一.前言
繼電器是用的比較多的開關器件,基本的原理就是通過給電磁線圈充放電來控制觸點的吸合與端口,是典型的小信號電流控制大電流負載的器件。當我們驅(qū)動繼電器工作時,需要給繼電器線圈施加直流電壓,由于線圈電阻一般不大,所以需要的驅(qū)動電流比較大,所以我們不能直接用單片機IO口來驅(qū)動繼電器,一般是采用集成IC比如2003芯片,或者三極管來驅(qū)動繼電器工作,我們需要通過MCU控制三極管的通斷,進而通過三極管的通斷來控制繼電器線圈的通斷。
二.繼電器驅(qū)動電路講解
1.確定繼電器線圈驅(qū)動電壓;
繼電器線圈吸合電壓也是由最低電壓的要求的,根據(jù)規(guī)格書中的最小值,繼電器吸合電壓需要大于10.2V才行,所以我們把VCC驅(qū)動電壓設置成12V。
2.計算繼電器線圈需要的驅(qū)動電流;
繼電器的線圈電阻可以在規(guī)格書中找到,為了計算最大驅(qū)動電流,我們按225Ω的線圈電阻計算驅(qū)動電流:(12V-Vceo)/225Ω,Vceo表示三極管的飽和導通壓降,可以查閱三極管規(guī)格書確認。假定所選三極管的飽和導通壓降Vceo=0.2V,可以計算得到驅(qū)動電流為:
(12-0.2)/225≈52.44mA;
3.計算三極管基極電流;
首先我們需要查閱所選型號三極管規(guī)格書中三極管的放大倍數(shù)β,假定β=100,為了使三極管工作在飽和區(qū),我們需要使得β*Ib遠大于Ic電流,我們先根據(jù)集電極電流計算三極管處于放大區(qū)和飽和區(qū)的臨界基極電流值:Ib=Ic/β=52.44/100=0.5244mA;所以要想讓三極管工作在飽和區(qū),基極電流值要大于0.5244mA,那么已知了電流,我們就可以計算出基極限流電阻值,假定基極驅(qū)動電壓為5V,那么Rb=(5V-Vbe)/Ib,其中Vbe是三極管的基-射極壓降,可以查閱三極管規(guī)格書得到,從而計算出Rb=(5-0.7)/0.5244≈8.2K,從而Rb的電阻值要小于8.2K,為了使三極管深度飽和,我們選定Rb為1K。
4.三極管BE結下拉電阻;
這個下拉電阻的作用是給三極管基極一個確定的下拉電平,防止三極管關閉時,三極管基極處于浮空狀態(tài),可能會誤導通。
5.繼電器線圈并聯(lián)反向放電二極管;
因為繼電器的線圈等同于電感,在繼電器關閉時,由于電感電流不能突變,此時繼電器線圈兩端會出現(xiàn)較大反向電壓,可能出損壞三極管,并聯(lián)二極管可以釋放電感能量,鉗位電感放電電壓,從而保護三極管。
三.總結
最后需要提醒大家,在選型三極管的時候注意三極管CE耐壓需大于電源電壓2倍,集電極最大電流需大于2倍繼電器線圈電流,以及需要計算匹配外圍電路使三極管工作在飽和區(qū)才行。
審核編輯:湯梓紅
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