继电器的驱动精选文档.ppt

继电器的驱动本讲稿第一页，共十四页工业生产现场，控制对象是电磁继电器、电磁开关工业生产现场，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。或可控硅、固态继电器和功率电子开关。能否用能否用MCS-51片内的片内的I/O口直接驱动它们呢？口直接驱动它们呢？继电器 接触器 电动机 阀门本讲稿第二页，共十四页继电器的工作原理与结构线圈 触点常开触点常闭触点本讲稿第三页，共十四页主要技术参数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本讲稿第四页，共十四页单片机IO的驱动能力P0P0口的驱动能力较大，当其口的驱动能力较大，当其输出高电平输出高电平时，可提供时，可提供400400 A A的电流；的电流；P0P0口口输出低电平输出低电平（0.45V0.45V）时，则可提供）时，则可提供3.2mA3.2mA的灌电的灌电流，如低电平允许提高，灌电流可相应加大；流，如低电平允许提高，灌电流可相应加大；P1P1、P2P2、P3P3口的每一位只能驱动口的每一位只能驱动4 4个个LSTTLLSTTL，即可提供的，即可提供的电流只有电流只有P0P0口的一半；口的一半；继电器线圈继电器线圈需要流过较大的电流（约需要流过较大的电流（约50mA）才能使）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，继电器吸合，一般的集成电路不能提供这样大的电流，因此因此必须进行扩流，即驱动必须进行扩流，即驱动。本讲稿第五页，共十四页因此，要用单片机控制各种各样的因此，要用单片机控制各种各样的高压、高压、大电流负载大电流负载，如电动机、电磁铁、继电器、，如电动机、电磁铁、继电器、灯泡等，灯泡等，不能用单片机的不能用单片机的I/OI/O线来直接驱动线来直接驱动，而必须通过各种而必须通过各种驱动电路驱动电路和开关电路来驱和开关电路来驱动。动。本讲稿第六页，共十四页NPN三极管驱动 PNP三极管驱动NPN 晶体管驱动时：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，造成继电器误动作本讲稿第七页，共十四页常用三极管参数（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：1.PCM是集电极最大允许耗散功率。2.ICM是集电极最大允许电流。3.BV（CEO）是三极管基极开路时，集电极-发射极反向击穿电压。4.fT是特征频率。5.hFE是放大倍数。本讲稿第八页，共十四页三极管驱动继电器的参数1.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。2.三极管的选择：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)3.三极管基极输入电流：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。4.基极电阻：（5V-0.7V）/基极电流=电阻值(4.7V/8mA=3.3K)。本讲稿第九页，共十四页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自感电压它与电源电压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+-+本讲稿第十页，共十四页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；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，继电器触点应安装大电流工作时，继电器触点应安装RC消火花电路；消火花电路；本讲稿第十一页，共十四页三极管与单片机连接之间应采用光耦进行隔离；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继电器供电的电源与单片机5V要不共地。要不共地。本讲稿第十二页，共十四页多继电器的驱动-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）。本讲稿第十三页，共十四页注意事项：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。本讲稿第十四页，共十四页