如何用單片機控制220V交流電的通斷？首先來說，220V交流電的負載是多大，是感性負載負載還是阻性負載，正常輸出功率是多大等這些都要考慮進去。

對阻性負載和感性負載的控制

1、對于阻性負載

比如普通的燈泡，一般是30到40W左右，如果用220V交流電來控制通斷，簡單點的就用一個雙向可控硅直接控制，BT137電流達到7A，耐壓值600V，驅(qū)動燈泡足夠了

也可以加一個光耦：

2、對于感性負載

比如電動機，因為它的內(nèi)部有線圈，100W的電動機在啟動的時候可能達到1000W，因此這類電器電路就要加多一個?阻容吸收電路?，必要時候同時加一個?壓敏電阻?，可以使10D471，根據(jù)實際間距選擇合適的壓敏電阻，因為瞬導(dǎo)通時候電壓很高，這樣就有起到過壓保護，以防一通電或者關(guān)斷時候產(chǎn)生感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的電壓把可控硅擊穿，有時候還會串聯(lián)一個電感。

如何用單片機控制220V交流電的通斷？

使用單片機控制220V交流電的通斷，方法非常多。使用繼電器是最方便的，但是繼電器通斷會有聲音，很不好，而且繼電器有次數(shù)限制，容易壞。下面提供幾種方法，供大家參考：

（1）使用雙向可控硅。?注意是交流電，使用雙向可控硅而不是單向可控硅。

這種情況比較簡單，但是電路可靠性不高，220V和單片機電源必須共地，電路故障很容易高壓燒毀低壓端的單片機。低壓控制高壓，最好做隔離，上圖為使用光耦隔離的控制方式，也可以使用其它物理隔離芯片。

（2）使用三極管、MOS管的控制方式

上圖是使用MOS管作開關(guān)的電路原理圖，因為是交流電，使用兩個N溝道的MOS管背靠背連接，該圖只是一部分示意圖，真正的電路還有很多關(guān)鍵技術(shù)，比如采樣交流電的極性、判斷零點，實現(xiàn)過零開通、斷開，以減少對設(shè)備的損耗。以及過流、短路保護，區(qū)分容性負載上電瞬間的波形與過流、短路波形的區(qū)別，防止誤保護。使用三極管的原理也是類似的。

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220V交流過零檢測

需要說明的是，這里的過零檢測指的是在交流回路的中的過零檢測，對于我們最常接觸的交流電就是我們使用的220V的市電了。

1、什么是過零檢測

在交流回路中，電壓隨時間的變化是正弦波，當(dāng)波形由正半周向負半周轉(zhuǎn)換或者由負半周向正半周轉(zhuǎn)換時，經(jīng)過x坐標(biāo)的點就是過零點。所謂?過零檢測，就是對過零點進行檢測，判斷交流電是否到達這個點?，如下圖所示：

1.1 為何需要過零檢測

為什么需要過零檢測，簡單來說就是：為了讓使用交流電的系統(tǒng)更加安全穩(wěn)定，同時方便對系統(tǒng)進行控制。

我們知道交流電的電壓是在一直變化的，如果我們的用電系統(tǒng)開關(guān)的時候都處于電壓高點，那么這個時候的電流也會對應(yīng)的比較大，忽然間打開關(guān)短對系統(tǒng)會造成一定的 “沖擊”，有時候也會產(chǎn)生一些電弧火花，就是所謂的浪涌，這樣存在安全隱患，在一些帶大功率負載的交流回路中，風(fēng)險會更大。如果我們系統(tǒng)能夠知道每次過零點的時間，在這個時候去進行開關(guān)控制，那么可以使得系統(tǒng)安全穩(wěn)定。另外，我們通過檢測交流電信號的過零點，可以實現(xiàn)交流電電子設(shè)備的開關(guān)控制、電流采樣和保護功能，在調(diào)光開關(guān)/調(diào)光器、電機調(diào)速產(chǎn)品中，可從零點開始控制交流電導(dǎo)通角的大小，實現(xiàn)調(diào)光燈具亮度、電機速度的調(diào)節(jié)。

2、如何做過零檢測

首先要明白，我們做過零檢測，最直觀的是檢測什么？ 實際上就是電壓。電壓變成0的時候，就是零點。如何檢測，我這里直接先告訴大家，從結(jié)果來看，最常見的過零檢測電路有如下兩種方式：

第一種，過零點時候電路末端會輸出脈沖，如下圖：

第二種，過零點的時候，電路末端電平會發(fā)生變化，如下圖：

當(dāng)然 ，直接ADC采樣也是一種方式，但是相對前面這兩種用得不多。

大家看了上面的兩種結(jié)果，是不是若有所思，回顧一下我們所學(xué)過的電路知識，能夠?qū)崿F(xiàn)上面這種檢測電壓變化的很多器件，比如我們的三極管，MOS管，比較器/運放，光耦，是不是感覺都可以搭建方案。

2.1 光耦

說到光耦之于220V交流的應(yīng)用，《單片機檢測信號通斷通用電路（3.3V/5V直流信號，24V+直流信號，220V交流信號）》分享過一個電路：

當(dāng)時的需求只是需要檢測是否有220V交流電信號存在，使用了雙向光耦，其中右邊輸出的地方特意加了一個2.2uF的電容防止過零點時候電壓突變。我們稍微變通一下，電路變成如下，是不是理論上就能夠產(chǎn)生下圖所示的輸出:

當(dāng)然，如果我們做一下整流，也可以使得輸出脈沖信號，如下圖：

2.2 比較器/運放

對于比較器以及后面的三極管而言，我們一般來說需要先降壓，然后進行處理，是比較妥當(dāng)?shù)囊环N方式，比如下面圖的示例：

上面的設(shè)計是脈沖，通過R22， R21控制小于Vcc/101電壓的時候 (如果VCC為3.3V ，閥門大概在0.03V) , 輸出S2會輸出一個高電平信號，因為時間很短，所以結(jié)果為脈沖。

當(dāng)然大家也可以把比較器的負輸出端連接GND ，也就是0V ，然后+輸入端連接降壓后但是不整流的輸入（220V的交流變成低壓的交流），這樣輸出S2就能形成方波輸出，但是不整流需要額外注意一些問題。

2.3 三極管/MOS管

對于三極管和MOS管來說，與上面的比較器也是類似的，直接上個示意圖：

需要說明的是，通過三極管或者MOS管判斷的輸出脈沖，會比上面使用比較器的脈沖會寬一些。三極管0.7V就導(dǎo)通了，MOS管可能會更大一些，比如有些1.0V左右就導(dǎo)通了。

2.4 過零檢測芯片

和電平轉(zhuǎn)換或者其他應(yīng)用電路一樣，過零檢測也有專門的芯片，當(dāng)然還是老問題，成本相對前面較高。沒用過，暫時沒有啥好推薦的，大家可以自行搜索。

3、過零檢測電路

通過上面小結(jié)我們說明了多種 220V 交流過零檢測的方案，在實際使用中大家完全可以根據(jù)自己的情況搭建起電路使用。網(wǎng)上也有很多的視頻和文章，網(wǎng)上眾多的電路中，挑選了幾個比較實在的推薦給大家：

參考電路一：

此電路來源，B站：龍順宇老師

參考電路二：

此電路來源，B站：皆行電子

參考電路三：

此電路來源163博客 ，博主：ARM嵌入式研發(fā)2008年的一篇文章

上面這幾個實際的電路，從原理上來說，都可以實際使用，感覺都可以直接照著做，但是大家得注意元器件的選型，強電安全第一。

　　審核編輯：湯梓紅