|
大家好，從今日起我新建了一個(gè)電子類專欄，該專欄將逐個(gè)介紹電路設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常用到的元器件，力求以最簡(jiǎn)潔的文字描述，讓大家快速的掌握元器件的使用方法，并學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)硬件電路、如何設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品，專欄持久更新。 0.前面的內(nèi)容前文《MOS管的知識(shí)，從概念到應(yīng)用，一篇文章就夠了》講解了與MOS管相關(guān)的內(nèi)容，今天主要講解繼電器有關(guān)的內(nèi)容：
今天和大家學(xué)習(xí)一下繼電器的基本知識(shí)、使用方法和典型應(yīng)用電路。 1.繼電器的基本含義繼電器是常用的開(kāi)關(guān)型電控器件，根據(jù)工作原理、結(jié)構(gòu)和功能的不同，可以分為電磁繼電器、固態(tài)繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器、光繼電器等。本文中主要介紹電磁繼電器。 電磁繼電器主要由線圈、銜鐵和觸點(diǎn)構(gòu)成，其中線圈是繼電器的輸入部分，觸點(diǎn)是繼電器的輸出部分，當(dāng)線圈有合適的電流流過(guò)時(shí)，根據(jù)電磁效應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)吸附銜鐵，從而使觸點(diǎn)動(dòng)作。電磁繼電器經(jīng)常用于控制回路中，實(shí)現(xiàn)小電流控制大電流的目的。電磁繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.繼電器的基本參數(shù)在繼電器選型時(shí)，需要了解其基本的參數(shù)，這些參數(shù)包括：線圈電壓、觸點(diǎn)容量、觸點(diǎn)接觸電阻，釋放電壓等。 線圈電壓就是繼電器正常工作時(shí)加在線圈兩端的電壓，在購(gòu)買繼電器時(shí)，被經(jīng)常問(wèn)道：你要幾伏的繼電器，這里就是指繼電器的線圈電壓。 觸點(diǎn)容量是指繼電器帶負(fù)載的能力，如2A/30VDC，20A/220VAC； 釋放電壓，是指隨著線圈兩端的電壓下降，觸點(diǎn)復(fù)位時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓。
繼電器的觸點(diǎn)，一般有常開(kāi)、常閉、常開(kāi)/常閉組合類型。 3.繼電器如何驅(qū)動(dòng)學(xué)過(guò)單片機(jī)的朋友都知道，在單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上繼電器基本是標(biāo)配，通過(guò)控制繼電器來(lái)學(xué)習(xí)單片機(jī)的IO口如何配置為輸出。對(duì)于小功率的繼電器，可以通過(guò)三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)，使用NPN三極管和PNP三極管驅(qū)動(dòng)繼電器的電路圖如下。 NPN三極管驅(qū)動(dòng)繼電器 用NPN三極管驅(qū)動(dòng)繼電器的時(shí)候需要將繼電器接在三極管的集電極上，并在線圈上并聯(lián)一個(gè)反向二極管，典型原理圖如圖3所示。
上圖中，基極上的電阻為限流電阻，防止基極電流過(guò)大將三極管燒壞；基極和發(fā)射極之間的電阻叫做下拉電阻，單片機(jī)的IO口在初始化的時(shí)候，電平可能是不確定的狀態(tài)，下拉電阻將基極下拉到低電平使三極管截止，從而防止了繼電器的誤動(dòng)作。 當(dāng)基極的信號(hào)是高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作； 當(dāng)基極的信號(hào)是低電平時(shí)，三極管截止，繼電器線圈失電，繼電器觸點(diǎn)復(fù)位； PNP三極管驅(qū)動(dòng)繼電器 用PNP三極管驅(qū)動(dòng)繼電器的時(shí)候需要將繼電器接在三極管的集電極上，并在線圈上并聯(lián)一個(gè)反向二極管，典型原理圖如圖4所示。
上圖中，基極上的電阻為限流電阻，防止基極電流過(guò)大將三極管燒壞；基極和發(fā)射極之間的電阻叫做上拉電阻，單片機(jī)的IO口在初始化的時(shí)候，電平可能是不確定的狀態(tài)，上拉電阻將基極拉到高電平使三極管截止，從而防止了繼電器的誤動(dòng)作。 當(dāng)基極的信號(hào)是低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電，繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作； 當(dāng)基極的信號(hào)是高電平時(shí)，三極管截止，繼電器線圈失電，繼電器觸點(diǎn)復(fù)位； 續(xù)流二極管的作用 上面兩種驅(qū)動(dòng)方式，都在線圈上方向并聯(lián)了一個(gè)二極管，該二極管叫做續(xù)流二極管。由于繼電器的線圈呈現(xiàn)感性特性，在斷電時(shí)流過(guò)線圈的電流不會(huì)發(fā)生突變，會(huì)感應(yīng)出反向電動(dòng)勢(shì)，該反向電壓可能會(huì)超過(guò)三極管的耐壓值將三極管損壞，為避免這種情況。加了一個(gè)反向的續(xù)流二極管，在斷電瞬間給反向電動(dòng)勢(shì)提供了一條泄放通道，從而保護(hù)了三極管。 4.繼電器如何節(jié)能現(xiàn)在用戶對(duì)功耗比較敏感，要求功耗盡可能的小，而性能不打折扣。對(duì)于繼電器而言這一點(diǎn)非常明顯，有些繼電器的線圈電阻非常小，在啟動(dòng)、工作時(shí)所需要的電流非常大。繼電器在動(dòng)作的瞬間需要較大的電流，而在動(dòng)作以后只需要較小的維持電流就可以讓繼電器保持動(dòng)作狀態(tài)。所以只需要在繼電器動(dòng)作后，降低線圈流過(guò)的電流即可實(shí)現(xiàn)繼電器驅(qū)動(dòng)的節(jié)能。
節(jié)能方式有兩種，介紹如下： 降壓的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能 繼電器在啟動(dòng)時(shí)加在線圈兩端的電壓為額定電壓，當(dāng)繼電器動(dòng)作穩(wěn)定大約100-500ms之后，將線圈兩端的電壓降至釋放電壓以上，這樣加在線圈兩端的電壓小了，流過(guò)線圈的電流就小了。如圖5左側(cè)所示。 PWM方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能 這最常用的節(jié)能方式，用PWM來(lái)驅(qū)動(dòng)三極管或者M(jìn)OS管的控制端，以降低線圈兩端的平均電壓，從而實(shí)現(xiàn)線圈的節(jié)能。 以上兩種方式的大致波形如圖6所示。
5.固態(tài)繼電器的基本知識(shí)電磁繼電器的觸點(diǎn)是機(jī)械式的，在大電流分?jǐn)嗟臅r(shí)候，容易產(chǎn)生電弧，觸點(diǎn)長(zhǎng)久工作在電弧的環(huán)境中會(huì)被腐蝕，從而失效，所以電磁繼電器的觸點(diǎn)都是具有工作壽命的。而固態(tài)繼電器是完全電子式的繼電器，其觸點(diǎn)是由MOS管或者可控硅來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電子式的觸點(diǎn)不存在電弧問(wèn)題，所以固態(tài)繼電器的觸點(diǎn)沒(méi)有壽命的限制，且動(dòng)作響應(yīng)非常快不存在抖動(dòng)問(wèn)題，噪音較小。 固態(tài)繼電器的主要構(gòu)成 固態(tài)繼電器分為交流固態(tài)繼電器和直流固態(tài)繼電器。交流固態(tài)繼電器主要由光耦和可控硅構(gòu)成；而直流固態(tài)繼電器主要由光耦和MOSFET構(gòu)成。 固態(tài)繼電器的過(guò)零檢測(cè) 固態(tài)繼電器可以分為帶過(guò)零檢測(cè)和不帶過(guò)零檢測(cè)的。交流負(fù)載中，不帶過(guò)零檢測(cè)的情況下，只要輸入端有觸發(fā)信號(hào)，觸點(diǎn)就動(dòng)作；而帶過(guò)零檢測(cè)的，在輸入端有觸發(fā)信號(hào)后，觸點(diǎn)等到負(fù)載端出現(xiàn)一次過(guò)零后才動(dòng)作。
固態(tài)繼電器的觸點(diǎn)是電子式的，過(guò)大電流時(shí)需要帶大面積的散熱片，相比電磁繼電器而言，價(jià)格比較貴。 電磁繼電器和固態(tài)繼電器各有優(yōu)缺點(diǎn)。 以上就是繼電器相關(guān)的基本知識(shí)，歡迎大家留言討論吧。在下次章節(jié)中將會(huì)和大家學(xué)習(xí)蜂鳴器相關(guān)的知識(shí)。
|
|
|
來(lái)自： zhenxing2000 > 《待分類》
