嵌入式-4种经典继电器驱动电路-单片机IO端口/三极管/达林顿管/嵌套连接

文章目录

    • 一:继电器原理
    • 二:单片机驱动电路
    • 三:经典继电器驱动电路方案
    • [3.1 继电器驱动电路方案一:I/O端口灌电流方式的直接连接](#3.1 继电器驱动电路方案一:I/O端口灌电流方式的直接连接)
      • [3.1.1 方案一的继电器特性要求](#3.1.1 方案一的继电器特性要求)
      • [3.1.2 方案一可能会损坏I/O口](#3.1.2 方案一可能会损坏I/O口)
    • [3.2 继电器驱动电路方案二:三极管驱动](#3.2 继电器驱动电路方案二:三极管驱动)
      • [3.2.1 学习和工作最常用:NPN型三极管,型号:8050](#3.2.1 学习和工作最常用:NPN型三极管,型号:8050)
      • [3.2.2 PNP型三极管,型号:8550](#3.2.2 PNP型三极管,型号:8550)
      • [3.2.3 继电器特性要求](#3.2.3 继电器特性要求)
    • [3.3 继电器驱动电路方案三:达林顿管驱动](#3.3 继电器驱动电路方案三:达林顿管驱动)
      • [3.3.1 达林顿管是什么?](#3.3.1 达林顿管是什么?)
      • [3.3.2 达林顿经典驱动电路](#3.3.2 达林顿经典驱动电路)
    • [3.4 继电器驱动电路方案四:继电器套娃](#3.4 继电器驱动电路方案四:继电器套娃)
    • 道友:只要你不停止,走慢一点没关系。

推荐B站视频:《4种经典继电器驱动电路--单片机IO端口直连/三极管/达林顿管/嵌套连接

一:继电器原理

继电器是一个隔离控制开关(隔离:单片机电路(3.3-5V)和驱动电路(12V/24V/.../220V))

继电器由开关和电磁铁组成

  • 开关由一个簧片和两个触点组成。
  • 开关任何时候只能一个常开,一个常闭;簧片可以通过外部电磁铁控制,进行从自然状态到压缩状态,这样子就完成了常开变常闭,常闭到常开;
  • 电磁铁由线圈组成(电生磁)

二:单片机驱动电路

市场产品:智能插座、智能开关

三:经典继电器驱动电路方案

  • 问题:单片机怎么通过IO口实现与继电器的连接?为什么不能直接连接?
  • 答案:因为支持单片机的电压和由继电器控制的电路电压不一样,直白的说,家里220V电压,如果和单片机直接连接,单片机马上冒烟

3.1 继电器驱动电路方案一:I/O端口灌电流方式的直接连接

不通电电磁铁不工作:单片机I/O端口输出高电平,电磁铁那端也是高电平,继电器电压也是高电平,没有产生压差,所以此时继电器不工作

  • 通电电磁铁吸合:单片机I/O端口输出低电平,电磁铁下端也是低电平,电磁铁上端是高电平,有产生压差,所以电磁铁工作

3.1.1 方案一的继电器特性要求

单片机I/O端口灌电流最大20mA

仅适用小功率的继电器型号(线圈电压 3~5V 电流小于20mA)

3.1.2 方案一可能会损坏I/O口

  • 线圈电感在通电时会存储电能,一旦IO口从低电平变成高电平,线圈会放电损坏IO口
  • 线圈是电感,会存/放电
  • 处理方式:在线圈上并联一个二极管,将瞬间的反向电流吸收掉,从而防止损坏单片机

3.2 继电器驱动电路方案二:三极管驱动

  • 想要连接功率更大的继电器,单片机IO口肯定不够用了,因为单片机才3.3-5V,继电器连接外面电路的电压起码12V往上

3.2.1 学习和工作最常用:NPN型三极管,型号:8050

推荐文章《嵌入式-数模电-三极管NPN&PNP-依次输出高低电平

  • 集电极C接电源正极。
  • 发射极E接电源负极。
  • 基极B通过偏值电阻接正极。

①当单片机的IO口输出高电平时,三极管的c和e导通,线圈通电

②当单片机的IO端口输出低电平时,三极管的c和e断开,线圈断电


3.2.2 PNP型三极管,型号:8550

  • 集电极C接电源负极(低电平)。
  • 发射极E接电源正极(Vcc)。
  • 基极B通过偏值电阻接负极(单片机低电平)。

①当单片机的IO口输出高电平时,三极管的c和e导通,线圈断电

②当单片机的IO端口输出低电平时,三极管的c和e断开,线圈导通


3.2.3 继电器特性要求

  • 继电器驱动电压Vcc要和单片机电源电压Vdd一致否则三极管可能无法导通
  • 5V单片机要用5V的继电器

3.3 继电器驱动电路方案三:达林顿管驱动

  • 使用场景:继电器驱动电压与单片机的工作电压不一致

3.3.1 达林顿管是什么?

达林顿管是由多个三极管组成

达林顿驱动芯片:ULN2003

  • 达林顿管有7个电路可以控制7个继电器

3.3.2 达林顿经典驱动电路

  • 芯片内部已经内置了二极管,所以与线圈所需的二极管不用再重复加
  • 当单片机输出高电平(逻辑1)时,线圈通电/吸合
  • 当单片机输出低电平时,线圈断电

网友评论:每路500ma并不能同时用,芯片耗散功率在1W以下,而500ma时饱和压降有1v,所以同时导通2路也嫌多了。

3.4 继电器驱动电路方案四:继电器套娃

  • 当以上方案一二三都不满足需求时,当继电器需要还是有更大的负载的时候,需要对应更大的电磁铁,也就需要更大的驱动电流,甚至需要220v的电源电流来驱动继电器,这个时候就需要采用继电器嵌套的方式。
  • 继电器套娃方案可以用在所有的大功率控制电路中。
    以上,完,欢迎评论区补充

道友:只要你不停止,走慢一点没关系。

相关推荐
典则23 分钟前
STM32FreeRtos入门(四)——任务状态和调度
stm32·单片机·嵌入式硬件
充哥单片机设计29 分钟前
【STM32项目开源】基于STM32的智能天然气火灾监控
stm32·单片机·嵌入式硬件
充哥单片机设计32 分钟前
【STM32项目开源】基于STM32的智能仓库火灾检测系统
stm32·单片机·嵌入式硬件
就叫飞六吧2 小时前
普中stm32大Dap烧录流程
stm32
A9better3 小时前
嵌入式开发学习日志38——stm32之看门狗
stm32·嵌入式硬件·学习
小莞尔4 小时前
【51单片机】【protues仿真】基于51单片机智能路灯控制系统
c语言·stm32·单片机·嵌入式硬件·51单片机
辰哥单片机设计13 小时前
TT直流减速电机(STM32)
stm32
A9better13 小时前
嵌入式开发学习日志36——stm32之USART串口通信前述
stm32·单片机·嵌入式硬件·学习
思诺学长13 小时前
BMS(电池管理系统)的主要功能和架构简述
单片机·嵌入式硬件
czhaii14 小时前
全局不关总中断的 RTOS / CosyOS-II for STCAI MCU
单片机