繼電器的驅(qū)動(dòng)

繼電器的驅(qū)動(dòng)第一頁，共十四頁，2022年，8月28日工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，控制對(duì)象是電磁繼電器、電磁開關(guān)或可控硅、固態(tài)繼電器和功率電子開關(guān)。能否用MCS-51片內(nèi)的I/O口直接驅(qū)動(dòng)它們呢？繼電器接觸器電動(dòng)機(jī)閥門第二頁，共十四頁，2022年，8月28日繼電器的工作原理與結(jié)構(gòu)線圈觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)第三頁，共十四頁，2022年，8月28日主要技術(shù)參數(shù)觸點(diǎn)參數(shù)：

觸點(diǎn)負(fù)載：3A220VAC/30VDC

阻抗：≤100mΩ

額定電流：3A

電氣壽命：≥10萬次

機(jī)械壽命：≥1000萬次線圈參數(shù)：

阻值(士10%)：120Ω

線圈功耗：0.2W

額定電壓：DC5V

吸合電壓：DC3.75V

釋放電壓：DC0.5V第四頁，共十四頁，2022年，8月28日單片機(jī)IO的驅(qū)動(dòng)能力P0口的驅(qū)動(dòng)能力較大，當(dāng)其輸出高電平時(shí)，可提供400A的電流；P0口輸出低電平（0.45V）時(shí)，則可提供3.2mA的灌電流，如低電平允許提高，灌電流可相應(yīng)加大；P1、P2、P3口的每一位只能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL，即可提供的電流只有P0口的一半；繼電器線圈需要流過較大的電流（約50mA）才能使繼電器吸合，一般的集成電路不能提供這樣大的電流，因此必須進(jìn)行擴(kuò)流，即驅(qū)動(dòng)。第五頁，共十四頁，2022年，8月28日因此，要用單片機(jī)控制各種各樣的高壓、大電流負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、繼電器、燈泡等，不能用單片機(jī)的I/O線來直接驅(qū)動(dòng)，而必須通過各種驅(qū)動(dòng)電路和開關(guān)電路來驅(qū)動(dòng)。第六頁，共十四頁，2022年，8月28日NPN三極管驅(qū)動(dòng)PNP三極管驅(qū)動(dòng)NPN晶體管驅(qū)動(dòng)時(shí)：1、基極高電平→晶體管飽和導(dǎo)通→集電極低電平→繼電器線圈通電→觸點(diǎn)吸合。2、基極低電平→晶體管截止→繼電器線圈斷電→觸點(diǎn)斷開。PNP晶體管驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：1、單片機(jī)IO端口的低電平驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)；2、避免單片機(jī)上電時(shí)IO為高電平，造成繼電器誤動(dòng)作第七頁，共十四頁，2022年，8月28日常用三極管參數(shù)（參考）型號(hào)極性PCM(W)ICM(mA)BV(CEO)VfT(MHZ)hFE9012PNP0.62550040--64～2029014NPN0.62510050--60～10008050NPN11.5A2519085～3008550PNP11.5A2520060～300注釋：PCM是集電極最大允許耗散功率。ICM是集電極最大允許電流。BV（CEO）是三極管基極開路時(shí)，集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓。fT是特征頻率。hFE是放大倍數(shù)。第八頁，共十四頁，2022年，8月28日三極管驅(qū)動(dòng)繼電器的參數(shù)從上面的繼電器線圈參數(shù)得知，繼電器工作吸合電流為0.2W/5V=40mA或5V/120Ω≈40mA。三極管的選擇：1)功率PCM：大于5V*繼電器電流(5*40mA=0.2W)的兩倍；2)最大集電極電流（ICM）：大于繼電器吸合電流的兩倍以上；3)耐壓BV（CEO）：大于繼電器工作電壓5V,可選10V以上；4)直流放大倍數(shù)：取100。5)三極管可選：PCM（0.4W↑），ICM（80mA↑）,BV(10V↑)三極管基極輸入電流：繼電器的吸合電流/放大倍數(shù)=基極電流(40mA/100=4mA)，為工作穩(wěn)定，實(shí)際基極電流應(yīng)為計(jì)算值的2倍以上?；鶚O電阻：（5V-0.7V）/基極電流=電阻值(4.7V/8mA=3.3KΩ)。第九頁，共十四頁，2022年，8月28日1、三極管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂埂^電器繞組感生較大的自感電壓→它與電源電壓疊加→控制繼電器線圈的三極管的e、c兩極上→發(fā)射結(jié)（e—c）有可能被擊穿。2、為了消除這個(gè)感生電動(dòng)勢(shì)的有害影響，在繼電器線圈兩端反向并聯(lián)抑制二極管，以吸收該電動(dòng)勢(shì)。3、自感電壓與電源電壓之和對(duì)二極管來說卻是正向偏壓，使二極管導(dǎo)通形成環(huán)流。感應(yīng)的高電壓就會(huì)通過回路釋放掉，保證了三極管的安全。續(xù)流二極管的作用+--+第十頁，共十四頁，2022年，8月28日繼電器驅(qū)動(dòng)電路的一些注意事項(xiàng)要與強(qiáng)電隔離和采取抗干擾措施，否則容易出現(xiàn)亂碼和死機(jī)、重啟三極管的基極對(duì)地要有一個(gè)下拉電阻，防止誤動(dòng)；大電流工作時(shí)，繼電器觸點(diǎn)應(yīng)安裝RC消火花電路；第十一頁，共十四頁，2022年，8月28日三極管與單片機(jī)連接之間應(yīng)采用光耦進(jìn)行隔離；繼電器供電的電源與單片機(jī)5V要不共地。第十二頁，共十四頁，2022年，8月28日多繼電器的驅(qū)動(dòng)-ULN2003電流增益高（大于1000）;帶負(fù)載能力強(qiáng)（輸出電流大于500mA）;NPN晶體管矩陣，集電極開路輸出，故可直接驅(qū)動(dòng)繼電器；溫度范圍寬（-40～85℃）;工作電壓高（大于50V）。第十三頁，共十四頁，2022年，8月28日注意事項(xiàng)：1、當(dāng)單片機(jī)IO高電平驅(qū)動(dòng)能力不足，與2003接口應(yīng)該加上拉電阻，參考