继电器的驱动.

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1、继电器的驱动 重庆科技学院 刘显荣 2012.3.22 工业生产现场，控制对象是电磁继电器、电磁开关 或可控硅、固态继电器和功率电子开关。 能否用MCS-51片内的I/O口直接驱动它们呢？ 继电器 接触器 电动机 阀门 继电器的工作原理与结构 线圈 触点 常开触点 常闭触点 主要技术参数 1.触点参数： 触点负载： 3A 220V AC/30V DC 阻 抗： 100m 额定电流： 3A 电气寿命：10万次 机械寿命：1000万次 2.线圈参数： 阻值(士10%)： 120 线圈功耗：0.2W 额定电压：DC 5V 吸合电压：DC 3.75V 释放电压：DC 0.5V 单片机IO的驱动能力 P

2、0口的驱动能力较大，当其输出高电平时，可 提供400A的电流； P0口输出低电平（0.45V）时，则可提供3.2mA 的灌电流，如低电平允许提高，灌电流可相应 加大； P1、P2、P3口的每一位只能驱动4个LSTTL，即 可提供的电流只有P0口的一半； 继电器线圈需要流过较大的电流（约50mA）才 能使继电器吸合，一般的集成电路不能提供这 样大的电流，因此必须进行扩流，即驱动。 因此，要用单片机控制各种各样的高压、 大电流负载，如电动机、电磁铁、继电器 、灯泡等，不能用单片机的I/O线来直接 驱动，而必须通过各种驱动电路和开关电 路来驱动。 NPN三极管驱动 PNP三极管驱动 NPN 晶体管驱

3、动时： 1、基极高电平晶体管饱和导通集电极低电平继电器 线圈通电触点吸合。 2、基极低电平晶体管截止继电器线圈断电触点断开 。 PNP晶体管驱动的优点： 1、单片机IO端口的低电平驱动能力较强； 2、避免单片机上电时IO为高电平，造成继电器误动作 常用三极管参数（参考） 型号极性PCM(W)ICM(mA) BV(CEO)V fT(MHZ) hFE 9012PNP0.62550040- 64 202 9014NPN0.62510050- 60 1000 8050NPN11.5A2519085 300 8550PNP11.5A2520060 300 注释： PCM是集电极最大允许耗散功率。 ICM

4、是集电极最大允许电流。 BV（CEO）是三极管基极开路时，集电极-发射极反向击 穿电压。 fT是特征频率。 hFE是放大倍数。 三极管驱动继电器的参数 从上面的继电器线圈参数得知，继电器工作吸合电流为 0.2W/5V=40mA或5V/12040mA。 三极管的选择： 1) 功率PCM：大于5V*继电器电流 (5*40 mA = 0.2W)的两倍； 2) 最大集电极电流（ICM）：大于继电器吸合电流的两倍以上 ； 3) 耐压BV（CEO）：大于继电器工作电压5V,可选10V以上； 4) 直流放大倍数：取100。 5) 三极管可选：PCM（0.4W），ICM（80mA）,BV (10V) 三极管基

5、极输入电流：继电器的吸合电流/放大倍数=基极电 流(40mA/100 =4mA)，为工作稳定，实际基极电流应为计 算值的2倍以上。 基极电阻：（5V-0.7V）/基极电流=电阻值(4.7V/8mA =3.3K)。 1、三极管由导通变为截止继电器绕组感生较大的自感电压它与电源电 压叠加控制继电器线圈的三极管的e、c两极上发射结（ec）有可 能被击穿。 2、为了消除这个感生电动势的有害影响，在继电器线圈两端反向并联抑制 二极管，以吸收该电动势。 3、自感电压与电源电压之和对二极管来说却是正向偏压，使二极管导通形 成环流。感应的高电压就会通过回路释放掉，保证了三极管的安全。 续流二极管的作用 + -

6、 - + 继电器驱动电路的一些注意事项 要与强电隔离和采取抗干扰措施，否则容易 出现乱码和死机、重启 三极管的基极对地要有一个下拉电阻，防止误动 ； 大电流工作时，继电器触点应安装RC消火花电路 ； 三极管与单片机连接之间应采用光耦进行隔离； 继电器供电的电源与单片机5V要不共地。 多继电器的驱动-ULN2003 电流增益高（大于1000）; 带负载能力强（输出电流大于500mA）; NPN晶体管矩阵，集电极开路输出，故可直接驱动继电 器 ； 温度范围宽（-4085）; 工作电压高（大于50V）。 注意事项： 1、当单片机IO高电平驱动能力不足，与2003接口应该 加上拉电阻，参考取值2K； 2、达林顿结构晶体管输出电路的输出端饱和压降较大 ，典型值为1V，所以当驱动额定电压较低的继电器时 ，应该选择电源电压值大一点。 3、还要注意电源是否有足够的容量允许多个继电器同 时工作。