單片機驅動繼電器

之前說過，單片機的拉電流和灌電流有限，即輸出驅動能力有限，要驅動繼電器這類大功率的器件該怎麼辦呢，答案很簡單：用三極管。器件參數該如何确定呢？

手上有一個HFD23的5V繼電器，下面看一下其參數。

可以看出：

1. 線圈的電阻為125Ω；
2. 線圈的功率為200mW;
3. 繼電器的額定電壓為5V；

由此可以計算出繼電器的吸合電流，兩種計算方式：

1. I=0.2mW/5V=40mA；
2. I=5V/125Ω=40mA；

下面看三極管的參數：

參數解釋如下：

1. PCM是集電極最大允許耗散功率；
2. ICM是集電極最大允許電流；
3. BV（CEO）是三極管基極開路時，集電極-發射極反向擊穿電壓；
4. fT是特征頻率；
5. hFE是放大倍數；

為了保證電路的穩定性，要求：

1. 三極管的PCM功率至少是繼電器額定功率的兩倍，PCM≥0.4W；
2. 三極管的ICM電流至少是繼電器吸合電流的兩倍，ICM≥80mA；
3. 三極管的BV耐壓至少是繼電器額定電壓的兩倍，BV≥10V；

由此可以看出這四款三極管都能滿足需求，為了穩定性考慮，我們選用NPN的S8050。控制電路圖如下所示：

思考：在實際應用中，上圖會不會存在問題？

由于繼電器的線圈是感性器件，變化的電流通過線圈時線圈會産生自感電動勢，根據法拉第定律，自感電動勢的大小與通過線圈的電流變化率（線圈内磁通變化率）成正比。是以當斷開電源瞬間電流變化率很大，線圈将産生高于電源電壓數倍的自感電動勢，并與電源電壓疊加,該電壓可能造成三極管極被擊穿，進而造成電路崩潰。

解決方案

為了消除這個感生電動勢的有害影響，在繼電器線圈兩端反向并聯抑制二極管，以吸收該電動勢。自感電壓與電源電壓之和對二極管來說卻是正向偏壓，使二極管導通形成環流。感應的高電壓就會通過回路釋放掉，保證了三極管的安全。這個二極管也叫作續流二極管。正确電路圖如下所示：

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