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单片机驱动继电器电路设计

2016-4-30 00:16| 发布者: 振兴| 查看: 888| 评论: 0

摘要: 单片机的拉电流和灌电流有限,即输出驱动能力有限,要驱动继电器这类大功率的器件该怎么办呢,答案很简单:用三极管。器件参数该如何确定呢?

之前说过,单片机的拉电流和灌电流有限,即输出驱动能力有限,要驱动继电器这类大功率的器件该怎么办呢,答案很简单:用三极管。器件参数该如何确定呢?

手上有一个HFD23的5V继电器,下面看一下其参数。

可以看出:

  1. 线圈的电阻为125Ω;

  2. 线圈的功率为200mW;

  3. 继电器的额定电压为5V;

由此可以计算出继电器的吸合电流,两种计算方式:

  1. I=0.2mW/5V=40mA;

  2. I=5V/125Ω=40mA;

下面看三极管的参数:

单片机驱动继电器

参数解释如下:

  1. PCM是集电极最大允许耗散功率;

  2. ICM是集电极最大允许电流;

  3. BV(CEO)是三极管基极开路时,集电极-发射极反向击穿电压;

  4. fT是特征频率;

  5. hFE是放大倍数;

为了保证电路的稳定性,要求:

  1. 三极管的PCM功率至少是继电器额定功率的两倍,PCM≥0.4W;

  2. 三极管的ICM电流至少是继电器吸合电流的两倍,ICM≥80mA;

  3. 三极管的BV耐压至少是继电器额定电压的两倍,BV≥10V;

由此可以看出这四款三极管都能满足需求,为了稳定性考虑,我们选用NPN的S8050。控制电路图如下所示:

思考:在实际应用中,上图会不会存在问题?

由于继电器的线圈是感性器件,变化的电流通过线圈时线圈会产生自感电动势,根据法拉第定律,自感电动势的大小与通过线圈的电流变化率(线圈内磁通变化率)成正比。所以当断开电源瞬间电流变化率很大,线圈将产生高于电源电压数倍的自感电动势,并与电源电压叠加,该电压可能造成三极管极被击穿,从而造成电路崩溃。

解决方案

为了消除这个感生电动势的有害影响,在继电器线圈两端反向并联抑制二极管,以吸收该电动势。自感电压与电源电压之和对二极管来说却是正向偏压,使二极管导通形成环流。感应的高电压就会通过回路释放掉,保证了三极管的安全。这个二极管也叫作续流二极管。正确电路图如下所示:

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