繼電器線圈需要流過(guò)較大的電流(約50mA)才能使繼電器吸合,一般的集成電路不能提供這樣大的電流,因此必須進(jìn)行擴(kuò)流,即驅(qū)動(dòng)。
圖示1為用NPN型三極管驅(qū)動(dòng)繼電器的電路圖,圖中陰影部分為繼電器電路,繼電器線圈作為集電極負(fù)載而接到集電極和正電源之間。當(dāng)輸入為0V時(shí),三極管截止,繼電器線圈無(wú)電流流過(guò),則繼電器釋放(OFF);相反,當(dāng)輸入為+VCC時(shí),三極管飽和,繼電器線圈有相當(dāng)?shù)碾娏髁鬟^(guò),則繼電器吸合(ON)。
圖1 用NPN三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖
續(xù)流二極管的作用:當(dāng)輸入電壓由變+VCC為0V時(shí),三極管由飽和變?yōu)榻刂?,這樣繼電器電感線圈中的電流突然失去了流通通路,若無(wú)續(xù)流二極管D將在線圈兩端產(chǎn)生較大的反向電動(dòng)勢(shì),極性為下正上負(fù),電壓值可達(dá)一百多伏,這個(gè)電壓加上電源電壓作用在三極管的集電極上足以損壞三極管。故續(xù)流二極管D的作用是將這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)通過(guò)圖中箭頭所指方向放電,使三極管集電極對(duì)地的電壓最高不超過(guò)+VCC +0.7V。
圖1中電阻R1和R2的取值必須使當(dāng)輸入為+VCC時(shí)的三極管可靠地飽和,
即有βIb>Ies
在圖中假設(shè)Vcc = 5V,Ies=50mA,β=100,
則有Ib>0.5mA
而Ib=(Vcc-Vbe)/R1-Vbe/R2
若取R2=4.7K,則R1<6.63K,為了使三極管有一定的飽和深度和兼顧三極管電流放大倍數(shù)的離散性,一般取R1=3.6K左右即可。
若取R1=3.6K,當(dāng)集成電路控制端為+VCC時(shí),應(yīng)能至少提供1.2mA的驅(qū)動(dòng)電流(流過(guò)R1的電流)給本驅(qū)動(dòng)電路,而許多集成電路(例如標(biāo)準(zhǔn)8051單片機(jī))輸出的高電平不能達(dá)到這個(gè)要求,但它的低電平驅(qū)動(dòng)能力則比較強(qiáng)(例如標(biāo)準(zhǔn)8051單片機(jī)I/O口輸出低電平能提供20mA的驅(qū)動(dòng)電流(這里說(shuō)的是漏電流)),則應(yīng)該用如圖2所示的電路來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器。
圖2 用PNP三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖
R2起到上拉作用;與圖1比較NPN三極管變?yōu)镻NP三極管,電流方向、電壓極性和繼電器邏輯都應(yīng)有所變化。當(dāng)輸入為0V時(shí),三極管飽和,從而使繼電器線圈有相當(dāng)?shù)碾娏髁鬟^(guò),繼電器吸合;相反,當(dāng)輸入為+VCC時(shí),三極管截止,繼電器釋放。
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:詳解三極管驅(qū)動(dòng)繼電器電路圖
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