 TTL、MOS以及CMOS电路来驱动。当它们用于驱动感性负

表13-1常用集成驱动器芯片性能参数表最大工最大输驱动典型延迟与与非或或非器的作电压时间（ns）出电流(v)(mA)数目具2SN75431SN75432SN75433SN754341530015有21203002SN75451BSN75452BSN75453ESN75454B逻30233SN75461SN75462SN75463SN75464300辑SN7540130233SN75402SN75403SN75404500门354700300SN75437的SN75447503502300SN75446SN75448SN75449驱552SN75471SN75473SN75474300SN7547230~100动553002SN75476SN75477SN75478SN7547930~100器552SN75411SN75414500SN75412SN7541330~100555002SN75417SN75418SN75416SN7541930~100435500SN75064,SN75066,SSN750681500无435500ULN2064,SN75074,TULN20681500逻4351500500ULN2074，TULN2066，ULN2841，ULN2845辑403507ULN2001，ULN2002A，ULN2003A,ULN2004A1000门505007MC1411，MC1412,MC1413，MC14161000驱4501500500SN75065,SSN75067,SN75069动5045001500ULN2065，SN75075，ULN2069器504ULN2075，1500500ULN206767团

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载时，必须加接限流电阻或位二极管。此外，有些驱动器内部还设有逻辑门电路，可以完成与、与非、或以及或非的逻辑功能。下面举例说明外围集成数字驱动电路的应用。【例13-1】慢开启的白炽灯驱动电路图13-1为慢开启白炽灯驱动电路，白炽灯的延时开启时间长短取决于时间常数RC。此电路能直接驱动工作电压小于30V、额定电流小于500mA的任何灯泡。注意：在设计此电路的印刷电路板时，驱动器要加装散热板，以便散热。SN75401芯片性能参数见表13-1

7 载时，必须加接限流电阻或箝位二极管。此外，有些驱动器 内部还设有逻辑门电路，可以完成与、与非、或以及或非 的逻辑功能。下面举例说明外围集成数字驱动电路的应用。 【例13-1】慢开启的白炽灯驱动电路 图13-1为慢开启白炽灯驱动电路，白炽灯的延时开启时间长 短取决于时间常数RC。此电路能直接驱动工作电压小于 30V、额定电流小于500mA的任何灯泡。注意：在设计此 电路的印刷电路板时，驱动器要加装散热板，以便散热。 SN75401芯片性能参数见表13-1

+30 VSN75401182白炽灯&P1.002300 7开启9&关闭8+13500μFC图13-1慢开启自炽灯驱动电路8

8 图13-1 慢开启白炽灯驱动电路

【例13-2】大功率音频振荡器图13-2给出的电路能直接驱动一个大功率的扬声器，可用于报警系统，改变电路中的电阻或电容的值便能改变电路的振荡频率。电路中的两个齐纳二极管IN751A用于输入端的保护。SN75447芯片性能参数请见表13-1。【例13-3】马驱动大电流负载单片机驱动大电流负的电路如图13-3所示。ULN2068芯片具有四个大电流达林顿开关，能驱动电流高达1.5A的负载。由于ULN2068在25℃C时功耗达2075mW，因而使用时一定要加散热板。ULN2068芯片性能参数请见表13-1。：1

9 【例13-2】大功率音频振荡器 图13-2给出的电路能直接驱动一个大功率的扬声器，可用 于报警系统，改变电路中的电阻或电容的值便能改变电路的 振荡频率。电路中的两个齐纳二极管IN751A用于输入端的保 护。SN75447芯片性能参数请见表13-1。 【例13-3】驱动大电流负载 单片机驱动大电流负的电路如图13-3所示。ULN2068芯片 具有四个大电流达林顿开关，能驱动电流高达1.5A的负载。 由于ULN2068在25℃时功耗达2075mW，因而使用时一定要 加散热板。ULN2068芯片性能参数请见表13-1。 9

+12 Vo+5V100 kg发声2k2扬声器SN75447停止8O6P1.0A&320.1μF=1N751A本本100k5.1 V图13-2大功率音频振荡器10

10 图13-2 大功率音频振荡器