繼電器，英文名為relay，是一種當輸入量(激勵量)的變化達到規定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器。這里的輸入量可以是電、磁、聲、光、熱等多種物理量，而被控量則通常指電路中的電流、電壓等參數。繼電器具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路)之間的互動關系，是實現電路自動化控制的關鍵元件之一。

一、繼電器的作用

繼電器在電氣系統中的作用豐富多樣，下面將詳細闡述其主要作用：

擴大控制范圍：繼電器具有多觸點的特點，當控制信號達到某一定值時，可以按照觸點組的不同形式，同時接通、斷開多路電路。這種特性使得繼電器能夠實現對多個電路的同時控制，從而擴大了控制范圍。例如，在工業自動化系統中，一個繼電器可以控制多個執行機構的動作，提高了生產效率。

放大控制量：繼電器能夠用小電流去控制大電流運作，實現對電路的大功率控制。例如，靈敏型繼電器和中間繼電器等，可以用一個很微小的控制量去控制很大功率的電路。這種放大控制量的作用使得繼電器在電力系統、電機控制等領域具有廣泛的應用。

綜合信號：繼電器可以將多個控制信號進行綜合處理，達到預定的控制效果。例如，當多個控制信號按規定的形式輸入多繞組繼電器時，經過比較綜合，可以實現復雜的控制邏輯。這種綜合信號的作用使得繼電器在自動化控制系統中具有更高的靈活性和可靠性。

實現自動、遙控和監測：繼電器可以與其他電器一起組成程序控制線路，實現自動化運行。同時，繼電器還可以實現遠程控制和監測功能，為電氣系統的遠程管理提供了便利。例如，在智能家居系統中，繼電器可以實現對家用電器的遠程控制和狀態監測。

安全保護：繼電器在電路中還具有安全保護的作用。例如，在電力系統中，繼電器可以用于過電流保護、接地保護、距離保護等方面。當電路中出現異常情況時，繼電器能夠及時切斷電路，避免設備損壞和安全事故的發生。

提高系統可靠性：繼電器具有高可靠性、長壽命、操作靈敏等特點。在電氣系統中使用繼電器可以提高系統的穩定性和可靠性。同時，繼電器還具有隔離功能，可以隔離控制系統和被控制系統之間的電氣聯系，減少電氣干擾和故障傳播的可能性。

繼電器作為一種電控制器件在電氣系統中具有不可替代的作用。其豐富的功能和廣泛的應用使得繼電器成為現代電氣系統中不可或缺的一部分。隨著科技的不斷發展和電氣系統的日益復雜化，繼電器的性能和功能也在不斷提高和完善，為電氣系統的自動化、智能化控制提供了更加可靠和高效的支持。

三、繼電器電路圖

1、直流智能繼電器開關電路圖

繼電器是一種根據電磁原理工作的機電裝置。繼電器有一個線圈來產生磁場，一些可移動的銷釘借助彈簧固定。當向繼電器線圈供電時，繼電器線圈會產生強磁場，拉動移動銷釘并與觸點銷釘相互接觸，然后打開開關，使電流流動。通常，繼電器 線圈與直流電源連接，但連接可移動引腳用于打開或關閉直流或交流。繼電器主要有 2 個線圈輸入引腳和 3 個內部可機械移動的引腳。 COM- 公共端，NO- 常開(線圈通電后繼電器激活后該引腳連接)和 NC- 常連接(線圈無電源時連接)。

該直流自動切斷繼電器開關的工作機制很簡單。當按鈕 SW1 按一次時，電流開始流向繼電器線圈，同時繼電器突然激活，然后電流也開始通過繼電器 NO 引腳流向輸出，并開始連續傳導電流。

但如果輸出部分發生短路，則繼電器線圈處的電位差將變為零，然后繼電器將失活。現在電源自動停止流動。

通過流動的gif動畫可以了解該電路的工作機制。

2、使用 MOC3021 光隔離器的固態繼電器電路圖

繼電器是一種在輸入和輸出觸點之間提供完全電氣隔離的元件，當不導通(開路)時電阻非常高、幾乎無限大，導通(閉合)時電阻非常低。繼電器可以有多種類型，例如電磁繼電器、簧片繼電器、熱繼電器、固態繼電器等。機電繼電器 (EMR) 使用線圈、磁場、彈簧和機械觸點來操作和切換電源。與 EMR 不同，固態繼電器 (SSR) 沒有移動部件。它利用固態半導體的電氣和光學特性來執行其輸入到輸出隔離和開關功能。由于 SSR 沒有移動部件，因此它們不易磨損，并且不存在接觸彈跳問題。鑒于 EMR 的觸點生命周期有限，可能會占用大量空間，并且開關速度較慢、輸出電流不受控制、噪聲等。固態繼電器則沒有這樣的限制。

固態繼電器可設計為通過使用 SCR、TRIAC 或開關晶體管輸出而不是通常的機械常開 (NO) 觸點來切換交流或直流電流。在這個項目中，我們設計了一個簡單的SSR。該電路采用雙向晶閘管，可以輕松驅動1000瓦的交流負載。

在此 SSR 電路中，輸入可以來自任何來源，例如微控制器、CMOS IC、Arduino 等。它使用光耦合器 MOC 3021 將輸入側與輸出側隔離。光耦合器的輸出充當 Triac BT139 的柵極觸發器。為了驅動更多負載，可以使用更高值的 Triac，如 BTA41 或類似的。每當柵極出現觸發脈沖時，電路就會充當閉合開關，從而允許電流流向負載。三端雙向可控硅開關元件必須安裝到散熱器上。該電路能夠以 5mA 或更小的最小低電流進行驅動，并以低至 3.6V DC 的電壓進行驅動。

3、使用 CD4060 IC 的隨機閃光繼電器電路圖

我們將演示使用 CD4060 IC 的“隨機閃光繼電器”項目。有許多可用的電路和包可以周期性地、任意地或順序地閃爍或切換繼電器的數量。

該隨機繼電器閃光器電路連續任意地打開和關閉十個繼電器開關。該電路可用于家居裝飾、商店、汽車等各種閃爍或開關應用。您可以利用它通過使用理想的交流或直流燈泡、LED、LED 燈條等來制作令人驚嘆的閃光燈系統。

目前，我們使用的是CD4060 觸發器振蕩器 IC，它由 10 個2N3904晶體管和繼電器組合而成。

要理解電路，首先必須了解繼電器的工作原理。繼電器是一種電磁開關，通常通過較低的電流工作，但可以打開或關閉更大的電流。繼電器的核心是電磁體，即一個線圈，當通電時會變成臨時磁鐵。我們利用十個2N3904 晶體管為繼電器提供足夠的電流。

該電路圍繞 4060 CMOS IC 工作。繼電器的ON或OFF速度可以通過500K可變電阻來控制。同樣可以通過增大或減小 500nF 電容的估計值來平衡開關速度。所有朝向 +Vcc 的焦點標記應與電源的正軌相關聯，所有接地焦點應與電源的負軌相關聯。該電路的工作電壓為9V至12V DC。所有繼電器均應為 12 伏。該電路同樣可以在 5V 或 6V DC 等較低電壓下工作。如果您需要使用 5V 或 6V 電壓的電路，則使用 6V 繼電器。

三、繼電器的基本結構

繼電器主要由以下幾個部分組成：

電磁系統：這是繼電器的核心部分，由電磁線圈、鐵芯和銜鐵等組成。電磁線圈是控制部分，通過通電或斷電來產生磁場，控制鐵芯的吸合和釋放。鐵芯是電磁線圈的磁導體，當電磁線圈通電時，鐵芯會受到磁力的作用吸合，從而改變繼電器的開閉狀態。

電磁線圈：是繼電器中的關鍵部分，通電時產生磁場，是繼電器工作的基礎。線圈的圈數、線徑等參數會影響其產生的磁場強度和特性。

鐵芯：作為磁導體，當電磁線圈通電時，鐵芯會受到磁場的作用而吸合。鐵芯的材質、形狀和尺寸等都會影響其磁化性能和吸合能力。

銜鐵：在電磁線圈通電時，銜鐵會受到鐵芯的吸引而移動，從而改變繼電器的觸點狀態。銜鐵的運動特性和精度對于繼電器的性能至關重要。

觸點系統：觸點系統是繼電器的輸出部分，用于實現電路的開閉控制。觸點系統通常由常開觸點和常閉觸點組成，當電磁系統動作時，觸點會發生相應的變位動作。

常開觸點：在繼電器未動作時處于斷開狀態，當電磁系統動作時閉合，用于控制電路的接通。

常閉觸點：在繼電器未動作時處于閉合狀態，當電磁系統動作時斷開，用于控制電路的斷開。

反力系統：反力系統主要由反力彈簧組成，用于在電磁系統斷電后幫助銜鐵和觸點復位。反力彈簧的彈力大小、形狀和材料等都會影響其復位效果。

支架和底座：支架和底座是繼電器的支撐部分，用于固定電磁系統、觸點系統和反力系統等部件，并保持其穩定性和可靠性。

四、結構特點與功能歸納

模塊化設計：現代繼電器通常采用模塊化設計，將電磁系統、觸點系統和反力系統等部件集成在一個模塊中，便于安裝、調試和維修。

高精度加工：繼電器的觸點系統需要高精度加工和裝配，以保證其動作精度和可靠性。同時，電磁系統和反力系統也需要精細的設計和制造，以滿足不同的控制需求。

多品種多規格：繼電器具有多種品種和規格，以適應不同的應用場合和控制需求。例如，電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器等，每種繼電器都有其特定的結構和功能特點。

安全可靠：繼電器在電氣系統中起著安全保護的作用，因此其結構設計和制造必須滿足安全可靠的要求。例如，觸點系統需要具有良好的接觸性能和耐磨性，電磁系統需要具有穩定的磁場特性和吸合能力等。

繼電器的結構是其工作性能和應用范圍的基礎。通過合理的結構設計和精細的制造工藝，可以制造出性能優良、功能豐富的繼電器產品，為電氣系統的自動化和智能化控制提供有力的支持。