红外线非接触开关电路设计
工作原理:
BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。 不可重复触发工作方式下的波形。
图3.9不可重复触发方式
4.6 可控硅
4.6.1 单向可控硅简介
可控硅是一种无触点可控开关,它将半导体器件的应用从弱电领域扩展到强电领域,在自动控制电路如调光,调温,调速,调频中都有广泛应用.
可控硅是硅晶体闸流管的俗称,简称晶闸管.可控硅常用的类型有:单向型,双向型.
单向可控硅由P型和N型半导体四层交替叠合而成.他有三个电极:阳极A(从外层P型半导体引出),阴极K(从外层N型半导体引出),门级G(从内层P型半导体引出)导通。
让门极相对阴极成正极性，使产生门极电流，闸流管立即导通。当门极电压达到阀值电压VGT，并导致门极电流达到阀值IGT，经过很短时间tgt（称作门极控制导通时间）负载电流从正极流向阴极。假如门极电流由很窄的脉冲构成，比方说1μs，它的峰值应增大，以保证触发。当负载电流达到闸流管的闩锁电流值IL 时，即使断开门极电流，负载电流将维持不变。只要有足够的电流
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继续流动，闸流管将继续在没有门极电流的条件下导通。这种状态称作闩锁状态。注意，VGT，IGT 和IL 参数的值都是25℃下的数据。在低温下这些值将增大，所以驱动电路必须提供足够的电压、电流振幅和持续时间，按可能遇到的、最低的运行温度考虑。灵敏的门极控制闸流管，如BT150，容易在高温下因阳极至阴极的漏电而导通。假如结温Tj 高于Tjmax ,将达到一种状态，此时漏电流足以触发灵敏的闸流管门极。闸流管将丧失维持截止状态的能力，没有门极电流触发已处于导通。要避免这种自发导通，可采用下列解决办法中的一种或几种：
1）确保温度不超过Tjmax。
2）采用门极灵敏度较低的闸流管，如BT151，或在门极和阴极间串入1kΩ或阻值更小的电阻，降低已有闸流管的灵敏度。
3）若由于电路要求，不能选用低灵敏度的闸流管，可在截止周期采用较小的门极反向偏流。这措施能增大IL。应用负门极电流时，特别要注意降低门极的功率耗散。 截止（换向）
要断开闸流管的电流，需把负载电流降到维持电流IH 之下，并历经必要时间，让所有的载流子撤出结。在直流电路中可用“强迫换向”，而在交流电路中则在导通半周终点实现。（负载电路使负载电流降到零，导致闸流管断开，称作强迫换向。）然后，闸流管将回复至完全截止的状态。假如负载电流不能维持在IH 之下足够长的时间，
在阳极和阴极之间电压再度上升之前，闸流管不能回复至完全截止的状态。它可能在没有外部门极电流作用的情况下，回到导通状态。注意，IH 亦在室温下定义，和IL 一样，温度高时其值减小。所以，为保证成功的切换，电路应充许有足够时间，让负载电流降到IH 之下，并考虑可能遇到的最高运行温度。
3.3.2 双向可控硅
结构如图3.10，由NPNPN五层半导体叠合而成。它实质上也可看成是由一个控制极的两只反向并联的单向可控硅构成。它有三个电极：控制极G、主电极T1 和T2 ，T1 和T2 无阴阳极之分。 符号如图5：
工作特点：双向可控硅的主电极T1 、T2 无论加正向还是反向电压，其控制极
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G的触发信号无论是正向还是反向，它都能被触发导通。
图3.10双向可控硅工作原理图
导通：和闸流管不同，双向可控硅可以用门极和MT1 间的正向或负向电流触发。（VGT，IGT 和IL 的选择原则和闸流管相同，见规则1）因而能在四个“象限”触发，如图3.11 所示。
图3.11 双向可控硅触发象限
在负载电流过零时，门极用直流或单极脉冲触发，优先采用负的门极电流，理由如下。若运行在3+象限，由于双向可控硅的内部结构，门极离主载流区域较远，导致下列后果：
在负载电流过零时，门极用直流或单极脉冲触发，优先采用负的门极电流，理由如下。若运行在3+象限，由于双向可控硅的内部结构，门极离主载流区域较远，导致下列后果： 1）高IGT -> 需要高峰值IG。
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2）由IG 触发到负载电流开始流动，两者之间迟后时间较长–> 要求IG 维持较长时间。
3）低得多的dIT/dt 承受能力—> 若控制负载具有高dI/dt 值（例如白炽灯的冷灯丝），门极可能发生强烈退化。
4）高IL 值（1-工况亦如此）—>对于很小的负载，若在电源半周起始点导通，可能需要较长时间的IG，才能让负载电流达到较高的IL。在标准的AC 相位控制电路中，如灯具调光器和家用电器转速控制，门极和MT2 的极性始终不变。这表明，工况总是在1+和3-象限，这里双向可控硅的切换参数相同。这导致对称的双向可控硅切换，门极此时最灵敏。
这是从双向可控硅的V/I 特性图导出的代号。正的MT2相应正电流进入MT2，相反也是（见图3.12）。实际上，工作只能存在1 和3 象限中。上标+和-分别表示门极输入或输出电流。
图3.12 双向可控硅V/I特性曲线
本为零时，V1才截止。当电源为负半周时，重复上述过程。如此循环，电热毯的温度就逐渐升高。调节RP，改变C3充电快慢，即可改变V1的导通角，也即改变了RL的通电时间，因而实现了调温。（ND指示灯、LC1高频滤波、R2C2保护电路）。
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5 电路制作
5.1 PCB制作
PCB 是英文(Printed Circuit Board)印制线路板的简称通常把在绝缘材上按预定设计制成印制线路印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路,而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形称为印制线路,这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板,亦称为印制板或印制电路板PCB .几乎我们能见到的电子设备都离不开它,小到电子手表,计算器,通用电脑,大到计算机,通迅电子设备,军用武器系统,只要有集成电路等电子元器件,它们之间电气互连都要用到PCB .它提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑,实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘,提供所要求的电气特性,如特性阻抗等.同时为自动锡焊提供阻焊图形;为元器件插装,检查维修提供识别字符和图形.随着电于技术的飞速发展，PCB的密度越来越高。PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大．因此，有必要在自行设计电路时对PCB加以了解。
5.1.1 PCB简介
家用电器上的印制电路板.它所用的基材是由纸基(常用于单面)或玻璃布基(常用于双面及多层)预浸酚醛或环氧树脂,表层一面或两面粘上覆铜簿再层压固化而成.这种线路板覆铜簿板材,我们就称它为刚性板.再制成印制线路板,我们就称它为刚性印制线路板.单面有印制线路图形我们称单面印制线路板,双面有印制线路图形.再通过孔的金属化进行双面互连形成的印制线路板.我们就称其为双面板.如果用一块双面作内层,二块单面作外层或二块双面作内层,二块单面作外层的印制线路板通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印制线路板,就成为四层,六层印制电路板了,也称为多层印制线路板.现在已有超过100 层的实用印制线路板了.
为进一认识PCB 我们有必要了解一下单面双面印制线路板的制作工艺,加深对它的了解:
单面刚性印制板:单面覆铜板
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