繼電器驅(qū)動(dòng)器IC
繼電器驅(qū)動(dòng)器IC是一種電磁開(kāi)關(guān)，每當(dāng)我們要使用低壓電路來(lái)接通和斷開(kāi)連接至220V主電源的燈泡時(shí)，都將使用該繼電器驅(qū)動(dòng)器IC。運(yùn)行繼電器線圈所需的電流超出了各種集成電路（如運(yùn)算放大器等）所提供的電流。繼電器具有獨(dú)特的特性，并被比固態(tài)設(shè)備堅(jiān)固的固態(tài)開(kāi)關(guān)取代。高電流容量，承受ESD的能力和驅(qū)動(dòng)電路隔離是繼電器的獨(dú)特特性。驅(qū)動(dòng)繼電器的方式多種多樣，其中一些繼電器驅(qū)動(dòng)器IC如下所示。
高側(cè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器
低側(cè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器
雙極NPN晶體管驅(qū)動(dòng)器
N溝道MOSFET驅(qū)動(dòng)器和
達(dá)林頓晶體管驅(qū)動(dòng)器
ULN2003驅(qū)動(dòng)程序
繼電器驅(qū)動(dòng)器IC電路
繼電器是允許低功率電路控制信號(hào)或接通或斷開(kāi)高電流的組件，應(yīng)將其與控制電路電氣隔離。
所需組件
齊納二極管
6-9V繼電器
9V電池或直流電源
2N2222晶體管
1K歐姆電阻
第二輸入電壓源
繼電器驅(qū)動(dòng)器IC電路
為了驅(qū)動(dòng)繼電器，我們使用晶體管，只有很少的功率可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器。由于晶體管是放大器，因此基極引線接收足夠的電流，以使更多的電流從晶體管的發(fā)射極流向集電極。如果基極一旦獲得足夠的功率，則晶體管從發(fā)射極傳導(dǎo)至集電極并為繼電器供電。
即使沒(méi)有輸入電流或電壓施加到晶體管的基極引線，晶體管的發(fā)射極到集電極通道也將打開(kāi)。因此，阻止電流流過(guò)繼電器線圈。
如果有足夠的電流或電壓作為基礎(chǔ)引線的輸入，則發(fā)射極至集電極通道將打開(kāi)，并允許電流流經(jīng)繼電器的線圈。交流電或直流電可用于為繼電器和電路供電。繼電器是電磁設(shè)備，可讓小功率電路借助電磁鐵移動(dòng)的電樞來(lái)切換高電流ON和OFF開(kāi)關(guān)設(shè)備。
驅(qū)動(dòng)器電路用于增強(qiáng)或放大來(lái)自微控制器的信號(hào)，以控制半導(dǎo)體器件中的電源開(kāi)關(guān)。驅(qū)動(dòng)器電路的功能包括隔離控制電路和電源電路，檢測(cè)故障，將故障存儲(chǔ)并報(bào)告給控制系統(tǒng)，作為故障預(yù)防措施，分析傳感器信號(hào)并創(chuàng)建輔助電壓。
驅(qū)動(dòng)電路
典型的數(shù)字邏輯輸出引腳僅提供數(shù)十MA的電流。諸如大功率LED，電動(dòng)機(jī)，揚(yáng)聲器，燈泡，蜂鳴器，螺線管和繼電器之類的外部設(shè)備可能需要數(shù)百M(fèi)A，并且它們需要相同的電壓。為了控制使用DC的小型設(shè)備，基于晶體管的驅(qū)動(dòng)器電路用于將電流放大到所需水平。如果電壓和電流水平在理想范圍內(nèi)，則該晶體管的作用就像由較低電流數(shù)字邏輯信號(hào)控制的高電流開(kāi)關(guān)一樣。有時(shí)會(huì)使用分立的BJT代替MOSFET晶體管，尤其是在如下所示的舊式或低壓電路中。
驅(qū)動(dòng)電路
使用BJT晶體管的基本驅(qū)動(dòng)器電路
也可以使用PNP，NPN或MOS晶體管。晶體管提供電流增益。晶體管基極上使用的電阻為1K歐姆。在感性負(fù)載（例如，電動(dòng)機(jī)，螺線管，繼電器）上，通常會(huì)在負(fù)載兩端向后連接一個(gè)二極管，以抑制關(guān)閉設(shè)備時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰（反電動(dòng)勢(shì)）。
電感V = L * di / dt
關(guān)閉設(shè)備電源時(shí)會(huì)產(chǎn)生負(fù)電壓尖峰。為了保護(hù)晶體管，有時(shí)還跨接晶體管而不是負(fù)載連接二極管。下面顯示的2N3904是一個(gè)小的分立BJT晶體管，用于需要小于200MA的驅(qū)動(dòng)器電路。在具有BJT的電路中，Vcc –電壓高于邏輯電源，電動(dòng)機(jī)或繼電器需要6或12V DC。
負(fù)載直接連接到電池電源，不能通過(guò)電池操作設(shè)備中的穩(wěn)壓器。諸如電動(dòng)機(jī)之類的許多設(shè)備在首次打開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的流入電流尖峰。注意最大額定電流。
繼電器驅(qū)動(dòng)電路
低側(cè)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)
提供了更多接口選項(xiàng)，其中包括流行的ULN2003驅(qū)動(dòng)程序。
易于與低壓邏輯電路接口。
使用的組件更少。
較便宜的NPN驅(qū)動(dòng)晶體管。
繼電器電源可減少穩(wěn)壓器的負(fù)載。
它使用更常見(jiàn)的NPN驅(qū)動(dòng)晶體管。
接口中繼更容易。
這是經(jīng)濟(jì)的。
使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。
ULN2003具有內(nèi)部鉗位二極管。盡管這些方法在非關(guān)鍵應(yīng)用程序中可以正常工作，但會(huì)導(dǎo)致毛刺增加。
鉗位二極管
鉗位，續(xù)流或換向二極管為驅(qū)動(dòng)器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的感應(yīng)放電電流提供了一條路徑。如果未提供，它將在開(kāi)關(guān)中產(chǎn)生電弧，而該電弧通常不會(huì)損壞開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，隨著時(shí)間的流逝會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)退化，是的，這樣做會(huì)破壞晶體管。二極管的要求不嚴(yán)格，在低功率應(yīng)用中1N4148信號(hào)二極管通?？梢哉９ぷ?。
避免發(fā)射器跟隨器驅(qū)動(dòng)程序。如果在4007中將繼電器切換為OFF，則二極管會(huì)消除反電動(dòng)勢(shì)并保護(hù)晶體管。繼電器的ON狀態(tài)由LED指示。
直流繼電器驅(qū)動(dòng)器IC電路
讓我們看一下使用直流電源操作的繼電器的繼電器驅(qū)動(dòng)器電路的結(jié)構(gòu)。為了驅(qū)動(dòng)DC繼電器，需要一定數(shù)量的DC電壓來(lái)對(duì)繼電器和齊納二極管進(jìn)行定級(jí)。繼電器工作并打開(kāi)或閉合電路中的開(kāi)關(guān)需要電壓。繼電器具有額定電壓。這被稱為繼電器的數(shù)據(jù)表，以評(píng)估其線圈電壓。為了實(shí)現(xiàn)繼電器的功能，它必須在其線圈端子上接收該電壓。因此，如果繼電器的額定電壓為9VDC，則其工作時(shí)應(yīng)獲得9伏的直流電壓。為了消除繼電器電路的電壓尖峰，需要二極管來(lái)使其正常工作。繼電器的線圈充當(dāng)電感器。
直流繼電器驅(qū)動(dòng)器電路
電感器是承受電流變化的電子組件，電感器也是纏繞在導(dǎo)電芯上的電線線圈。尖峰電壓會(huì)損壞電路中的所有組件，還會(huì)損壞繼電器的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)。為防止這些電壓尖峰，二極管保持與繼電器并聯(lián)的反向偏置，該二極管充當(dāng)瞬態(tài)（尖峰）抑制器，在線圈上形成電壓之前通過(guò)導(dǎo)通來(lái)消除電壓尖峰。瞬態(tài)抑制器抑制了這些尖峰。如果電壓達(dá)到某個(gè)閾值，則二極管會(huì)傳導(dǎo)反向偏置電流。二極管的作用是將多余的功率分流到地，如果電壓達(dá)到擊穿電壓，二極管將導(dǎo)通。
所需組件
直流繼電器
齊納二極管
直流電壓源或直流電源。
齊納二極管與繼電器并聯(lián)反向偏置。
上面使用的繼電器的額定電壓為9伏。在這種情況下，9V DC電壓源為電阻供電。放置齊納二極管反向偏置以抑制由斷開(kāi)和閉合繼電器引起的瞬變。如果達(dá)到特定閾值，這會(huì)將所有多余的功率分流到地面。這是操作繼電器的過(guò)程。以所需的功率驅(qū)動(dòng)連接到輸出的負(fù)載，繼電器將閉合。
交流繼電器驅(qū)動(dòng)器IC電路
此交流繼電器驅(qū)動(dòng)器IC電路是一個(gè)使用交流電源運(yùn)行的繼電器，不能使用直流電源運(yùn)行。為了運(yùn)行一個(gè)交流繼電器，需要以足夠的交流電壓達(dá)到繼電器和瞬態(tài)抑制器的tp速率。在交流繼電器電路中，我們不能使用二極管來(lái)消除電壓尖峰。該二極管用交流電傳導(dǎo)一個(gè)交替的半周期。我們使用RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，方法是跨線圈并聯(lián)放置，以形成帶有AC電路的工作瞬態(tài)電壓抑制器。電容器會(huì)吸收過(guò)多的電荷，而電阻則有助于控制溢出。構(gòu)成電路所需的組件如下
交流繼電器驅(qū)動(dòng)器電路
交流繼電器
100歐姆電阻
0.05微米法拉電容器
交流電壓源
注意：交流電源可能會(huì)從插入美國(guó)壁裝電源插座的插頭中出來(lái)。
小心直接從墻壁電源插座輸出的交流電源，因?yàn)樗鼤?huì)引起電擊。從墻壁插座中拔出電源之前，請(qǐng)先咨詢專業(yè)人員。
當(dāng)使用額定電壓為110VAC的繼電器時(shí)，應(yīng)從交流電源向其提供110V的電壓。為了抑制電壓尖峰，串聯(lián)連接的電阻器和電容器充當(dāng)瞬態(tài)電壓抑制器。
繼電器驅(qū)動(dòng)器IC ULN2003
繼電器驅(qū)動(dòng)器uln2003 ic是高電壓和電流的達(dá)林頓陣列ic，它由7個(gè)開(kāi)路集電極達(dá)林頓對(duì)和公共發(fā)射極組成。一對(duì)達(dá)林頓是兩個(gè)雙極晶體管的排列。該IC屬于ULN200x IC家族，并且該家族的各種接口與各種邏輯系列有關(guān)。該ULN2003 IC適用于5V TTL和CMOS邏輯器件。這些IC用作繼電器驅(qū)動(dòng)器，并驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載，線路驅(qū)動(dòng)器，顯示驅(qū)動(dòng)器等。通常在驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)時(shí)也使用該IC。ULN2003中的達(dá)林頓對(duì)的額定電流為500mA，可承受600mA的峰值電流。在引腳布局中，i / ps和o / ps彼此相反。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器還具有一個(gè)抑制二極管，以在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)消除電壓尖峰
繼電器驅(qū)動(dòng)器IC ULN2003
該項(xiàng)目設(shè)計(jì)用于三相固態(tài)繼電器系統(tǒng)。它包含三個(gè)單相單元，其中每個(gè)相由帶有RC緩沖網(wǎng)絡(luò)的功率TRIAC單獨(dú)控制，以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS）。
在每個(gè)階段都使用光隔離器來(lái)接收來(lái)自8051系列微控制器的開(kāi)關(guān)信號(hào)，負(fù)載與一組由光隔離器驅(qū)動(dòng)的TRIACS串聯(lián)連接。該微控制器被設(shè)計(jì)為在零電壓脈沖之后產(chǎn)生輸出脈沖，以確保負(fù)載在電源波形的零交叉處接通。
TRIAC驅(qū)動(dòng)器（光電隔離器）的過(guò)零功能可確保產(chǎn)生低噪聲，從而避免了在電阻性和電感性負(fù)載上突然涌入電流。在該項(xiàng)目中，兩個(gè)按鈕用于從微控制器中隨機(jī)產(chǎn)生信號(hào)，遠(yuǎn)離ZVS，即與波形的零電壓供應(yīng)電壓不一致。
具有ZVS項(xiàng)目套件的半導(dǎo)體繼電器
因此，用作負(fù)載的燈被強(qiáng)制在非ZVS點(diǎn)打開(kāi)和關(guān)閉，但最終切換僅在下一個(gè)ZVS上發(fā)生。使用CRO或DSO，我們可以看到提供給負(fù)載的電壓波形，以驗(yàn)證零電壓點(diǎn)處負(fù)載的開(kāi)/關(guān)。
此外，可以通過(guò)在工業(yè)中用于重載切換的每個(gè)階段中使用2個(gè)背靠背SCR來(lái)增強(qiáng)此項(xiàng)目。還可以結(jié)合過(guò)載和短路保護(hù)，以提高可靠性。
