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 ...

保举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构成
      

• 开关由一个簧片和两个触点构成。
  
• 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，如许子就完成了常开变常闭，常闭到常开；
  
• 电磁铁由线圈构成（电生磁）
  

      

二：单片机驱动电路

市场产物：智能插座、智能开关

三：经典继电器驱动电路方案

• 标题：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，以是此时继电器不工作
  
• 这里有两个电压差=0，一个是线圈之间的电压差，一个是线圈和单片机之间的电压差，只有压差不等于0，电路才导通
  
  
  
  
• 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，以是电磁铁工作
  
• 这里有两个电压差，一个是线圈上下两端的电压差，一个是线圈一端和单片机IO输出的一端电压差，只有 有电压差电路才气产生电流
  
  
  
  

  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 方案一大概会损坏I/O口

• 线圈电感在通电时会存储电能，一旦IO口从低电平酿成高电平，线圈会放电损坏单片机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，将刹时的反向电流吸收掉，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（校招面试被问倒了）

   

• 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
  
• 面试官从继电器入手，进而问关于三极管的知识让你手动画图，问你我继电器原理三极管原理，内里的偏值电阻为什么要加
  

  3.2.1 学习和工作最常用：NPN型三极管，型号：8050

保举文章《嵌入式-数模电-三极管NPN&NP-依次输出高低电平》
   

• 理论上线圈不分正负极，线圈有两端，哪个接Vcc就可以理解为线圈正极，哪个接GND就可以理解为线圈负极，反正线圈两端通电乐成就说明继电器工作了
  
• 集电极C接继电器电源负极。
  
• 发射极E接地。
  
• 基极B通过偏值电阻接单片机IO端口输出的高低电平信号。
  

  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
   

• 这里的三极管只提供一个开关信号
  
• 要留意三极管基级b跟单片机控制IO一端连接，单片机只提供一个开关信号，三极管的基级相当于一个控制阀门，阀门打开了，继电器的电流从上端的VCC流到继电器下端的GND
  

  

3.2.2 PNP型三极管，型号：8550

   

• 理论上线圈不分正负极，线圈有两端，哪个接Vcc就可以理解为线圈正极，哪个接GND就可以理解为线圈负极
  
• 集电极C接继电器电源正极
  
• 发射极E接电源正极（Vcc）
  
• 基极B通过偏值电阻由单片机io端口输出的高低电平
  

  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
   

• 这里的三极管只提供一个开关信号
  
• 这里要留意三极管跟单片机控制一端只提供一个信号，三极管的基级相当于一个控制阀门，阀门打开了，继电器的电流从上端的VCC流到继电器的GND
  

  

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一致否则三极管大概无法导通
  
• 5V单片秘密用5V的继电器
  

3.3 继电器驱动电路方案三：达林顿管驱动

• 利用场景：继电器驱动电压与单片机的工作电压不一致（比如单片机控制220v家庭用电器）
  

3.3.1 达林顿管是什么？

达林顿管是由多个三极管构成
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，以是与线圈所需的二极管不消再重复加
  
  
  
  
• 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，以是同时导通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，当继电器须要还是有更大的负载的时候，须要对应更大的电磁铁，也就须要更大的驱动电流，甚至须要220v的电源电流来驱动继电器，这个时候就须要接纳继电器嵌套的方式。
  
• 继电器套娃方案可以用在所有的大功率控制电路中。
  
• 3.3V单片机 控制 12V继电器，12V继电器控制220V继电器，末了的目标继电器和末了的要利用的电器电压一致
  
  
  以上，完，欢迎评论区补充
  

道友：只要你不停止，走慢一点不要紧。


免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！更多信息从访问主页：qidao123.com:ToB企服之家，中国第一个企服评测及商务社交产业平台。