本帖最后由 forgot 于 2023-2-8 13:11 编辑
#申请原创# 继电器是一种非常常用的电控器件，广泛用于远程控制、自动控制等领域，按类型分为电磁继电器、固态继电器、时间继电器等等种类，也有大小及交直流类型之分。主要由铁芯、线圈、衔铁、回位弹簧、触点等部分构成，根据触点的多少还可以分成单触点、双触点及多触点类型。以电磁继电器为例，其工作原理就是利用电流通过线圈后，由于线圈电磁感应会产生电磁场力，从而吸动衔铁动作至触点，达到控制电路接通的作用。当电流消失，由于内部弹簧的弹力，将衔铁自动回位，触点控制电路也就断开了，这里的工作逻辑常开常闭类型的继电器正好相反。
在很多设计中为了通过单片机MCU的GPIO端口实现小型继电器开关控制，一般采用晶体管驱动控制继电器线圈比较常见，由于继电器线圈本身具有一定的内阻，当采用NPN管时，一般控制电源负端。 以常开继电器为例，当GPIO输出高电平1，NPN导通，继电器线圈通电，主触点吸合。当GPIO输出低电平0，NPN截止，继电器线圈断电，主触点断开。
由于控制线圈本身具有一定的感性，当晶体管驱动电路断开的时候，由于线圈的自感现象，会在线圈的两端产生一定的感应电动势。这个电压的方向是线圈电源端为负，另一端为正，不同的线圈在电流变化快慢相同的情况下，产生的感应电动势也是不同的，也就就是线圈的自身系数不同。所以为了防止发生过大的感应电动势击穿晶体管导致电路损坏，往往需要在线圈上并联一个方向二极管，如1N4148等，二极管的阴极与线圈电源VCC相连，二极管的阳极与线圈和晶体管的集电极相连。当线圈产生反向电动势时，就可以通过该二极管以电流的形式将自感电压耗掉，起到保护晶体管的作用。
除了自己在必要的电路设计时加入该二极管，很多继电器厂家在继电器生产制造时在一些体积比较大的继电器内部也会在内部增加一个二极管，作用相同，所以在选型和电路设计之前可以先留意是否已经自带二极管了，避免重复增加，形成不必要的成本。 除了控制线圈部分的保护以外，继电器触点的保护也是非常重要，首先继电器的触点负载能力本身就要做一点的预留，另外在对于容性负载及感性负载时，由于吸合瞬间较大防浪涌电流的冲击和断开瞬间的拉弧现象对触点的伤害很大，同样需要采用不同的电路保护方案进行保护，对于容性负载有增加NTC电阻及串联电感器等方案，对于感性负载主要有RC并联等电路方案，其中对于器件的参数选择非常重要，需要一定的经验和实际测试才可以达到要求，只有这样才能保障继电器的工作稳定性。
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