EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
本帖最后由 Heaven_1 于 2022-11-24 18:03 编辑 7 D/ K' A5 N3 }- h' B% U3 S
3 G" c( k% a, {5 b今天主要讲解继电器有关的内容: - 继电器的基本含义;
- 继电器的基本参数;
- 继电器如何驱动;
- 继电器如何实现节能;
- 固态继电器的基本知识;
; K1 V9 x3 Y% m) _3 E( S
今天和大家学习一下继电器的基本知识、使用方法和典型应用电路。
+ t4 l( H( v4 v- N: b1.继电器的基本含义继电器是常用的开关型电控器件,根据工作原理、结构和功能的不同,可以分为电磁继电器、固态继电器、时间继电器、温度继电器、光继电器等。本文中主要介绍电磁继电器。 电磁继电器主要由线圈、衔铁和触点构成,其中线圈是继电器的输入部分,触点是继电器的输出部分,当线圈有合适的电流流过时,根据电磁效应,会产生磁场吸附衔铁,从而使触点动作。电磁继电器经常用于控制回路中,实现小电流控制大电流的目的。电磁继电器的内部结构如图1所示。
3 ~5 o% D* H5 z( p- N
" }9 t7 c# e: c2 {& Y" a e1 - 继电器的结构组成
2 ?' u& @: A1 \2.继电器的基本参数
% o8 H. R$ F/ I8 B1 F; `& g. R8 z7 d在继电器选型时,需要了解其基本的参数,这些参数包括:线圈电压、触点容量、触点接触电阻,释放电压等。 线圈电压就是继电器正常工作时加在线圈两端的电压,在购买继电器时,被经常问道:你要几伏的继电器,这里就是指继电器的线圈电压。 触点容量是指继电器带负载的能力,如2A/30VDC,20A/220VAC; 释放电压,是指随着线圈两端的电压下降,触点复位时所对应的电压。
9 U5 J, G2 J5 w4 E5 r0 t, \; l1 d
5 e; s. Y' S1 y2- 继电器实物图
: T# C$ l6 }4 Z% Q% ?& I继电器的触点,一般有常开、常闭、常开/常闭组合类型。 ' W) [* J& y& p( o3 ^
3.继电器如何驱动8 y9 O9 ^% }; t8 ]( d* Z/ n+ M+ l
学过 单片机的朋友都知道,在单片机开发板上继电器基本是标配,通过控制继电器来学习单片机的IO口如何配置为输出。对于小功率的继电器,可以通过三极管来驱动,使用NPN三极管和PNP三极管驱动继电器的电路图如下。 NPN三极管驱动继电器 用NPN三极管驱动继电器的时候需要将继电器接在三极管的集电极上,并在线圈上并联一个反向二极管,典型原理图如图3所示。
T; x! e. f( i- U' f$ o1 S
0 g8 C8 r- y. P& g+ O9 {' B$ C3- NPN三极管驱动继电器
2 A' ]3 w/ z% J' z# f0 }上图中,基极上的电阻为限流电阻,防止基极电流过大将三极管烧坏;基极和发射极之间的电阻叫做下拉电阻,单片机的IO口在初始化的时候,电平可能是不确定的状态,下拉电阻将基极下拉到低电平使三极管截止,从而防止了继电器的误动作。 当基极的信号是高电平时,三极管导通,继电器线圈得电,继电器触点动作; 当基极的信号是低电平时,三极管截止,继电器线圈失电,继电器触点复位;
! W# S/ r7 E) f5 l hPNP三极管驱动继电器 用PNP三极管驱动继电器的时候需要将继电器接在三极管的集电极上,并在线圈上并联一个反向二极管,典型原理图如图4所示。
2 k7 G; n3 _" c# k8 X3 Q* Z% E: x# _2 R
$ x, e6 S4 ~9 |! x. Q# E4-PNP三极管驱动继电器
4 l& {2 ]' n/ r7 a0 j: ~3 j' W上图中,基极上的电阻为限流电阻,防止基极电流过大将三极管烧坏;基极和发射极之间的电阻叫做上拉电阻,单片机的IO口在初始化的时候,电平可能是不确定的状态,上拉电阻将基极拉到高电平使三极管截止,从而防止了继电器的误动作。 当基极的信号是低电平时,三极管导通,继电器线圈得电,继电器触点动作; 当基极的信号是高电平时,三极管截止,继电器线圈失电,继电器触点复位; 续流二极管的作用 上面两种驱动方式,都在线圈上方向并联了一个二极管,该二极管叫做续流二极管。由于继电器的线圈呈现感性特性,在断电时流过线圈的电流不会发生突变,会感应出反向电动势,该反向电压可能会超过三极管的耐压值将三极管损坏,为避免这种情况。加了一个反向的续流二极管,在断电瞬间给反向电动势提供了一条泄放通道,从而保护了三极管。 ' [: q0 J6 m) ~' W: p* K# |' L
4.继电器如何节能
4 w: w# x1 }0 ]) e: f2 s现在用户对功耗比较敏感,要求功耗尽可能的小,而性能不打折扣。对于继电器而言这一点非常明显,有些继电器的线圈电阻非常小,在启动、工作时所需要的电流非常大。继电器在动作的瞬间需要较大的电流,而在动作以后只需要较小的维持电流就可以让继电器保持动作状态。所以只需要在继电器动作后,降低线圈流过的电流即可实现继电器驱动的节能。
6 m; R- W3 V8 j& F; L
c; ^) `: d( V; i5-继电器节能
2 \* p4 u3 l) Q# z! ] g$ ?节能方式有两种,介绍如下: 降压的方式实现节能 继电器在启动时加在线圈两端的电压为额定电压,当继电器动作稳定大约100-500ms之后,将线圈两端的电压降至释放电压以上,这样加在线圈两端的电压小了,流过线圈的电流就小了。如图5左侧所示。 PWM方式实现节能 这最常用的节能方式,用PWM来驱动三极管或者MOS管的控制端,以降低线圈两端的平均电压,从而实现线圈的节能。 以上两种方式的大致波形如图6所示。
" o4 l0 H! U: T/ l/ j7 {
- ^) s. G( E$ E, q0 R" {6-继电器节能 ' \) d* r4 |! \* t
5.固态继电器的基本知识2 T* N' a0 b# t% c+ b
电磁继电器的触点是机械式的,在大电流分断的时候,容易产生电弧,触点长久工作在电弧的环境中会被腐蚀,从而失效,所以电磁继电器的触点都是具有工作寿命的。而固态继电器是完全电子式的继电器,其触点是由MOS管或者可控硅来实现的,电子式的触点不存在电弧问题,所以固态继电器的触点没有寿命的限制,且动作响应非常快不存在抖动问题,噪音较小。 固态继电器的主要构成 固态继电器分为交流固态继电器和直流固态继电器。交流固态继电器主要由光耦和可控硅构成;而直流固态继电器主要由光耦和MOSFET构成。 固态继电器的过零检测 固态继电器可以分为带过零检测和不带过零检测的。交流负载中,不带过零检测的情况下,只要输入端有触发信号,触点就动作;而带过零检测的,在输入端有触发信号后,触点等到负载端出现一次过零后才动作。
k* r2 ? j3 Z/ M
) p2 h4 d" T! p% l7-固态继电器 7 n. r( Z2 X0 E4 }
固态继电器的触点是电子式的,过大电流时需要带大面积的散热片,相比电磁继电器而言,价格比较贵。 电磁继电器和固态继电器各有优缺点。 . L8 a, |0 z4 D. b
以上就是继电器相关的基本知识,欢迎大家留言讨论吧。 - x4 i% \$ T/ l
) L: Y4 q0 Y$ J# h' H5 J' T: { g& n( \. C0 k) K4 \
+ ~ t& O2 A3 V5 L( R |