繼電器控制電路能帶動(dòng)繼電器工作的CMOS集成塊。
1. 繼電器控制電路作用
繼電器控制電路直接帶動(dòng)繼電器工作,而且工作穩(wěn)定可靠。
繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路),通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中,它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。
繼電器的輸入信號(hào) x 從零連續(xù)增加達(dá)到銜鐵開(kāi)始吸合時(shí)的動(dòng)作值,繼電器的輸出信號(hào)立刻從y=0跳躍y=ym,即常開(kāi)觸點(diǎn)從斷到通。一旦觸點(diǎn)閉合,輸入量x繼續(xù)增大,輸出信號(hào)y將不再起變化。當(dāng)輸入量x從某一值大于 某值下降到xf,繼電器開(kāi)始釋放,常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性,也叫繼電器的輸入-輸出特性。
2. 繼電器控制電路圖
3. 繼電器控制電路原理
在人們的習(xí)慣中,總認(rèn)為CMOS集成塊不能直接帶動(dòng)繼電器工作,但實(shí)驗(yàn)證明,部分CMOS集成塊不僅能直接帶動(dòng)繼電器工作,而且工作穩(wěn)定可靠。實(shí)驗(yàn)中所用繼電器的型號(hào)為JRC5M-DC12V微型密封繼電器(其線圈電阻為750Ω)。現(xiàn)將CD4066 CMOS集成塊帶動(dòng)繼電器的工作原理分析如下:
CD4066是四雙向模擬開(kāi)關(guān),集成塊SCR1~SCR4為控制端,用于控制四雙向模擬開(kāi)關(guān)的通斷。當(dāng)SCR1接高電平時(shí),集成塊①、②腳導(dǎo)通,+12V→K1→集成塊①、②腳→電源負(fù)極使K1吸合;反之當(dāng)SCR1輸入低電平時(shí),集成塊①、②腳開(kāi)路,K1失電釋放,SCR2~SCR4輸入高電平或低電平時(shí)狀態(tài)與SCR1相同。
電路中,繼電器線圈兩端均反相并聯(lián)了一只二極管,它是用于保護(hù)集成塊的,切不可省去,否則在繼電器由吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放時(shí),由于電感的作用線圈上將產(chǎn)生較高的反電動(dòng)勢(shì),極容易導(dǎo)致集成塊擊穿。并聯(lián)了二極管后,在繼電器由吸合變?yōu)獒尫诺乃查g,線圈將通過(guò)二極管形成短時(shí)間的續(xù)流回路,使線圈中的電流不致突變,從而避免了線圈中反電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生,確保了集成塊的安全。
繼電器的三種附加電路
繼電器是電子電路中常用的一種元件,一般由晶體管、繼電器等元器件組成的電子開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路中,往往還要加上一些附加電路以改變繼電器的工作特性或起保護(hù)作用。繼電器的附加電路主要有如下三種形式:
1.繼電器串聯(lián)RC電路:電路形式如圖1,這種形式主要應(yīng)用于繼電器的額定工作電壓低于電源電壓的電路中。當(dāng)電路閉合時(shí),繼電器線圈由于自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中電流的增大,從而延長(zhǎng)了吸合時(shí)間,串聯(lián)上RC電路后則可以縮短吸合時(shí)間。原理是電路閉合的瞬間,電容C兩端電壓不能突變可視為短路,這樣就將比繼電器線圈額定工作電壓高的電源電壓加到線圈上,從而加快了線圈中電流增大的速度,使繼電器迅速吸合。電源穩(wěn)定之后電容C不起作用,電阻R起限流作用。
2.繼電器并聯(lián)RC電路:電路形式見(jiàn)圖2,電路閉合后,當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)RC電路不起作用,斷開(kāi)電路時(shí),繼電器線圈由于自感而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),經(jīng)RC電路放電,使線圈中電流衰減放慢,從而延長(zhǎng)了繼電器銜鐵釋放時(shí)間,起到延時(shí)作用。
3.繼電器并聯(lián)二極管電路:電路形式見(jiàn)圖3,主要是為了保護(hù)晶體管等驅(qū)動(dòng)元器件。當(dāng)圖中晶體管VT由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí),流經(jīng)繼電器線圈的電流將迅速減小,這時(shí)線圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)與電源電壓疊加后加在VT的c、e兩極間,會(huì)使晶體管擊穿,并聯(lián)上二極管后,即可將線圈的自感電動(dòng)勢(shì)鉗位于二極管的正向?qū)妷海酥倒韫芗s0.7V,鍺管約0.2V,從而避免擊穿晶體管等驅(qū)動(dòng)元器件。并聯(lián)二極管時(shí)一定要注意二極管的極性不可接反,否則容易損壞晶體管等驅(qū)動(dòng)元器件。
繼電器的正確使用:
1、繼電器額定工作電壓的選擇
繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。在使用繼電器時(shí),應(yīng)該首先考慮所在電路(即繼電器線圈所在的電路)的工作電壓,繼電器的額定工作電壓應(yīng)等于所在電路的工作電壓。一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的0.86。注意所在電路的工件電壓千萬(wàn)不能超過(guò)繼電器額定工作電壓,否則繼電器線圈容易燒毀。另外,有些集成電路,例如NE555電路是可以直接驅(qū)動(dòng)繼電器工作的,而有些集成電路,例如COMS電路輸出電流小,需要加一級(jí)晶體管放大電路方可驅(qū)動(dòng)繼電器,這就應(yīng)考慮晶體管輸出電流應(yīng)大于繼電器的額定工作電流。
2、觸點(diǎn)負(fù)載的選擇
觸點(diǎn)負(fù)載是指觸點(diǎn)的承受能力。繼電器的觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)換時(shí)可承受一定的電壓和電流。所以在使用繼電器時(shí),應(yīng)考慮加在觸點(diǎn)上的電壓和通過(guò)觸點(diǎn)的電流不能超過(guò)該繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載能力。例如,有一繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載為28V(DC)×10A,表明該繼電器觸點(diǎn)只能工作在直流電壓為28V的電路上,觸點(diǎn)電流為10A,超過(guò)28V或10A,會(huì)影響繼電器正常使用,甚至燒毀觸點(diǎn)。
3、繼電器線圈電源的選擇
這是指繼電器線圈使用的是直流電(DC)還是交流電(AC)。通常,初學(xué)者在進(jìn)行電子制作活動(dòng)中,都是采用電子線路,而電子線路往往采用直流電源供電,所以必須是采用線圈是直流電壓的繼電器。
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