驱动篇 -- 继电器

感谢阅读本文,在接下来很长的一段时间里,我将陆续分享项目实战经验。从电源、单片机、晶体管、驱动电路、显示电路、有线通讯、无线通信、传感器、原理图设计、PCB设计、软件设计、上位机等,给新手综合学习的平台,给老司机交流的平台。所有文章来源于项目实战,属于原创。

一、继电器分类
常用继电器为电磁继电器与固态继电器。
①、电磁继电器
基本原理:利用电磁效应来控制机械触点达到通断目的,给带有铁芯线圈通电-线圈电流产生磁场-磁场吸附衔铁动作通断触点,整个过程是“小电流-磁-机械-大电流”这样一个过程;
优点:价格便宜,驱动简单,隔离效果好;
缺点:体积大,寿命相对短(机械触点)。

②、固态继电器
基本原理:由微电子电路,分立电子器件,电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号,达到直接驱动大电流负载。
优点:寿命长(无触点),驱动简单,隔离效果好;
缺点:体积大,成本高。

二、名词解释
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常开端:线圈不通电时两触点是断开的,通电后,两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。
常闭端:线圈不通电时两触点是闭合的,通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。
公共端:开关输入,比如接12V,24V,220V等。

三、项目实战
1、选型
品牌很多,像欧姆龙(PLC用的比较多,质量好,价格贵),宏发(国产,性价比高),施耐德等。
另外,需要选择合适的驱动电压,比较常见的为3.3V,5V,12V,24V等;选择合适的输出功率,常见的为1A,3A,5A,10A,16A,20A等。
具体选型时,需仔细看型号手册。

2、驱动电路
1、晶体管驱动
可以使用BJT三极管或NMOS管驱动,典型驱动电路如下:
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注意事项:
①、D6,续流二极管,U7截止时,给电磁继电器内部线圈提供续流回路,避免线圈的反电动势击穿NMOS管;
②、C17,储能电容,U7导通时,给电磁继电器内部线圈提供瞬时能量,避免驱动电压下拉,产生纹波干扰其它电路;
③、D7,指示继电器通断状态。

2、驱动IC,以经典的ULN2003为例
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注意事项:
由于ULN2003内部集成了续流二极管,可以省去D6,其它类似。

3、PCB设计
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注意事项:
1、注意高低压爬电距离,必要时开槽处理;

三、小结
继电器是常用的功率开关器件,使用时需要注意驱动电压,输出电流,结构尺寸等参数。
继电器涉及的知识点很多,本文只是简要的介绍了下,仅仅起到抛砖引玉的作用,日后设计过程中,需要不断的总结经验,沟通交流,以达到真正的理解,灵活运用。

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作者:刘杰,软硬件技术10年,全职提供技术开发与技术服务、生产支持等。

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