驅動篇 -- 繼電器

感謝閱讀本文,在接下來很長的一段時間裏,我將陸續分享項目實戰經驗。從電源、單片機、晶體管、驅動電路、顯示電路、有線通訊、無線通信、傳感器、原理圖設計、PCB設計、軟件設計、上位機等,給新手綜合學習的平臺,給老司機交流的平臺。所有文章來源於項目實戰,屬於原創。

一、繼電器分類
常用繼電器爲電磁繼電器與固態繼電器。
①、電磁繼電器
基本原理:利用電磁效應來控制機械觸點達到通斷目的,給帶有鐵芯線圈通電-線圈電流產生磁場-磁場吸附銜鐵動作通斷觸點,整個過程是“小電流-磁-機械-大電流”這樣一個過程;
優點:價格便宜,驅動簡單,隔離效果好;
缺點:體積大,壽命相對短(機械觸點)。

②、固態繼電器
基本原理:由微電子電路,分立電子器件,電力電子功率器件組成的無觸點開關。用隔離器件實現了控制端與負載端的隔離。固態繼電器的輸入端用微小的控制信號,達到直接驅動大電流負載。
優點:壽命長(無觸點),驅動簡單,隔離效果好;
缺點:體積大,成本高。

二、名詞解釋
在這裏插入圖片描述
常開端:線圈不通電時兩觸點是斷開的,通電後,兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。
常閉端:線圈不通電時兩觸點是閉合的,通電後兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。
公共端:開關輸入,比如接12V,24V,220V等。

三、項目實戰
1、選型
品牌很多,像歐姆龍(PLC用的比較多,質量好,價格貴),宏發(國產,性價比高),施耐德等。
另外,需要選擇合適的驅動電壓,比較常見的爲3.3V,5V,12V,24V等;選擇合適的輸出功率,常見的爲1A,3A,5A,10A,16A,20A等。
具體選型時,需仔細看型號手冊。

2、驅動電路
1、晶體管驅動
可以使用BJT三極管或NMOS管驅動,典型驅動電路如下:
在這裏插入圖片描述
注意事項:
①、D6,續流二極管,U7截止時,給電磁繼電器內部線圈提供續流回路,避免線圈的反電動勢擊穿NMOS管;
②、C17,儲能電容,U7導通時,給電磁繼電器內部線圈提供瞬時能量,避免驅動電壓下拉,產生紋波干擾其它電路;
③、D7,指示繼電器通斷狀態。

2、驅動IC,以經典的ULN2003爲例
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注意事項:
由於ULN2003內部集成了續流二極管,可以省去D6,其它類似。

3、PCB設計
在這裏插入圖片描述
注意事項:
1、注意高低壓爬電距離,必要時開槽處理;

三、小結
繼電器是常用的功率開關器件,使用時需要注意驅動電壓,輸出電流,結構尺寸等參數。
繼電器涉及的知識點很多,本文只是簡要的介紹了下,僅僅起到拋磚引玉的作用,日後設計過程中,需要不斷的總結經驗,溝通交流,以達到真正的理解,靈活運用。

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作者:劉傑,軟硬件技術10年,全職提供技術開發與技術服務、生產支持等。

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