单片机如何检测市电通断？(应用甚广~)

水深无声 2022-10-13 02:15 248阅读 0赞

我们在topemic网站上分享过一篇题为"单片机检测220V交流电通断电路"的文章，目前有近万次阅读，在这里做个总结分享给没有读过该文的公众号朋友。

废话不多说，直接上图：

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**该电路工作原理如下：**

1.  当220V断开时，光耦不导通，SIG\_IN1为高电平
2.  当220V导通时，在交流电的正半周期，光耦导通，3和4脚近似短路，SIG\_IN1为低电平；在交流电的负半周期，光耦不导通，此时SIG\_IN1电压为多少呢? 注意并不是高电平，原因是电容要充电，需要一定的时间，时间常数约为t=R30 \* C17=100K \* 2.2uF=0.22s。而220V交流电频率为50Hz，周期为0.02s，负半周时间只有0.01s，在这个时间内，电容远远没有充满电，所有对单片机来说还是低电平。这样就实现了在220V断开时单片机检测为高电平，在220V导通时单片机检测为低电平的逻辑。

附上实际测量的波形：光耦1脚和SIG\_IN1波形图

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可以看到在220V导通期间，由于C17不断的充电、放电，电压是一个较低的值，对单片机IO来说是低电平。

针对该电路，有很多网友提出了非常好的问题，在这里把问题和解答也分享给大家。

**问题1：图中已经有了D5( 1N4007)，反向等于是截止的，那么D8（1N4148）是否多余呢？**

**回答**：反向电压时，理论是截止，完全关断的，但是实际总会有漏电流，加上D8，可以保证落在光耦反向压降不大于1N4148导通压降，防止反向击穿。

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**问题2：使用PC817的时候，“IN4148的作用是保护光耦不被反向电压击穿”，这个IN4148一定需要吗？？？**

**回答**：可以不加。理论上1N4007在加反向电压时应该马上截止，但实际上它并不是马上截止的，而是需要一个很短的时间 (反向恢复时间)，虽然这个时间很短(1-2us), 但在这个时间会有反方向电压加到光耦输入端，我没有测试过会不会造成损坏，但毕竟是隐患。快速导通二极管1N4148可以防止反向电压引起的损坏。

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**问题3：保留D8，去掉D5是否可以？**

**回答**：正常是可以的，但是有D5肯定保险一些。反向电压会使D8导通，但毕竟需要压差和时间。有可能会把光耦反向击穿。

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**问题4：R30,C17可以去掉吗？不接VCC，直接进MCU？**

**回答**：直接进MCU，利用MCU里面的上拉电阻是可以的，如果还是用上面的检测原理，那么外面加一个电容即可。如果把电容也去掉，需要MCU通过软件去判断50Hz的高低电平来判断220V是否通断。

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**问题5：2.2uf的贴片电容，在持续的充放电，一直在不停的充放电，会导致使用寿命很短吗？**

**回答**：充放电不会影响电容寿命。比较常见的是电解电容在高温下失效。

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**问题6：如果不用PC817，而是用PC814双向光耦，是否可以？是否能简化电路？**

**回答**：可以，就是成本上会稍高一些。

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**问题7：R33（100K）和R39（100K)分别置于L，N上，跟一个电阻200K至于一个交流线上，这样有什么好处吗？在安全距离满足的情况下，我觉得是一样的效果，不知，这样的理解是否正确。**

**回答**：2个电阻，每个电阻的功率是1个电阻的一半，电阻选型时就不需要那么大的额定功率了。用两个100K还有一个好处是，把弱电和强电部分隔离开，安全性增强了。

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**问题8：想请问，电容充满后，往哪放电，如果把电容放在接入220V之后，光耦之前呢？效果会如何？**

**回答**：在交流电的正半周，PC817内部的LED发光，此时充满电的电容就会通过PC817内部的光敏三极管放电。放电电流从PC817的4脚，经光敏三极管，流到3脚，也就是地（同时也是电容另一极）。电容放到光耦前面理论上应该也是可以的，但对电容耐压要求会高好多，成本更高一些。

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**问题9：这个电路可以用于检测220V直流电的通断吗**

**回答**：当然是可以的。

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**问题10：你好，我按这个电路连接后，电路中的电流只有零点几毫安，PC817没工作呀**

**回答**：现在的电流大约0.5mA，不过在我这边使用的PC817是可以正常工作的。你的没法工作，那你尝试减小电阻使其电流工作在20mA左右，具体参考你选用的PC817的芯片手册。这个电流同时会影响后端C17电容的放电速度。另外要考虑电阻封装，由于电阻的电压和功率较大，要保证不超过额定值，防止爆了。

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