NPN三极管驱动继电器原理与续流二极管的作用

本文介绍了NPN三极管驱动继电器原理，通过实例分析了NPN三极管驱动继电器的驱动过程，用NPN三极管驱动继电器电路图及用PNP三极管驱动继电器电路图，并分析了继电器中续流二极管的作用，一起来看下。

NPN三极管驱动继电器原理

一、继电器的驱动原理

要保证继电器的吸合，继电器的线圈中需要流过较大的电流，这个电流的大小要在50mA，但一般的集成电路难以提供如此大的电流，则需要扩流，即对继电器进行驱动。

在对继电器扩流的过程中，继电器由永久磁铁保持释放状态，加上工作电压后，电磁感应使衔铁与永久磁铁产生吸引和排斥力矩，产生向下的运动，最后达到吸合状态。

二、NPN三极管驱动继电器原理图

图1 为用NPN型三极管驱动继电器的电路图，图中阴影部分为继电器电路，继电器线圈作为集电极负载而接到集电极和正电源之间。

当输入为0V时，三极管截止，继电器线圈无电流流过，则继电器释放(OFF);相反，当输入为+VCC时，三极管饱和，继电器线圈有相当的电流流过，则继电器吸合(ON)。

图1 用NPN三极管驱动继电器电路图

1、续流二极管的作用

当输入电压由变+VCC为0V时，三极管由饱和变为截止，这样继电器电感线圈中的电流突然失去了流通通路，若无续流二极管D将在线圈两端产生较大的反向电动势，极性为下正上负，电压值可达一百多伏，这个电压加上电源电压作用在三极管的集电极上足以损坏三极管。故续流二极管D的作用是将这个反向电动势通过图中箭头所指方向放电，使三极管集电极对地的电压最高不超过+VCC +0.7V。

2、驱动原理

图1中电阻R1和R2的取值必须使当输入为+VCC时的三极管可靠地饱和，即有βIb>Ies

在图1.21中假设Vcc = 5V，Ies=50mA,β=100,则有Ib>0.5mA，而Ib=(Vcc-Vbe)/R1-Vbe/R2，若取R2=4.7K，则R1<6.63K,为了使三极管有一定的饱和深度和兼顾三极管电流放大倍数的离散性，一般取R1=3.6K左右即可。

若取R1=3.6K，当集成电路控制端为+VCC时，应能至少提供1.2mA的驱动电流(流过R1的电流)给本驱动电路，而许多集成电路(例如标准8051单片机)输出的高电平不能达到这个要求，但它的低电平驱动能力则比较强(例如标准8051单片机I/O口输出低电平能提供20mA的驱动电流(这里说的是漏电流))，则应用如图1.22所示的电路来驱动继电器。

图2 用PNP三极管驱动继电器电路图

R2起到上拉作用

与图2 比较NPN三极管变为PNP三极管，电流方向、电压极性和继电器逻辑都应有所变化。当输入为0V时，三极管饱和，从而使继电器线圈有相当的电流流过，继电器吸合;相反，当输入为+VCC时，三极管截止，继电器释放。

以上介绍了NPN三极管驱动继电器原理图，主要为用NPN三极管驱动继电器电路图、用PNP三极管驱动继电器电路图，希望对大家有所帮助。