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繼電器工作原理及驅(qū)動(dòng)電路

發(fā)布時(shí)間:2018-11-27 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】本文將介紹繼電器的工作原理以及繼電器的驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)要根據(jù)所用繼電器線圈的吸合電壓和電流而定,一定要大于繼電器的吸合電流才能使繼電器可靠地工作。
 
繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)(又稱(chēng)輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱(chēng)輸出回路),通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中,它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。
 
繼電器的繼電特性
 
繼電器的輸入信號(hào) x 從零連續(xù)增加達(dá)到銜鐵開(kāi)始吸合時(shí)的動(dòng)作值 xx,繼電器的輸出信號(hào)立刻從 y=0  跳躍y=ym,即常開(kāi)觸點(diǎn)從斷到通。一旦觸點(diǎn)閉合,輸入量 x 繼續(xù)增大,輸出信號(hào) y 將不再起變化。當(dāng)輸入量 x 從某一大于 xx  值下降到xf,繼電器開(kāi)始釋放,常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性,也叫繼電器的輸入-輸出特性。
 
一、繼電器(relay)的工作原理和特性
 
 
1、電磁繼電器的工作原理和特性
 
電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng),銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)(常開(kāi)觸點(diǎn))吸合。當(dāng)線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返
 
回原來(lái)的位置,使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn))釋放。這樣吸合、釋放,從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn),可以這樣來(lái)區(qū)分:繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn),稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”;處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。
 
2、電路原理
 
繼電器是一種當(dāng)輸入量變化到某一定值時(shí),其觸頭(或電路)即接通 或分?jǐn)嘟恢绷餍∪萘靠刂苹芈贰?/div>
 
 
由永久磁鐵保持釋放狀態(tài),加上工作電壓后,電磁感應(yīng)使銜鐵與永久磁鐵產(chǎn)生吸引和排斥力矩,產(chǎn)生向下的運(yùn)動(dòng),最后達(dá)到吸合狀態(tài)。
 
3、 晶體管驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路
 
 
當(dāng)晶體管用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器時(shí),推薦用NPN三極管。具體電路如下:
 
當(dāng)輸入高電平時(shí),晶體管T1飽和導(dǎo)通,繼電器線圈通電,觸點(diǎn)吸合。
當(dāng)輸入低電平時(shí),晶體管T1截止,繼電器線圈斷電,觸點(diǎn)斷開(kāi)。
 
電路中各元器件的作用:晶體管T1為控制開(kāi)關(guān);電阻R1主要起限流作用,降低晶體管T1功耗;電阻R2使晶體管T1可靠截止;二極管D1反向續(xù)流,為三極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)向關(guān)斷時(shí)為繼電器線圈中的提供泄放通路,并將其電壓箝位在+12V上。
 
4、集成電路驅(qū)動(dòng)電路
 
 
目前已使用多個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管集成的集成電路,使用這種集成電路能簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)多個(gè)繼電器的印制板的設(shè)計(jì)過(guò)程?,F(xiàn)在我司所用驅(qū)動(dòng)繼電器的集成電路主要有TD62003AP。
 
當(dāng)2003輸入端為高電平時(shí),對(duì)應(yīng)的輸出口輸出低電平,繼電器線圈兩端通電,繼電器觸點(diǎn)吸合;
 
當(dāng)2003輸入端為低電平時(shí),對(duì)應(yīng)的輸出口呈高阻態(tài),繼電器線圈兩端斷電,繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)。
 
24V 繼電器的驅(qū)動(dòng)電路
 
繼電器串聯(lián) RC  電路:這種形式主要應(yīng)用于繼電器的額定工作電壓低于電源電壓的電路中。當(dāng)電路閉合時(shí),繼電器線圈由于自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中電流的增大,從而延長(zhǎng)了吸合時(shí)間,串聯(lián)上  RC 電路后則可以縮短吸合時(shí)間。原理是電路閉合的瞬間,電容 C 兩端電壓不能突變可視為短路,這樣就將比繼電器線圈額定工作電壓高的電源電壓加到線圈上,  從而加快了線圈中電流增大的速度,使繼電器迅速吸合。電源穩(wěn)定之后電容 C 不起作用,電阻 R 起限流作用。
 
二、繼電器額定工作電壓的選擇
 
繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。在使用繼電器時(shí),應(yīng)該首先考慮所在電路(即繼電器線圈所在的電路)的工作電壓,繼電器的額定工作電壓應(yīng)等于所在電路的工作電壓。
 
一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的0.86。注意所在電路的工件電壓千萬(wàn)不能超過(guò)繼電器額定工作電壓,否則繼電器線圈容易燒毀。另外,有些集成電路,例如NE555電路是可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器工作的,而有些集成電路,例如  COMS 電路輸出電流小,需要加一級(jí)晶體管放大電路方可驅(qū)動(dòng)繼電器,這就應(yīng)考慮晶體管輸出電流應(yīng)大于繼電器的額定工作電流。
 
1、晶體管驅(qū)動(dòng)電路
 
當(dāng)晶體管用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器時(shí),必須將晶體管的發(fā)射極接地。具體電路如下:
 
 
2 、原理簡(jiǎn)介
 
NPN 晶體管驅(qū)動(dòng)時(shí):當(dāng)晶體管 T1基極被輸入高電平時(shí),晶體管飽和導(dǎo)通,集電極變?yōu)榈碗娖剑虼死^電器線圈通電,觸點(diǎn) RL1吸合。當(dāng)晶體管  T1基極被輸入低電平時(shí),晶體管截止,繼電器線圈斷電,觸點(diǎn) RL1斷開(kāi)。
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