一、工作原理
继电器是一种基于电磁感应原理的自动开关装置,通过控制小电流电路实现大电流电路的通断。
其核心结构包括:
- 电磁铁(线圈+铁芯):通电时产生磁场,吸引衔铁动作。
- 触点系统:包含常开触点(NO)、常闭触点(NC)和公共端(COM)。常闭和常开两种选择,实际根据应用的需要选择常开或常闭。
- 常开触点:线圈未通电时断开,通电后闭合。
- 常闭触点:线圈未通电时闭合,通电后断开。
- 复位弹簧:线圈断电后,弹簧使触点恢复初始状态。
典型工作流程:
- 吸合过程:线圈通电产生磁场,衔铁被吸合,常开触点闭合,常闭触点断开。
- 释放过程:线圈断电,磁场消失,衔铁在弹簧作用下复位,触点恢复初始状态。
应用场景:
继电器广泛应用于自动控制电路中,例如:
- 电路保护:过载或短路时切断电路。
- 信号转换:将微弱控制信号转换为大功率输出。
- 逻辑控制:实现时间延迟、顺序控制等功能。
二、关键指标
选择继电器时需重点关注以下参数:
- 触点额定电流/电压:
- 额定电流:触点长期稳定工作的最大电流(如5A、30A、数百A)。
- 额定电压:触点能承受的最大电压(如220V、380V、数千伏)。
- 线圈参数:
- 额定工作电压:线圈正常工作的电压(如5V、12V、24V)。
- 直流电阻:线圈的直流电阻值(可通过万用表测量)。
- 动作特性:
- 吸合电流:触点闭合所需的最小电流。
- 释放电流:触点断开所需的最大电流。
- 动作时间:从线圈通电到触点完全闭合的时间(通常为毫秒级)。
- 复位时间:从线圈断电到触点完全断开的时间。
- 绝缘性能:
- 绝缘电阻:触点与绕组之间的电阻值(通常用MΩ表示),反映绝缘性能。
- 寿命与可靠性:
- 机械寿命:触点在开合运动中能承受的操作次数(如10万次、100万次)。
- 热稳定性:长时间工作下触点不因热胀冷缩而粘连的能力。
三、常用芯片
继电器驱动芯片用于优化控制电路的效率与可靠性,典型芯片包括:
- CN8023:
- 应用:磁保持继电器驱动,广泛用于电力仪表、SVG设备智能电容器控制板。
- 特点:
- 工作电压范围:5V~36V。
- 最大驱动电流:450mA。
- 静态电流:10nA,支持快速关断功能。
- 输入信号防噪声处理,电感性负载反冲保护。
- TPL7401(德州仪器):
- 类型:电流驱动型磁保持继电器驱动芯片。
- 特点:低功耗、快速响应、抗干扰能力强,适用于工业自动化、汽车电子。
- DRV8701(德州仪器):
- 类型:电压驱动型磁保持继电器驱动芯片。
- 特点:高可靠性、低功耗、易于集成,适用于智能家居、通信设备。
- AO3401A(安森美半导体):
- 类型:电流驱动型磁保持继电器驱动芯片。
- 特点:高效率,适用于对功耗要求严格的场景。
四、管脚定义
继电器管脚定义因型号而异,但通常包含以下功能引脚:
- 线圈引脚:
- Coil+:线圈正极,接控制电路电源。
- Coil-:线圈负极,接控制电路地。
- 触点引脚:
- COM(Common):公共端,连接控制电路。
- NO(Normally Open):常开端,线圈未通电时与COM断开,通电后闭合。
- NC(Normally Closed):常闭端,线圈未通电时与COM闭合,通电后断开。
- 辅助引脚(部分型号):
- 触发引脚:用于接通控制电流。
- 状态反馈引脚:输出触点状态信号。
典型接线示例:
- 控制信号输入:通过晶体管或驱动芯片控制线圈通断。
- 负载连接:将负载(如电机、灯泡)接在COM与NO(或NC)之间,根据需求选择常开或常闭触点。