基于三极管的继电器驱动电路

一.前言

继电器是用的比较多的开关器件，基本的原理就是通过给电磁线圈充放电来控制触点的吸合与端口，是典型的小信号电流控制大电流负载的器件。当我们驱动继电器工作时，需要给继电器线圈施加直流电压，由于线圈电阻一般不大，所以需要的驱动电流比较大，所以我们不能直接用单片机IO口来驱动继电器，一般是采用集成IC比如2003芯片，或者三极管来驱动继电器工作，我们需要通过MCU控制三极管的通断，进而通过三极管的通断来控制继电器线圈的通断。

二.继电器驱动电路讲解

1.确定继电器线圈驱动电压；

继电器线圈吸合电压也是由最低电压的要求的，根据规格书中的最小值，继电器吸合电压需要大于10.2V才行，所以我们把VCC驱动电压设置成12V。

2.计算继电器线圈需要的驱动电流；

继电器的线圈电阻可以在规格书中找到，为了计算最大驱动电流，我们按225Ω的线圈电阻计算驱动电流：(12V-Vceo）/225Ω，Vceo表示三极管的饱和导通压降，可以查阅三极管规格书确认。假定所选三极管的饱和导通压降Vceo=0.2V，可以计算得到驱动电流为：

（12-0.2）/225≈52.44mA；

3.计算三极管基极电流；

首先我们需要查阅所选型号三极管规格书中三极管的放大倍数β，假定β=100，为了使三极管工作在饱和区，我们需要使得β*Ib远大于Ic电流，我们先根据集电极电流计算三极管处于放大区和饱和区的临界基极电流值：Ib=Ic/β=52.44/100=0.5244mA；所以要想让三极管工作在饱和区，基极电流值要大于0.5244mA，那么已知了电流，我们就可以计算出基极限流电阻值,假定基极驱动电压为5V，那么Rb=（5V-Vbe）/Ib，其中Vbe是三极管的基-射极压降，可以查阅三极管规格书得到，从而计算出Rb=（5-0.7）/0.5244≈8.2K，从而Rb的电阻值要小于8.2K，为了使三极管深度饱和，我们选定Rb为1K。

4.三极管BE结下拉电阻；

这个下拉电阻的作用是给三极管基极一个确定的下拉电平，防止三极管关闭时，三极管基极处于浮空状态，可能会误导通。

5.继电器线圈并联反向放电二极管；

因为继电器的线圈等同于电感，在继电器关闭时，由于电感电流不能突变，此时继电器线圈两端会出现较大反向电压，可能出损坏三极管，并联二极管可以释放电感能量，钳位电感放电电压，从而保护三极管。

三.总结

最后需要提醒大家，在选型三极管的时候注意三极管CE耐压需大于电源电压2倍，集电极最大电流需大于2倍继电器线圈电流，以及需要计算匹配外围电路使三极管工作在饱和区才行。

 

审核编辑：汤梓红