实用继电器电路以及参数分析

分析：继电器线圈需要流过较大的电流（约50mA）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，因此，必须进行扩流，即驱动。

 

如图1所示为用NPN型三极管驱动继电器的电路图，图中方框中为继电器电路，继电器线圈作为集电极负载而接到集电极和正电源之间，当输入为0V的时候，三极管截止，继电器线圈无电流流过，则继电器释放（OFF）。相反，当输入为+VCC的时候，但机关饱和，继电器线圈有相当的电流流过则继电器吸合。

 

图1 用NPN三极管驱动继电器电路图

续流二极管的作用：当输入电压由VCC变为0时，三极管由饱和状态变为截止状态，这样继电器电感线圈中的电流突然失去流通通路，根据楞次定律，在线圈中将会产生比较大的反向电动势，电压值最大可达100多V。如果这个电压加上电源电压，同时作用在三极管上，三极管会损坏。所以加上续流二极管，它可以将这个反向电动势放掉（反向电动势为下正上负），使三极管集电极的电压最高不超过VCC+0.7V。

在上图中，电阻R1和R2的取值，必须使当输入为VCC时的三极管可靠的饱和，即有：βI_b > I_es

在图1中，假设VCC = 5V，I_es = 50mA，β = 100，则有I_b > 0.5mA

而I_b = (VCC - V_be/R₁) - (Vbe/R₂)

若取R2 = 4.7K，则R1 < 6.63K，为了是三极管有一定的饱和深度和兼顾三极管的电流放大倍数，一般取R1 = 3.6K左右即可。

若取R1 = 3.6K当集成电路控制端输入为VCC时，应能至少提供1.2mA的驱动电流（流过R1的电流）给本驱动电路。而许多集成电路（例如8051单片机）输入的高电平不能达到这个要求，但它的低电平驱动能力则比较强（例如8051单片机I/O口输出低电平能提供20mA的驱动电流，注：这里说的是漏电流）则应该使用图2所示的电路来驱动继电器。修改为用PNP三极管驱动继电器。

 

图2 使用PNP三极管驱动继电器电路图

R2起到上拉的作用。

与图1相比，因为由NPN变为PNP则电流方向，电压极性和继电器逻辑都有所变化。当输入为0V时，三极管饱和，从而使继电器线圈有相当的电流流过，继电器吸合。相反，当输入为VCC时，三极管截止，继电器释放。