最近有个项目需要用到可控硅，由于之前并没有接触过这个器件，所以最近对它做了些功课，如果有朋友对该器件有了解需求的，希望本文可以提供点帮助。
可控硅是由美国通用电气公司于上世纪五十年代发明的一种半导体器件，它最早是用于可控整流上，原理是通过改变控制极上触发脉冲到来的时间，调节负载上输出电压的平均值，达到可控整流的作用。后来经过行业的发展，可控硅扩展了如无触点开关、交流调压等应用。
可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种。单向可控硅只能单向导通，而双向可控硅在结构上相当于两个单向可控硅反向连接，这种可控硅具有双向导通功能。
首先列出可控硅的导通、关断条件如下：
单相可控硅：
导通条件：AK加正向电压，G级加正电压，导通后G级电压不需保持。
关断条件：AK正向电压消失或流过AK级的电流减小，小于器件的维持电流。
双向可控硅：
导通条件：T1、T2施加正负电压，G施加正负电压均可导通，导通后G级电压不需保持。
关断条件：T1、T2间施加的电压消失或减小流过T1、T2的电流，小于器件的维持电流。
清楚了可控硅的导通关断条件，就为我们运用可控硅设计电路奠定了基础。就拿我最近做的一个项目举例——对一个用220V交流供电的加热器进行多档位控制可调，这就可以等效成调节施加在加热器两端电压的大小，实现多档位控制。因为是交流供电，就不可以通过调节脉冲宽度的方式调压，继电器可以用在交流上，但它无法实现短时间内频繁的吸合，所以它不能进行调压。此时就需要请上今天的主角——双向可控硅。通过可控硅调压又可以分成两种，一种是切相的方式，另一种是调功的方式。
我们先来说切相法，切相法其实就是改变可控硅导通角的方法来改变负载电压的波形，从而改变负载电压的有效值，达到调压的目的。当可控硅导通角β=180°时，负载电压波形为正弦波，即全导通状态；当可控硅导通角β<=180°时，负载端电压波形就会有部分被削掉，即非全导通状态，β越小，导通状态越少，则电压有效值越小。我们知道，双向可控硅的两端一直都施加着交流电，只有当交流电过零点时，可控硅才会关闭，那么我们需要做的事情就是控制可控硅的开启时刻和关断时刻，首先需要设计一个交流过零点检测电路，然后CPU通过接收到交流过零点信号后，开启定时器计时，根据设定的档位要求决定这个延时的时间t0（这段延时时间内可控硅是关闭状态，负载不通电），延时时间到了之后由CPU输出一个脉冲，此时可控硅开启，并持续至下一次交流过零点前。改变t0的时间长短就可以控制输出电压的大小，需要注意的是t0加上CPU输出的脉冲宽度要小于半个交流电周期（10ms）。
图1切相调压控制波形
下面再介绍一下调功法，调功方式就是通过在给定的时间内改变加在负载上交流正弦波的个数来调节负载功率的一种控制方法。由于可控硅是在过零点时触发导通的，导通时的波形是完整的正弦波或半波，所以不存在切相调压方式所存在的如导通瞬间产生高次谐波造成电网电压畸变的影响。程序上的控制思路就是把过零检测输出连接到CPU的外部中断口，单位时间内（如1s内100个半波）进行过零中断计数，使前N个半波开启可控硅，后（100-N）个半波关闭可控硅，以此循环。
图2调功调压控制波形
因为我的项目是控制一个加热器，加热器的热惯性很大，并不需要我们逐周期去控制，所以我使用调功法调压，我还选择了一款拥有过零触发的双向可控硅驱动器——MOC3061，它的门极有零交叉电路控制，收到LED发出的光后并不立即输出信号去控制双向可控硅，而是等待电源电压过零点后才发出触发信号开启可控硅，这样就为我们省去了过零检测电路，只需每秒控制导通的半波数量就可以。
图3由MOC3061组成的双向可控硅驱动电路
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