单片机驱动继电器

之前说过，单片机的拉电流和灌电流有限，即输出驱动能力有限，要驱动继电器这类大功率的器件该怎么办呢，答案很简单：用三极管。器件参数该如何确定呢？

手上有一个HFD23的5V继电器，下面看一下其参数。

可以看出：

线圈的电阻为125Ω；

线圈的功率为200mW;

继电器的额定电压为5V；

由此可以计算出继电器的吸合电流，两种计算方式：

I=0.2mW/5V=40mA；

I=5V/125Ω=40mA；

下面看三极管的参数：

PCM是集电极最大允许耗散功率；

ICM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；

为了保证电路的稳定性，要求：

三极管的PCM功率至少是继电器额定功率的两倍，PCM≥0.4W；

三极管的ICM电流至少是继电器吸合电流的两倍，ICM≥80mA；

三极管的BV耐压至少是继电器额定电压的两倍，BV≥10V；

由此可以看出这四款三极管都能满足需求，为了稳定性考虑，我们选用NPN的S8050。控制电路图如下所示：

由于继电器的线圈是感性器件，变化的电流通过线圈时线圈会产生自感电动势，根据法拉第定律，自感电动势的大小与通过线圈的电流变化率（线圈内磁通变化率）成正比。所以当断开电源瞬间电流变化率很大，线圈将产生高于电源电压数倍的自感电动势，并与电源电压叠加,该电压可能造成三极管极被击穿，从而造成电路崩溃。

解决方案

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。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。这个二极管也叫作续流二极管。正确电路图如下所示：

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详细解析单片机控制继电器原理图以及其作用

首先看看继电器的驱动

这是典型的继电器驱动电路图,这样的图在网络上随处可以搜到,并且标准教科书上一般也是这样的电路图

为什么要明白这个图的原理?

单片机是一个弱电器件,一般情况下它们大都工作在5V甚至更低.驱动电流在mA级以下.而要把它用于一些大功率场合,比如控制电动机,显然是不行的.所以,就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的"功率驱动".继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节.在这里,继电器驱动含有两个意思:一是对继电器进行驱动,因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件;

还有就是继电器去驱动其他负载,比如继电器可以驱动中间继电器,可以直接驱动接触器,所以,继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口.这个很重要,因为,一直让我们的电气工程师(我指的是那些没有学习过相应的电子技术的)感到迷惑不解的是:一个小小的芯片,怎么会有如此强大的威力来控制像电动机这样强大的东西?

怎么样理解这个电路图?

要理解这个电路,其实也比较容易.那么请您按照我的思路来,应该没有问题:

首先的,里面的三极管很重要.三极管是电子电路里很重要的一个元件.怎么样理解三极管呢?

简单的来说三极管有两个作用一个是放大作用,一个是开关作用.(严格来讲开关作用是放大作用的极限情况,不过没关系,把两者分开,更便于理解它的工作原理).在这里,我们只了解它跟本电路有关的开关作用.

首先把三极管想成一个水龙头.

上面的Vcc就是水池,继电器是一个水轮机,下面的GND是比水池低的任何一点.刚才说过,三极管就是水龙头,它的把手就是那个带有电阻的引脚.

现在,单片机的某一个需要控制这个继电器电路的输出引脚就是一只"手",当单片机的这个引脚输出低电平的时候,就像"手"在打开三极管"水龙头",水就从上往下流,继电器"水轮机"就开始转起来了.反之,如果是输出高电平,"手"就开始关"水龙头",继电器"水轮机"因为没有水流下来,就会停止.

这就是三极管的开关作用.

简单的理解和记忆就是:三极管是一个开关器件,其实你真的可以将它看成是一个开关,只不过它不是用手来控制,而是用电压(电流)来控制的,因此,三极管有些时候也被称做电子开关(与机械开关相区别).

图上还有一个东西,是保护二极管,如果不需要深入理解的话,你大可不必追就为什么有它存在,但是一定得记住,只要是用三极管驱动继电器的场合,一般都有它的存在.需要特别注意的是它的接法:并联在继电器两端 阴极一定是接Vcc

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