这种设计很危险~~~剪断P1.0看看和拆定时炸*有什么两样???

只看该作者 · 2008-3-4 00:05

这个问题缠绕着我很久了，看起来觉得挺简单，但却一直没吃透，今发贴问问各位大虾！电路图如下：

问题1：P1.0是51单片机IO口，当P1.0为高电平时，即为5V经过20K上拉电阻后输出的电压
       该图1中在外部并联了上拉电阻R4，作用是增大流过基极的电流，若是不用，我认为也
       影响不大?
问题2：R3是个限流电阻，它的参数是如何选的，是通过流过三极管基极电流决定？还是三极管
       集电极饱和电流决定？
问题3：图1电路中三极管会饱和，据我说知的三极管饱和需要两个条件，一是发射结正偏，二是集
       电结反偏，很明显现在VB》VE，发射结正偏满足，但集电极反偏如何满足，VC电位在三极管导通
       前如何确定？这点我实在找不到一个合理的说法来证明，或者说不能通过这点来判断三极管
       导通，难道是通过三极管集电极饱和电流来判断，之前看过一个论证的方法，就是假设三极
       管工作在放大状态，先算出基极电流，然后IB*放大倍数，得出VC》5V，得出放大不成立，
       因发射结正偏，所以工作在饱和区，但感觉这中论证方法不是很科学，能不能不用这种假设
       的方法分析呢？
问题4：当P1.0为高电平时，该继电器的常开触电会闭合，为低时，则断开，这是加了三极管后的结果
       若是不用三极管驱动，直接用P1.0接继电器的5脚，当P1.0为高时，继电器的常开触点会
       保持断开，当P1.0为低时，继电器常开触点会闭合。如果后面成立，那加三极管还有何意义？
问题5：R4在电路中的作用是除了使三极管可靠截止外还有什么作用呢？
问题6：D1在电路中的作用是保护三极管，具体的原理还请指教
问题7：R1是个限流电阻，好象可要可不要，因继电器的线圈本身就有几十欧的电阻

这都是我个人的一些理解，我的感觉是没有理解的很透彻，很多知识点都只知其表面，不知其真正
内在原理，因此特发此帖来请各位大虾来指点解惑

3万 · 2008-3-4 00:55

1、51系列单片机I/O口上拉和下拉能力大不相同，上拉电流很微弱，仅几十uA，往往不足以使三极管进入饱和，所以上拉电阻是必要的。
2、R3上限值由你所需要的三极管基极电流决定(R3+R4，R4是4.7k那个)，下限为零，即不用。
3、当然可以不用这种方法分析，但这种方法是“科学”的，即逻辑上没有错误。
4、单片机输出电流没有那么大，能够驱动继电器。如果单片机可以输出那么大电流，当然可以。
5、R4(20k)没有别的作用。
6、继电器的绕组是个电感。当三极管由导通变为截止时，流经继电器绕组的电流减小，电感产生自感电动势(高中物理内容)，方向是下正上负。如果电流变化很快，则自感电动势就比较大，可能损坏三极管。加此二极管后，电流可以经二极管继续流动，减小得相当慢，自感电动势等于继电器绕组压降加二极管压降，这样不会损坏三极管。
7、该电阻完全可以不用，条件是供电电压与继电器绕组额定电压相符合。

2万 · 2008-3-4 00:29

2万 · 2008-3-4 01:04

不过定时炸*的问题要考虑~~~

3万 · 2008-3-4 01:18

此电路看来并没有考虑到可靠性等等这些。
驱动继电器和驱动数码管是不一样的。即使是数码管，最好上电时也不要闪一下。

2万 · 2008-3-4 01:21

只看该作者 · 2008-3-4 09:12

感谢高手的无私分析，让我这个外行也加深了对模拟电路的认识！

只看该作者 · 2008-3-4 09:55

对于问题3还有没有其他的方法可以分析?望能共享!
    问题4,单片机在输出低电平时,我的理解是相当于接地(实际上应有一个MOS 管导通时的压降) ,那这样应该说流过继电器的电流只取绝于电源电压和限流电阻,而与单片机似乎没有关系?

    单片机复位时P1.0为高,继电器会闭合,这样设计确实有缺陷,改进方法应该是将D2改用PNP型的8550三极管
    对于如果让P1.0悬空,那继电器会闭合,为什么会很危险呢?
还请各位赐教!

1万 · 2008-3-4 11:45

不错不错

只看该作者 · 2008-3-4 13:10

三极管饱和需要两个条件，一是发射结正偏，二是集电结反偏?????????

R4就是为了防止单片机复位时三极管的讯间导通

只看该作者 · 2014-5-15 14:15

mark

只看该作者 · 2014-5-18 18:57

本帖最后由 kamen588 于 2014-5-18 18:59 编辑

首先这个设计是有问题的  应该用PNP型三极管这样可以避免上电复位后继电器跳一下。

R4（4.7K)电阻没有必要而且是错误的如果P1.0悬空继电器会闭合如果继电器控制的是电机或者电锯的工程机械还不危险吗？
我想R4电阻的设计者本意是上拉提高驱动能力但是三极管都用错了应该用PNP 如果用STC的单片机设成强推挽输出即可最大输出20毫安完全够了

R3的选择： Ib= (5-0.7)/R3  忽略R4(20K)上的电流约为 4.3MA 8050的HFE不是一个固定值随着IC的增大减小在IC= 500MA时最小只有 50左右，5v继电器的工作电流一般是几十毫安具体可根据继电器的功率/线圈电阻得到只要Ib*HFE= IC 大于继电器的工作电流即可同时要最好保证三极管饱和导通假设hfe 100 ~200 之间 IC应该是在 430MA-860MA之间但是请注意HFE不是一个固定值随着IC电流的增大而减小最后达到一个动态平衡同时IC 又受到三极管饱和时集电极电流的限制 5v继电器线圈的电阻在70欧姆左右 5-（70*IC)=VCE 当vce = 0.3v 是可认为三极管饱和导通算出IC = 67ＭＡ
IC/HFE =IB  67/100= 0.67ma 只要ib大于0.67MA 即可所以R1取 1k到5.1k 都可以

R4(20k) 防止干扰导致继电器误动作

R1完全没必要

只看该作者 · 2014-11-10 11:23

kamen分析很到位！！！

这种设计很危险~~~剪断P1.0看看和拆定时炸*有什么两样???

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这种设计很危险~~~剪断P1.0看看和拆定时炸*有什么两样???

maychang是个好老师,呼叫匠人JJ送裤子~~~

hot说得对

复位就是驱动继电器,这个问题很重要~~~LED问题还不大~~~

分析的好

谢谢maychang和hotpower两位大虾的关注!

楼主这位学生求知欲很强烈

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复位就是驱动继电器,这个问题很重要~LED问题还不大~