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:
参数解释如下: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:
思考:在实际应用中,上图会不会存在问题?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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单片机如何控制继电器
单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的微型计算机系统,可以用来控制各种外部设备,包括继电器。继电器是一种电气开关,通过控制电流来控制其他电气设备的开关状态。单片机可以通过其数字输出引脚来控制继电器的通断,从而实现对其他设备的控制。
要实现单片机对继电器的控制,首先需要连接单片机和继电器。通常情况下,继电器有两个引脚用于控制,一个是控制端,一个是地端。单片机的数字输出引脚通过一个电阻连接到继电器的控制端,同时单片机的地端也连接到继电器的地端,以建立电气连接。
之后需要在单片机的程序中编写控制继电器的代码。首先需要配置单片机的数字输出引脚为输出模式,然后通过代码控制该引脚的电平状态,从而控制继电器的通断。例如,当需要闭合继电器时,将该引脚的电平设置为高电平;当需要断开继电器时,将该引脚的电平设置为低电平。
除了简单地控制继电器的通断外,单片机还可以通过编写复杂的程序实现对继电器的精确控制。例如,可以通过定时器模块实现对继电器的定时控制,或者通过外部中断引脚实现对继电器的响应控制。
总的来说,单片机通过其数字输出引脚可以方便地控制继电器,从而实现对其他电气设备的控制。通过合理的连接和编写程序,可以实现对继电器的各种控制功能,为各种应用场景提供了便利和灵活性。
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