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单片机通过三极管驱动继电器,继电极为什么不用加限流电

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来自 2楼
xwj| | 2008-5-16 17:08 | 只看该作者

这个电路一般也是能工作的,但有一系列的前提条件

这个电路一般也是能工作的,但有一系列的前提条件:

首先,要明白三极管导通、截至的条件:
三极管导通:只有在发射结上加正向电流,同时集电极电压正偏于发射极电压(NPN的Uc>Ue;PNP的Ue>Uc),才可能有集电极电流,而且一旦同时满足这两个条件则必定有集电极电流!
            硅管的发射结要加0.7V的电压才会开始有稳定的基极电流,不到0.7V时也会慢慢开始有很小的电流,但不建议工作在这种状态
            (这个自己去看二极管的电压电流曲线)
            
三极管截至:当然是要破坏上面的一个或多个条件:
            要么集电极对发射极反偏--这个...你的电路接好后VCC经过负载后加在发射极上,肯定是大于集电极电压的,这个条件不好改变;
            要么让发射极电流为0,那就只能让发射结电流为0了,一般有两种方法:1、断开基极回路;2、提高基极电压,使发射结可能的电压差为0或反偏

而共发射极电路(又名射极跟随器),有一个基本特性:
导通时发射结必然会正偏0.7V!(也就是说最小导通压降肯定会有至少0.7V)
为什么呢?因为当发射极电流造成的负载电压升高时,发射结上的电压差在减小啊(基本的减法),基极电流当然就会减小了,当负载电流(电压)升高到一定值时,发射结上的正偏电压差就会不足0.7V,就会没有发射结正偏电压啊,也就没有基极电流了,那当然就不会有更多的集电极电流和发射极电流了
所以,这是一个负反馈过程,最后稳定在 发射结正偏0.7V左右的平衡点上           

因此,这个电路正常工作的前提条件是:
1、继电器电源电压<=单片机电源,否则会关不断(LZ的电路如果是VCC给单片机供电则没问题);

2、继电器上能获得的最大电压只有VCC-0.8V左右,如果VCC是5V,则要测试5V的继电器能否在4.2V 时可靠吸和,能否保证吸和力;如果VCC是3.3V的话,那么恭喜你:你会为找不到能在2.5V电压下可靠的的继电器烦死:-)

3、饱和是指不管怎么减小基极限流电阻、不管怎么想增加Ib,输出压降都不会再小的情况(现象),实际上这个电路也是能饱和的,只是饱和压降比较大罢了:-)

4、饱和电流,Ibs、Ics怎样计算?
--首先,根据确定三极管型号、材质、类型确定它的BE结压降(硅管大约0.7V),确定它的放大倍数? (视型号和厂家分档来定,以实测为准,为便于计算我们假设放大倍数视100吧)
--然后,实测继电器的直流电阻,5V的小型继电器电流一般是50mA左右,电阻100欧姆,为便于计算就假设为它的电阻R=100欧姆吧
--接着,根据电路形式,列出正确的方程:
截止不用算,当然是断开4.7K左端或左端电压=VCC;
只算导通时的:将4.7k左端接IO口,假设IO口导通电压时0.1V,VCC电压5V
(1)IC=?×Ib=100×Ib
(2)Ie=Ib+Ic=101×Ib
基极回路上:继电器电压降+发射结压降+4.7K电阻压降+IO口饱和导通压降=VCC,即:
(3)R×Ie+0.7+Rb×Ib+0.1=5  (能看懂吗?)
简单代换法解方程,可得:
100×101×Ib+4700×Ib+0.7+0.1=5
14800×Ib=4.2
Ib=0.284mA
(2)Ie=Ib+Ic=101×Ib=28.66mA
负载电压=Ie×R=28.66*100=2866mV=2.866V
三极管压降=5-2.866=2.134V

呵呵,为什么这么大呢?
因为你的基极电阻定得太大啦!
试着减小它看看哦,自己去计算吧:-)







            

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板凳
HWM| | 2008-5-15 14:08 | 只看该作者

射极跟随一般连基极电阻都可以省。

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地板
hq_y| | 2008-5-15 14:09 | 只看该作者

加了限流电阻继电器就不工作了

但是这个电路有问题;
继电器应该在c和gnd之间;
VCC接e;

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spwp| | 2008-5-15 14:10 | 只看该作者

这个图有问题??????????

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6
小学一年级|  楼主 | 2008-5-15 14:21 | 只看该作者

饱和电流Ibs、Ics怎样计算?

基极电阻要小于多少,管子才饱和工作?

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7
awey| | 2008-5-15 14:25 | 只看该作者

这个电路基极电阻为0都不可能饱和

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8
hq_y| | 2008-5-15 14:29 | 只看该作者

简单计算:

Ics=贝塔×Ibs

Ib=(Vcc-Vbe)/Rb

你知道了继电器的型号,就知道了他的工作电流;
实测一下三极管的放大倍数,大体上知道了Ib;
然后算出来Rb;

这个值取小一点,以避免放大倍数的离散性,以及进入深一点的饱和状态,然后实际试试看就知道了;

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9
小学一年级|  楼主 | 2008-5-15 14:38 | 只看该作者

awey,为什么不能饱和?

awey 发表于 2008-5-15 14:25 模拟技术 ←返回版面    

6楼: 这个电路基极电阻为0都不可能饱和 

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10
awey| | 2008-5-15 14:45 | 只看该作者

因为他是射极跟随器,所以不会饱和

Ve电压=Vb+0.7V
即使Vb=0,Ve=0.7V

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11
2001myp| | 2008-5-15 15:05 | 只看该作者

我是一只小小小菜鸟

继电器线包本身也是个电阻吧

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12
maychang| | 2008-5-15 15:08 | 只看该作者

不但不能饱和,而且不能截止

除非单片机使用12V以上的电源,不过好像没有用这么高电源电压的单片机。

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13
sxggj| | 2008-5-15 15:09 | 只看该作者

awey真是高手

正偏反偏我是搞不懂,,不过看一下TIP8550的手册,VCESAT的经典值和最大值都是负的,,

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14
computer00| | 2008-5-15 15:34 | 只看该作者

不知道maychang从哪看到12V电源?

继电器本身就是直接接工作电压的,好比一个5V的灯泡,直接接到5V上去就行了,不用接限流电阻。

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15
sxggj| | 2008-5-15 15:38 | 只看该作者

12楼的说法有误,呵呵

资料上显示VCESAT最大值为0.5V,这个值小于0.7V,,,是不是就说明,可以饱和呢

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16
栏杆| | 2008-5-15 15:55 | 只看该作者

?

为什么要用P管? 为什么要用限流电阻?

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17
sublater| | 2008-5-15 19:59 | 只看该作者

to栏杆

要求IO口为低时候导通

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18
hjh2008| | 2008-5-15 21:12 | 只看该作者

这样是不是说明已经饱和了?

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19
awey| | 2008-5-15 21:18 | 只看该作者

三极管的Vec还有0.7V,饱和时应该小于0.2V(小的就几十mV)

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20
hjh2008| | 2008-5-15 21:46 | 只看该作者

但电流好像已经接近最大值了?

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21
小学一年级|  楼主 | 2008-5-15 21:47 | 只看该作者

为何不能截止?

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