摘要：介紹一種基于雙向可控硅的延時可控關斷電路，其延長時間可以人為設定，并且在延時結束后能夠實現電路與電源完全隔離。仿真和實驗結果證明，該電路工作良好。

0 引言

為了節約電力資源，各種節能的電力電子技術產品的研發日益受到重視。由此，提出了一種延時關斷的電路，通過單刀雙擲開關、雙向可控硅、單穩態觸發器、555 定時器、光耦合雙向可控硅驅動器來實現。以雙向可控硅作為驅動電路，電磁干擾小，同時電路結構簡單、安全可靠、成本低廉。在節省電力資源的同時保證了安全性能，因此，該電路在照明設備、家用電器和各類工業設備中均具有廣泛的應用前景。

1 驅動控制器件的選取

1. 1 雙向可控硅BT138

為了達到與電源隔離的目的，應選用耐壓高、響應快的雙向可控硅。B T138 是Philip s 公司推出的TO220 封裝三端雙向可控硅，耐壓600 V ,穩態導通電流為12 A .具有雙向導通響應快的特性，能達到250 V/μs.特別適用于電機控制，工業用照明、加熱設備以及靜態開關等場合。

1. 2 光耦合雙向可控硅驅動器MOC3041

為使B T138 工作穩定，驅動器的選擇很重要。

MOC3041 用于驅動雙向可控硅，具有簡化邏輯控制、零電壓交叉的特性，dV / dt 可達2 000 V/μs ,在溫度控制、電壓驅動和照明控制等領域應用廣泛。

1. 3 雙精度單穩態觸發器CD4538

CD4538 是FAIRCHILD 公司的CMOS4000系列數字IC 芯片，精度高，可進行再觸發。它內部含有2 個單穩態觸發器，一個用于觸發555 定時器，另一個用于驅動MOC3041 ,通過脈沖的上升或下降沿進行觸發，觸發后的輸出脈沖寬度可根據需要設定。本文中CD4538 設定的參數如表1 所示。

表1 CD4538 相關參數表。

2 電路工作原理分析

延時可控電路原理如圖1 所示。K1 為單刀雙擲開關，1 和2 分別是2 個觸點;U1 是三端穩壓器LM7815 ;U2 和U5 是整流橋;U3 和U8 分別是555定時器和雙精度單穩態觸發器CD4538 ;D1 為雙向可控硅B T138 .U4 和U7 是光耦合雙向可控硅驅動器MOC3041。其中U4 用于驅動B T138 ;U6 為光電耦合器P521 .

圖1 電路原理

2. 1 電路開通階段

開關K1 置于觸點1 ,ZL 工作的同時，220 V 交流電經過電容C4 降壓、U2 整流，輸出直流15V 電壓V CC .此時定時器U3 沒有計時，第3 管腳為低電平，觸發器U8 第11 管腳設置為下降沿觸發，此時未經觸發，第9 管腳保持高電平，光耦合驅動器U4導通并驅動可控硅D1 導通。D1 此時導通可防止K1 的誤操作，若K1 在ZL 工作階段不慎被置于中點位置，ZL 可通過D1 獲得電源而繼續正常工作。

2. 2 電路延時階段

開關K1 置于觸點2 ,在K1 從觸點1 斷開的瞬間，穩壓器U1 由電容C3 供電。K1 置于觸點2 后，交流電通過光耦合驅動器U7 ,再經整流橋U5 整流和電容C2 濾波后，使光電耦合器U6 導通，觸發器U8 的第4 管腳獲得高電平觸發，U8 的第7 管腳隨之輸出低電平脈沖，通過555 定時器U3 第2 管腳使U3 被觸發，U3 第3 管腳變為高電平，延時計時開始。

2. 3 延時結束

定時器U3 計時結束時，第3 管腳降為低電平，產生下降沿使觸發器U8 的第11 管腳被觸發，第9管腳輸出低電平脈沖，使光耦合驅動器U4 關斷，導致可控硅D1 截止，用電器ZL 、整流橋U2 和穩壓器U1 相繼斷電，V CC供電停止，從而使耦合驅動器U7和光電耦合器U6 關斷。雙向可控硅D1 的截止使整個電路與電源實現了徹底隔離。

若要恢復ZL 工作，將開關K1 重新置于觸點1即可。