继电器控制原理

只看该作者 · 2021-5-21 18:01

本帖最后由 binoo7 于 2021-5-25 19:35 编辑

#申请原创#

@21小跑堂

重要的事情说三遍

言归正传，今天来和大家分享一个比较有意思的继电器板，

这是从网上随便找了一个，商家其实不知道其中的原理，根据某宝上店家所写的

可以判断出这上面是可以接高低电平来控制继电器的，这里我就比较好奇了，到底是怎么通过高低电平控制的呢，在好奇心的驱使下，买了一个回来研究，
不看不知道，一测量真奇妙，下面把我抄的原理图和大家分享一下，大家及都明白了

有没有很神奇，开始我以为是用的普通的光耦，结果用的是双向光耦来控制的，怪不得说可以由高低电平了来控制继电器了，
当低电平控制的时候，跳线COM和LOW短接，这样由24V供电，只要提供了低电平，那么光耦导通，控制三极管打开，继电器得电
当高电平控制的时候，跳线COM和HIGH短接，这样由控制引脚输出高电平，来点亮光耦，从而驱动三极管来控制继电器，继电器通电控制的原理：
继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。
它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。

可以看到继电器控制的方式是通过电生磁，通过线圈得电，产生磁场，吸合触电开关或者断开。
看原理图上的介绍，这里的D1是续流的作用，给电感泄放电流形成泄放回路，LED灯来指示继电器是否得电
有一点要提醒大家，就是如果要控制继电器的时候，最好是给继电器提供一个泄放回路，要不突然断电后，会形成很大的电流，如果无法泄放，容易对电路产生影响。下面具体说一下为什么会有大电流产生，其实继电器的线圈相当于一个电感，
电感，根据百度百科上的介绍
电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。
电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。
电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。
如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；
如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。
电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。
从上面我们能看到重点，电感是储能元件，也就是能把电能存储起来，阻碍电流的变化。

当Q1导通后，电流方向如上图所示

当Q1断开的瞬间，因为线圈（电感）的作用，电流无法突变，电感将产生很高的电压，远远超过了电源电压值，线圈（电感）存储的能量需要有回路泄放，如果选择普通二极管是没有效果的，普通二极管的单向导电特性取决于P型半导体与N型半导体接触形成的PN结，由于结电容的存在，反应时间并不太短，开关断开的瞬间，二极管还来不及导通，相当于没有接二极管一样，达不到泄放的目的。
所以这个时候就要用到我上面用的二极管（肖特基二极管），肖特基二极管（也称肖特基势垒二极管，Schottky Barrier Diode，SBD）的单向导电性是由金属与半导体接触形成的，它的特点是开关速度快，可以在开关关断的瞬间，形成泄放回路。并联的二极管主要用来防止开关断开瞬间电感电流产生突变，也称之为续流二极管。
这点其实大家如果设计过开关电源应该很清楚，比如BOOST、BUCK电路中都有用到了二极管、电感，目的就是升压或者降压，都是利用了电感的特性，这里为了安全所以才用的二极管
如果大家对继电器控制用的比较多的话，应该会了解，比如专用的多路继电器控制芯片ULN2803A，芯片内集成了二极管

好啦，今天的分享就到这里，欢迎大家积极投稿，让我们共同进步
最后@21小跑堂要不要给我件T恤啊

2万 · 2021-5-21 18:31

控制个继电器不用这么复杂，又光耦又2803的，嫌钱多吗？

2万 · 2021-5-21 22:45

同问D1为何用稳压二极管，常见都是1n4007做续流二极管。

4万 · 2021-5-27 22:00

楼主帖所及用肖特基管做续流并无必要，有关论述并不成立。常规管的导通速度虽慢，但依然能起到续流抑制反峰的作用，足以保护电路中其它元件。肖特基管虽然导通更快，但更多的成本付出在此并无意义。

4万 · 2021-5-27 22:00

晕，怎么冒出个原创章章？看着别扭……

只看该作者 · 2021-5-28 14:56

电路改一下会更好，匹配5V或3.3V IO的MCU。
光耦输入端的R3电阻，串在H1的1号脚上，然后再接24V，
这样就是24V-R3-opto-PA0-MCU IO，驱动电流I=2.4mA(忽略LED压降)
MCU的IO直接灌电流即可。

另一面，MCU IO-opto-R-GND,这里选择一个适合的R即可。