一起来说说继电器,还有它的驱动电路
继电器,作为一个基础的电子元器件,在电子电路中很容易出现。工程师在开发电路项目,主要是利用继电器的两个常用特性
小信号控制大功率电气隔离继电器
为什么继电器具有这两个电路特性呢?这要从继电器的内部电路结构分析说起
01 继电器的构成
继电器主要由线圈与触点组成,可以从继电器的基本电路原理图符号看出,以单刀双掷继电器为例
继电器原理图符号
线圈部分是4脚与5脚,触点部分是1脚、2脚与3脚,在线圈的中间一般为铁芯或者磁芯,主要是为了更好效果的导磁,使线圈产生的磁环线更集中地在线圈周围。
02 继电器的工作原理
继电器的基本工作原理是利用电磁特性,线圈4脚与5脚通电产生电流,周围产生磁场,磁场会吸附触点开关的接通或者断开。
在单刀双掷继电器中,当
线圈4脚与5脚接通电源,触点开关1与触点开关3接通,触点开关1与触点开关2断开;线圈4脚与5脚断开电源,触点开关1与触点开关3断开,触点开关1与触点开关2接通;继电器线圈不接通电源,触点开关1与触点开关3的状态称之为常断 ,触点开关1与触点开关3的状态称之为常闭 。
03 继电器的驱动电路
依据继电器的基本电路原理特性,工程师就可以简单设计一些驱动电路,用以控制继电器的触点工作状态。具体的驱动电路以三极管为例说明
在三极管驱动继电器电路中,工程师主要是利用三极管的电流放大作用,控制线圈的电流关断与开启,从而间接控制继电器的触点开关。
三极管驱动继电器电路
值得注意的是,由于继电器在开启或关断瞬间会产生高压脉冲,为了保护三极管不被高压击穿,需要在继电器的线圈两端并联一个反向二极管,用于续流。
当然,继电器的驱动电路,除了三极管,工程师还可以使用MOS管、达林顿管以及专用的继电器驱动芯片。
04 继电器的应用
所谓小信号控制大功率,是指继电器线圈的小电流控制触点开关通过的大电流;电气隔离是指线圈的小信号没有直接与触点开关的大功率信号产生回路,实现了互不干扰隔离的效果;比如
为了控制220V交流电的灯泡,工程师可以应用继电器;为了控制直流48V的电机,工程师可以应用继电器;为了控制60V的水泵,工程师可以应用继电器;在这些应用案例中,都是通过继电器,实现小信号控制大功率的作用,并且同时实现了电气隔离的效果;继电器的应用过程中,关注的参数
1)寿命次数
寿命次数是指继电器工作时开与关的次数总和,例如10万次;
2)线圈电压
线圈电压是指继电器工作时4脚与5脚之间的额定电压,例如12V;
3)线圈电流
线圈电流是指继电器工作时4脚与5脚之间最小的电流,例如100mA;与线圈电流对应的是线圈电阻,二者在电路中含义是相同的;
4)触点电阻
触点电阻是指继电器的触点开关1与触点开关2或者触点开关3在接通时的电阻,此电阻在实际项目应用中越小越好,例如100mΩ;
5)触点电流
触点电流是指继电器触点开关接通时流过的最大电流,例如10A;
6)触点电压
触点电压是指继电器的触点开关在关断时承受的最大电压,包含直流电压与交流电压,例如DC24V或者AC220V;
结语
关于继电器的电路特性以及它的驱动电路,基本上就是这些内容,可以作为后续的参考资料;不知在继电器的使用过程中,有没有遇到什么问题?
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继电器的驱动电路设计
继电器,作为将弱电信号控制强电信号的中间转换器件,在电子电路设计项目方案里经常被研发电子或者硬件工程师所使用;那么继电器的驱动电路是如何设计的呢?如何设计一个较好的电路驱动继电器?且听芯片哥一一道来
继电器驱动电路:
1.达林顿管:达林顿管,也即三极管阵列,通常的型号ULN2003和ULN2803;其中TI德州仪器 ULN2003BDR SOIC-16市场参考价2.15RMB/PCS;
由于达林顿管由于其自身包含集成钳位二极管,因此在继电器的线圈驱动电路不需要额外的保护二极管,使电路设计简洁;选用达林顿管驱动继电器,一般是用在多个继电器驱动应用上,成本比较有优势;
2.三极管:三极管驱动单个继电器线圈,如使用BC817,在使用三极管驱动继电器的时候,必须在继电器两端加上钳位二极管,已达到去除继电器关闭瞬间产生的瞬态高电压冲击;
3.MOS管:MOS管相比较三极管,具有封装大,耐电压电流冲击功能大,但是成本相比较三极管高一些;由于MOS管自身内部集成反向二极管,因此驱动继电器不需要增加保护二极管
4.高低边驱动:高低边是集成的MOS管,只是集成一些温度,高压与过流保护等功能,因此也适合驱动继电器,不需要外部保护器件;由于成本较高,一般用于要求较高的产品项目中,如汽车电子与航空航天领域;
芯片哥需要指出的内容是继电器驱动电路,本质是控制继电器的线圈导通与关闭,其次是在开通与关闭继电器,需要抑制线圈产生的瞬态高压,做好这两点即可完成继电器的电路驱动设计;不知各位小伙伴们是否还有其他更好的继电器驱动电路设计方案呢?
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