簡(jiǎn)析繼電器驅(qū)動(dòng)電路的保護(hù)設(shè)計(jì)

在開(kāi)始選擇繼電器驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，習(xí)慣性選擇現(xiàn)有的集成芯片，比如NUD3126和NUD3124，沒(méi)有仔細(xì)想過(guò)為什么要選用它們，是否可以選擇分立的三極管或者達(dá)林頓管。這里做一些分析和補(bǔ)充。
 
第一個(gè)因素是繼電器的熱開(kāi)啟問(wèn)題
 
我們知道繼電器要成功開(kāi)啟，特別是高溫下是需要一定的電流的，由于高溫的影響，電阻增大，使得需要的啟動(dòng)電壓也上升了，因此一般可以得到溫度和電壓的圖，如圖所示：

達(dá)林頓管的飽和電壓要比普通的三極管高一些。

我們采用這樣的設(shè)計(jì)將使得反接保護(hù)二極管的電壓和達(dá)靈頓的飽和電壓一起產(chǎn)生壓降，在高溫下，繼電器可能無(wú)法吸合

因此RELAY供應(yīng)商往往不推薦使用這樣的設(shè)計(jì)，如圖所示：

不覺(jué)得上面這個(gè)設(shè)計(jì)比前面一個(gè)設(shè)計(jì)好多少，不過(guò)如果這樣設(shè)計(jì)的話，問(wèn)題可以解決一部分。
 
驅(qū)動(dòng)電路的保護(hù)問(wèn)題
 
感性負(fù)載固有關(guān)斷有瞬態(tài)電壓的問(wèn)題，這個(gè)屢次經(jīng)過(guò)計(jì)算，加二極管續(xù)流的問(wèn)題是以繼電器本身的壽命為代價(jià)的，這并不合算。如果不加續(xù)流二極管，則需要考慮這部分能量怎么瀉放的問(wèn)題

后三種方案可選擇，不過(guò)穩(wěn)壓管最便宜，但是速度較慢。
 
三極管為什么會(huì)壞？
 
三極管的軟擊穿
 
對(duì)于集電極電壓超過(guò)V（BR）CEO而引起的擊穿，只要外電路限制擊穿后的電流，管子就不會(huì)損壞，待集電極電壓減小到小于V（BR）CEO后，管子也就恢復(fù)到正常工作，因此這種擊穿是可逆的，不是破壞性的。
 
三極管的二次擊穿
 
如果上述擊穿后，電流不加限制，就會(huì)出現(xiàn)集電極電壓迅速減小，集電極電流迅速增大的現(xiàn)象，通常將這種現(xiàn)象稱為二次擊穿。發(fā)生二次擊穿的過(guò)程是：結(jié)面某些薄弱點(diǎn)上電流密度增大，引起這些局部點(diǎn)的溫度升高，從而使局部點(diǎn)上電流密度更大，溫度更高，如此反復(fù)作用，最后導(dǎo)致過(guò)熱點(diǎn)的晶體熔化，相應(yīng)在集射極間形成低阻通道，導(dǎo)致vCE下降，iC劇增，結(jié)果是功率管尚未發(fā)燙就已損壞。因此二次擊穿是不可逆的，是破壞性的?？梢?jiàn)，二次擊穿是在高壓低電流時(shí)發(fā)生的，相應(yīng)的功率稱為二次擊穿耐量。
 
最后一個(gè)問(wèn)題是反接保護(hù)的問(wèn)題
 
這是一個(gè)討厭的問(wèn)題，二極管的問(wèn)題是壓降，如果使用PMOS或者NMOS呢，COIL的反電壓容易對(duì)PMOS產(chǎn)生影響，因此請(qǐng)大家慎重選擇反接保護(hù)電路。