继电器

一、系统方案

手机APP通过ESP8266 WIFI模块与51单片机通信控制四路继电器。下位机由单片机、ESP8266模块和继电器模块组成,上位机由Android手机APP承担。我们在APP上发送继电器的开关控制指令,ESP8266将收到的数据发送给单片机,从而实现对继电器进行开关控制。


二、硬件设计

ESP8266模块作为一个透传模块使用,RXD、TXD分别连接51单片机的TXD和RXD,VCC和EN管脚接3.3V电压,GND接地,只需要连接这些管脚,ESP8266模块就可以正常工作了。

单片机的P2^0,P2^1,P2^2,P2^3输出高低电瓶控制四路继电器,继电器模块是从网上购买的已经焊接好的模块,其他地方为手工万用板焊接。


三、单片机软件设计

单片机代码主要是串口初始化、ESP8266的初始化和串口中断。

1.串口和ESP8266初始化:

/**
*发送单个字符
*/
void sendChar(uchar a)
{
	SBUF = a;
	while(TI==0);
	TI=0;
}
 
/**
*发送字符串
*/
void sendString(uchar *s)
{
	while(*s!='\0')
	{
		sendChar(*s);
		s++;
	}	
}
 
/**
*初始化ESP8266模块
*/
void initEsp()
{
	TMOD=0x20;		//定时器1工作在方式2
	TH1 = 0xfd;		//波特率9600
	TL1 = 0xfd;
	SM0=0;				//串口工作在方式1
	SM1=1;
	EA = 1;				//开总中断
	REN = 1;			//使能串口
	TR1 = 1;			//定时器1开始计时
	delayms(200);
	sendString("AT+CWMODE=2\r\n");		//AP模式
	delayms(200);	
	sendString("AT+CIPMUX=1\r\n");		//允许多连接
	delayms(200);	
	sendString("AT+CIPSERVER=1\r\n");	//建立TCP Server
	delayms(200);	
	ES = 1;				//开串口中断
}

sendString("AT+CWMODE=2\r\n") ----- 单片机发送AT指令到ESP8266模块,AT+CWMODE=2是将ESP8266设置为AP模式,\r\n是换行,因为AT指令加换行才能生效。
sendString("AT+CIPMUX=1\r\n") ---- 允许多连接
sendString("AT+CIPSERVER=1\r\n") ---- 建立TCP Server

2. 串口中断函数,负责处理App发送给单片机的指令:

/**
* 串口中断函数,负责处理App发送给单片机的指令
*/
void uart() interrupt 4
{
	if(RI == 1)   
  {
    RI = 0;     //清除串口接收标志位
		receiveTable[i]=SBUF;
		if(receiveTable[0]=='+')
		{
			i++;
		}
		else
		{
			i=0;
		}
		if(i==10)
		{
			i=0;
			switch(receiveTable[9])
			{			
				case '1':			//打开继电器
					JDQ4=0;
					break;
				case '2':			//关闭继电器
					JDQ4=1;
					break;
				case '3':
					JDQ3=0;
					break;
				case '4':
					JDQ3=1;
					break;
				case '5':
					JDQ2=0;
					break;
				case '6':
					JDQ2=1;
					break;
				case '7':
					JDQ1=0;
					break;
				case '8':
					JDQ1=1;
					break;
				
			}
		}
  }
}

esp8266在收到数据并转发给单片机时的数据格式:+IPD,<client号>,<收到的字符长度>:收到的字符,比如+IPD,0,5:hello,其中+PID是固定的;0代表的是TCP客户端编号,esp8266最多支持5个客户端同时连接,也就是说客户端编号是0到4,在本设计中由于只有一个客户端与esp8266相连,所以客户端编号是0;5代表收到的字符长度;hello是收到的字符。在本例中esp8266发送给单片机的数据是+IPD,0,1:1,我们把接收到的字符串缓存到字符数组中,所以在处理收到的数据逻辑中,首先判断是否是以'+'开始的,否则视作无效数据,然后判断数组中的第十个数据,因为第十个数据才是上位机发送过来的数据。

四、Android APP软件设计

Android APP是借助Android Studio来开发的,界面比较清新。esp8266默认的IP地址是192.168.4.1,端口号是333。四个开关控制四路继电器,其中长按开关的名字可以编辑开关名称,APP界面截图如下所示:


负责连接ESP8266的按钮点击回调方法:

/**
 * 连接按钮点击事件回调方法
 * @param v
 */
@Override
public void onClick(View v) {
    if(v.getId()==R.id.btn_connect){
        if (mSocket == null || !mSocket.isConnected()) {
            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        mSocket = new Socket("192.168.4.1", 333);
                        out = new PrintStream(mSocket.getOutputStream());
                        runOnUiThread(new Runnable() {
                            @Override
                            public void run() {
                                mBtnConnect.setText("断开");
                            }
                        });
                        new HeartBeatThread().start();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                        runOnUiThread(new Runnable() {
                            @Override
                            public void run() {
                                Toast.makeText(MainActivity.this, "连接失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                            }
                        });
                    }
                }
            }.start();
        }
        if (mSocket != null && mSocket.isConnected()) {
            try {
                mSocket.close();
                mBtnConnect.setText("连接");
                mSocket = null;
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                mSocket = null;
            }
        }
    }
}

滑动开关点击回调方法,发送指令到单片机控制继电器的开关:

/**
 * 滑动按钮监听事件,发送指令到单片机控制继电器开关
 * @param buttonView
 * @param isChecked
 */
@Override
public void onCheckedChanged(CompoundButton buttonView, boolean isChecked) {
    switch (buttonView.getId()) {
        case R.id.switch1:
            if (isChecked) {
                //turn on
                Log.d(TAG, "onCheckedChanged: send1");
                sendData("1");
            } else {
                //turn off
                Log.d(TAG, "onCheckedChanged: send2");
                sendData("2");
            }
            break;
        case R.id.switch2:
            if (isChecked) {
                //turn on
                Log.d(TAG, "onCheckedChanged: send3");
                sendData("3");
            } else {
                //turn off
                Log.d(TAG, "onCheckedChanged: send4");
                sendData("4");
            }
            break;
        ....
		....
		....
           
    }
}

本文完!

版权声明:本文为CSDN博主 daxiniot 的原创文章,
遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
原文链接:
https://blog.csdn.net/tongxin082/article/details/108685179

围观 6

东芝电子元件及存储装置株式会社(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation,简称“东芝”)推出三款均采用P-SON4封装的光继电器TLP3480TLP3481TLP3482,全新封装的贴装面积明显小于东芝的SOP封装。新产品于即日起出货。

所有这三款新的光继电器均提供可媲美SOP封装产品的断态输出端额定电压和导通额定电流。额定值从30V/4.5A到100V/2A不等,具体取决于器件。

新型P-SON4封装的贴装面积为7.2 mm2(典型值),比2.54SOP4封装小近74%,比2.54SOP6封装小84%,非常适合高密度贴装。此外,它还通过在接收器中采用东芝最新的MOSFET芯片[1],实现了低导通电阻。

TLP3480、TLP3481和TLP3482均拥有高导通额定电流,分别为4.5A、3A和2A。它们能够广泛应用于各种测量设备应用。

应用场景

  • 半导体测试设备(存储器、SoC、LSI等)
  • 探测卡
  • I/O接口板

特性

  • 新的小型封装P-SON4:2.1×3.4mm(典型值),贴装面积7.2mm²(典型值)
  • 高导通额定电流

TLP3480:断态输出端额定电压:30V,导通额定电流:4.5A
TLP3481:断态输出端额定电压:60V,导通额定电流:3A
TLP3482:断态输出端额定电压:100V,导通额定电流:2A

主要规格

  (Ta=25℃时)
器件型号 TLP3480 TLP3481 TLP3482
触点 1-Form-A
封装 P-SON4
绝对最大额定值 断态输出端电压VOFF (V) 30 60 100
导通电流ION (A) 4.5 3 2
导通电流(脉冲)IONP (A) 10 9 6
触发LED电流IFT 最大值 (mA) 3
导通电阻RON最大值 (mΩ) 50 100 200
断态电流IOFF最大值 (μA) 1 1 1
输出电容COFF典型值 (pF) 450 250 170
绝缘电压BVS最小值 (Vrms) 500
导通时间tON最大值 (ms) 5 5 3
关断时间tOFF最大值 (ms) 1
库存查询和供货 在线购买 在线购买 在线购买

注释:
[1] TLP3480、TLP3481和TLP3482均采用基于沟槽栅结构的U-MOS工艺生产。

如需了解有关新产品的更多信息,请点击以下链接。
TLP3480
https://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TLP3480

TLP3481
https://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TLP3481

TLP3482
https://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TLP3482

如需了解有关新封装的更多信息,请点击以下链接。
https://videoclip.toshiba.semicon-storage.com/ap-en/detail/videos/semiconductor-products/video/6149438836001/introduction-of-new-toshiba-photorelay-p-son-package?autoStart=true

如需了解有关东芝的光学器件系列的更多信息,请点击以下链接。
光继电器(MOSFET输出)
https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/product/optoelectronics/photorelay-mosfet-output.html

如需查看在线经销商的新产品供应情况,请访问:
TLP3480
https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/where-to-buy/stockcheck.TLP3480.html

TLP3481
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TLP3482
https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/where-to-buy/stockcheck.TLP3482.html

客户垂询:
光电子器件销售与营销部
电话:+81-3-3457-3431
https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/contact.html

*公司名称、产品名称和服务名称可能是其各自公司的商标。
*本新闻稿中的信息,包括产品价格和规格、服务内容以及联系信息仅反映截至本新闻稿发布之日的情况,如有变动,恕不另行通知。

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社集新公司的活力与集团的经验智慧于一身。自2017年7月成为一家独立公司以来,公司已跻身领先的通用设备公司之列,并为客户和商业合作伙伴提供卓越的离散半导体、系统LSI和HDD解决方案。

公司遍布全球的2.4万名员工同心同德,竭力实现公司产品价值的最大化,同时重视与客户的密切合作,促进价值和新市场的共同创造。公司期待在目前超过7500亿日元(68亿美元)的年度销售额基础上再接再厉,为全球人类创造更加美好的未来。
有关东芝电子元件及存储装置株式会社的更多详情,请访问:https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/top.html

原文版本可在businesswire.com上查阅:https://www.businesswire.com/news/home/20200913005083/en/

围观 15

东芝电子元件及存储装置株式会社(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation,简称“东芝”)推出了两款采用小型4引脚SO6封装的新型光继电器"TLP170AM"和"TLP170GM",适用于安全系统、楼宇自动化及其他工业设备。

新产品的最高触发LED电流为1mA,可通过提升光电二极管阵列的灵敏度来降低输入端功耗。在电池供电的安全装置和各种传感器中使用此类光继电器进行开关控制,有助于降低功耗,同时延长设备的使用寿命。

TLP170AM的断态输出端额定电压为60V,恒定导通电流(ION)为0.7A,脉冲状态工作时最高可达2.1A。TLP170GM为350V版本,ION恒定电流为110mA,脉冲状态工作时为330mA。

4引脚SO6封装可提供3750Vrms的最低绝缘电压,有助于在要求高绝缘性能的设备中使用这些器件。

应用场景

  • 安全系统
    无源传感器(PIR[1])等
  • 工业设备
    可编程逻辑控制器、I/O接口、各种传感器控件等
  • 楼宇自动化系统
  • 替换机械式继电器

特性

  • 低触发LED电流:IFT=1mA(最大值)
  • 小型封装:4引脚SO6
  • 高绝缘电压:BV= 3750Vrms(最小值)

主要规格

(Ta=25°C时)

 

器件
型号

封装

绝对最大额定值

触发LED电流IFT
最大值
(mA)

导通电阻RON
(Ω)

导通时间tON
最大值
(ms)

关断时间tOFF
最大值
(ms)

绝缘电压BVS
最小值
(Vrms)

库存查询和供货

 

断态输出端电压VOFF
(V)

导通电流ION
(mA)

导通电流(脉冲)IONP
(A)

工作温度Topr
(℃)

 

典型值

最大值

 

TLP170AM

4引脚
SO6

60

700

2.1

-40至
85

1

0.15

0.3

6

1

3750

在线购买

 

TLP170GM

350

110

0.33

28

50

2

1

在线购买

 

注释:
[1] PIR(无源红外):通过周围红外辐射的变化检测人与人距离的传感器

如需了解有关新的光继电器的更多信息,请点击以下链接。
TLP170AM
https://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TLP170AM

TLP170GM
https://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TLP170GM

如需了解有关东芝光敏半导体器件系列的更多信息,请点击以下链接。
https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/product/optoelectronics.html

如需查看网络经销商的新产品供应情况,请访问:
TLP170AM
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TLP170GM
https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/where-to-buy/stockcheck.TLP170GM.html

关于东芝电子元件及存储装置株式会社

东芝电子元件及存储装置株式会社集新公司的活力与集团的经验智慧于一身。自2017年7月成为一家独立公司以来,公司已跻身领先的通用设备公司之列,并为客户和商业合作伙伴提供卓越的离散半导体、系统LSI和HDD解决方案。

公司遍布全球的2.4万名员工同心同德,竭力实现公司产品价值的最大化,同时重视与客户的密切合作,促进价值和新市场的共同创造。公司期待在目前超过7500亿日元(68亿美元)的年度销售额基础上再接再厉,为全球人类创造更加美好的未来。
有关东芝电子元件及存储装置株式会社的更多详情,请访问:https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/top.html

原文版本可在businesswire.com上查阅:https://www.businesswire.com/news/home/20200816005046/en/

围观 11

支持高达40 GHz的宽带频率且已备库在货

美国Infinite Electronics旗下品牌,业界领先的射频、微波及毫米波产品供应商Pasternack宣布推出了一系列的双脊波导机电继电器开关新产品,该系列产品可在更宽的频带工作,使其成为涉及电子战争、电子对抗、微波无线电,VSAT(甚小口径天线地球站)、雷达、测试仪器以及研究与开发应用的理想选择。

Pasternack双脊波导机电开关新产品现有12种模式可供选择,这些模式在SPDT(单刀双掷开关)和可选的DPDT(双刀双掷开关)配置中具有6.5 GHz至40 GHz的宽带多倍频程频率覆盖。设计支持WRD-650、WRD-750和WRD-180波导尺寸。令人印象深刻的典型性能还包括2.5 dB的插入损耗、80 dB的绝缘和高达8.5kW的功率处理能力。理想的功能包括闩锁自动切断执行器、TTL逻辑、带手动操控的位置指示器以及具有灭弧功能的专利电动机驱动器。这些完全耐候、坚固耐用的军用级包装设计可在-40°C至+ 85°C的工作温度下承受100%的湿气,并支持带配对的环境密封的快速连接DC(直流)控制连接器。

“对于只需要一个模块进行紧急概念验证或原型应用而又等不了几个月的射频设计人员而言,有广泛的宽带、双脊波导机电开关设计现货供应至关重要。通常情况下,其他供应商需要16到20周以上的交付周期,并且要求这类产品具有最低订购量(MOQ)。” 产品线经理Tim Galla先生解释道

Pasternack双脊波导机电继电器开关新产品已备货在库,可随时发货。

如有其他疑问,请致电Pasternack中国客户服务热线4009285100或051262806638。

关于Pasternack

美国Pasternack是射频产品的全球领导者,成立于1972年。作为一家通过ISO9001:2008认证的制造商和供应商,Pasternack为业界提供广泛的有源和无源射频、微波和毫米波产品选择,并可在当天发货。Pasternack隶属于美国Infinite Electronics公司。

关于Infinite Electronics公司

英飞畅作为全球领先的电子元器件提供商,凭借其旗下一系列备受认可的知名品牌,服务于工程师们的紧急需求。英飞畅旗下各品牌均为其各自产品板块的专业品牌,提供丰富的工程级产品,并辅以专家级技术支持以及当天发货服务。为了满足来自各领域的10万多家客户的需求,英飞畅每一天都忠实致力于产品的备货入库和可靠发货。

围观 5

耐压至少1500V;迷你单列直插封装

Pickering Electronics作为一家在舌簧继电器领域拥有超过50年经验并致力于不断追求继电器微型化和高性能的公司,新推出了业内尺寸最小的高电压继电器。这款最新的131系列舌簧继电器具有微型的单列直插封装,占板面积仅为12.5mm x 3.7mm,高6.6mm,提供至少1500V耐压。

131系列舌簧继电器提供3V、5V和12V几种线圈电压选择,并且可选配内置二极管。该系列继电器为1 Form A(常开触点)单刀单掷常开型配置,最大切换电流为0.7A,切换功率为10W,是电缆测试仪、混合信号/半导体测试仪、背板测试仪、高电压仪器、在线测试仪及其他高电压应用的理想之选。

Pickering Electronics公司的CEO Keith Moore说:“Pickering的131系列微型单列直插舌簧继电器采用真空溅射钌合金舌簧开关,具有极佳的低电平性能,是涉及多种不同范围的信号应用的理想之选。该新系列继电器沿用了我们的经典款113系列采用的塑料外壳并包含内置的μ合金磁屏蔽层,实现高密度封装。此外,Pickering独特的SoftCenter®柔性封装结构可以有效保护舌簧开关。”

关于Pickering Electronics公司

Pickering Electronics公司自成立至今已超过50个年头,致力于设计专门用于仪器和测试设备的高品质舌簧继电器。目前,Pickering产的单列直插系列继电器是业内最高级的,尺寸仅为许多同类竞争产品的四分之一。这些小型的单列直插舌簧继电器被售往全世界各地的大型自动测试设备(ATE)和半导体公司。

Pickering Electronics公司隶属于私有的Pickering集团。Pickering集团由三家电子制造公司组成,除了Pickering Electronics外分别为设计生产模块化信号开关与仿真产品的Pickering Interfaces公司和设计生产电缆和连接器的Pickering Connect公司。

在 businesswire.com 上查看源版本新闻稿: https://www.businesswire.com/news/home/20200324005365/zh-CN/

围观 3

继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

电磁继电器的工作原理和特性

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放。

这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

电路原理

继电器是一种当输入量变化到某一定值时,其触头(或电路)即接通 或分断交直流小容量控制回路。

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。

晶体管驱动驱动电路

当晶体管用来驱动继电器时,推荐用NPN三极管。具体电路如下:
● 当输入高电平时,晶体管T1饱和导通,继电器线圈通电,触点吸合
● 当输入低电平时,晶体管T1截止,继电器线圈断电,触点断开

电路中各元器件的作用:
● 晶体管T1为控制开关
● 电阻R1主要起限流作用,降低晶体管T1功耗
● 电阻R2使晶体管T1可靠截止
● 二极管D1反向续流,为三极管由导通转向关断时为继电器线圈中的提供泄放通路,并将其电压箝位在+12V上。

集成电路驱动电路

目前已使用多个驱动晶体管集成的集成电路,使用这种集成电路能简化驱动多个继电器的印制板的设计过程。

当2003输入端为高电平时,对应的输出口输出低电平,继电器线圈两端通电,继电器触点吸合;当2003输入端为低电平时,对应的输出口呈高阻态,继电器线圈两端断电,继电器触点断开。

继电器串联 RC 电路:这种形式主要应用于继电器的额定工作电压低于电源电压的电路中。当电路闭合时,继电器线圈由于自感现象会产生电动势阻碍线圈中电流的增大,从而延长了吸合时间,串联上 RC 电路后则可以缩短吸合时间。


24V 继电器的驱动电路

原理是电路闭合的瞬间,电容 C 两端电压不能突变可视为短路,这样就将比继电器线圈额定工作电压高的电源电压加到线圈上, 从而加快了线圈中电流增大的速度,使继电器迅速吸合。电源稳定之后电容 C 不起作用,电阻 R 起限流作用。

继电器额定工作电压的选择

继电器额定工作电压是继电器最主要的一项技术参数。在使用继电器时,应该首先考虑所在电路(即继电器线圈所在的电路)的工作电压,继电器的额定工作电压应等于所在电路的工作电压。

一般所在电路的工作电压是继电器额定工作电压的0.86。注意所在电路的工件电压千万不能超过继电器额定工作电压,否则继电器线圈容易烧毁。

另外,有些集成电路,例如NE555电路是可以直接驱动继电器工作的,而有些集成电路,例如 COMS 电路输出电流小,需要加一级晶体管放大电路方可驱动继电器,这就应考虑晶体管输出电流应大于继电器的额定工作电流。

来源:电子电路

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作者:睿博士

电感和电感器

电感(inductor)是一个绕在磁性材料上的导线线圈(coil),电感通以电流时产生磁场(magnetic field),磁场很懒,不喜欢变化,结果呢,电感就成为阻碍其电流(current)变化的元件。

如果流过电感的电流恒定,电感就很高兴,不用对电子流出任何力(force),此时的电感线圈就是普通导线。

如果我们想中断电感中的电流,电感就会出力(电动势,EMF),试图维持其中电流。如果电感自身构成回路,电路中又没有电阻(resistance),那么理论上,电子流永远在循环流动。但是,除非我们采用超导体,否则所有的导线都对电流有阻碍作用,最终电感电流将衰减(decay)为零,且电阻越大,衰减越快。不过,感抗(inductance)越大,衰减则越慢。如图1所示。


图1 中断电感电流时储存的能量释放

一旦电流变为零,由于电感总是试图阻碍电流变化,此时它又想维持电路电流为零。

所以,当我们把电感接入电路中时,电感马上出力,试图阻碍电流增加,但是电流还是慢慢在增加。电感感抗越大,电流增大的速度越慢。当电流不再增加而到达稳态值后,电感又乐不可支了,不用再出力了! 如图2所示。



图2 电感电路ON

当我们切断电感中的电流时,电感又出力想维持稳态电流值。如果此时电感与一个电阻相连,则电阻两端的电压是其电阻值与电流的乘积。由于电感最大的本事就是阻止电流的突变,因此,不管电阻值是多少,在电路被切断后的瞬间,电感中的电流与切断前是一样的。如果电阻值很大,则电流与电阻的乘积也非常大,结果,电感上会产生瞬时的高电压。如图3所示。



图3 电感电路OFF

由于电感中的电流不能突变,如果要切断电感电路,我们总是需要提供电感电流释放回路。假如没有提供释放回路,电感电流就会自寻通道,比如,通过空气释放,通过开关触点或者其他不应导电的元件释放。短时间的高电压将对电路产生极大的破坏。

电感器能够产生高电压的能力在电源设计时非常有用,但也意味着,在没有准备好释放通路时不可以随便切断电感电路。

续流二极管

从图中可以看出断电时EMF产生的瞬时高压(数倍甚至数十倍于电源电压)如果无处释放,会对电路的其他元件造成损害,而如果提供释放回路,又怎么能适时接通呢?即电感电路接通时,释放回路不通,而电感电路断开时释放回路就接通。如图4所示。


图4 释放回路接通的时机

电阻是双向导电的,而二极管就具有单向导电特性。因此我们采用如图5所示的电路,图中并联在电感两端的二极管称为续流二极管(flyback diode或flywheel diode)。


图5 续流二极管电路

续流二极管的作用

续流二极管通常和储能元件一起使用,其作用是防止电路中电压电流的突变,为反向电动势提供耗电通路。电感线圈可以经过它给负载提供持续的电流,以免负载电流突变,起到平滑电流的作用!在开关电源中,就能见到一个由二极管和电阻串连起来构成的的续流电路。这个电路与变压器原边并联。当开关管关断时,续流电路可以释放掉变压器线圈中储存的能量。


续流二极管工作原理图

BUCK电路中续流二极管的选择


BUCK电路图

BUCK电路中一般选择快速恢复二极管或者肖特基二极管来作为"续流二极管",它在电路中一般用来保护元件不被感应电压击穿或烧坏,以并联的方式接到产生感应电动势的元件两端,并与其形成回路,使其产生的高电动势在回路以续电流方式消耗,从而起到保护电路中的元件不被损坏的作用。

理论上二极管选用至少2倍于最大电流,实际使用时,由于二极管的瞬间抗过载能力较强,使用最大电流50A的超快速二极管也行,加上合理的散热片,实际使用中一般少有损坏。导通时的总阻抗是 电机内阻+驱动管等效内阻。续流时的总阻抗是 电机内阻+续流二极管等效内阻。一般情况下,由于续流二极管的交流等效内阻要比驱动三极管的交流等效内阻小。所以常规设计,一般续流二极管的最大电流,取二倍于电机最大电流。

瞬态电流只是一瞬间,面接触型二极管的抗过载能力还是可以的,只要不过压即可,必要时串个小阻值电阻进行限流。续流二极管是为了保护开关器件,续流时的瞬态电流跟电机的工作电压和绕组内阻有关,跟电机功率无关,真要计算的话,瞬态电流的峰值是反向自感电压减去二极管结压降再除以回路电阻。这里之所以还要用一定电流以上的二极管是因为低压大功率电机的绕组内阻较低,所以瞬态电流会比较大,串个小阻值电阻就可以抑制峰值电流,因此造成的开关管瞬态加压的些许上升因为工作电压本来就不高,所以根本不必担心,现在的晶体管耐压至少都在50V以上。

继电器续流二极管的选择

继电器并联的二极管,不是什么BUCK电路中的续流二极管,由于继电器线圈的是感性负载,作用是吸收驱动三极管在断开时继电器线圈的自感电压,根据楞次定律,电感上的电流在减小时,会产生一个自感电压,这个电压的方向是正电源端为负,驱动管集电极为正,这个电压会击穿三极管,所以在继电器上并联一个吸收二极管,吸收这个自感电压。

第一,电路ms级以下时间参数对机械触点影响给予忽略
第二,即便是1N4000反向恢复时间也远低于ms,正向导通时间更小
第三,驱动管极间电容,继电器寄生电容足以使高速二极管无用武之地
第四,电感储能的消耗主要依靠饶组电阻,一般处于过阻尼状态

对于图中的开关,我们经常使用晶体管。如图所示,用一个晶体管TR1去控制继电器线圈(relay coil)的导通,继电器触点再去控制负载电路。

继电器线圈的续流电路

二极管负极接直流电源正极,继电器线圈断电时,二极管因势利导,为线圈高电压提供释放途径。如果没有续流二极管,晶体管断开时在线圈两端产生的高电压将对晶体管电路造成极大的损坏,此时续流二极管起到了保护作用。

为此,经常将二极管直接和继电器做在一起,如图所示。

触点的保护电路一

般感性负载比电阻性负载更容易使触点受到损作,如果使用适当的保护电路可以使感性负载对触点的影响与电阻性负载基本相当,但请注意如果不正确使用,可能会产生反效果。

下表是触点保护电路的代表性例子。


注意请避免下表中所列的触点保护电路。

续流二极管的电路

续流二极管应该加到感性负载的两端,这里说的感性,就是具有电感特性,而不是性感。感性负载的特性就是电流不能突变,也就是说,不可能一下子就没了,也不可能一下子就有了,需要有个过程。

常见的感性负载有继电器线圈、电磁阀。

为什么要加续流二极管

感性负载会产生感应电动势,感应电动势的方向和加在它两端的电压方向是相反的,当感性负载突然断电,感应电动势还在,由于感应电动势与原来的电压方向相反,在没有断电的时候,还有原来的电压与之抵消,断电后就没有与感应电动势抵消的电压了,这个感应电动势就有可能造成电路中的元器件损坏,加个二极管以后,这个二极管正好与感性负载形成了一个闭合回路,回路中的电流方向正好和二极管是正向导通的,就可以释放感应电动势的电流了。

可以作为续流二极管的型号

普通二极管如1N4007就可以作为续流二极管,不过,最好是用快速恢复二极管或者肖特基二极管。

快速恢复二极管可以用:FR107、1N4148

肖特基二极管可以用:1N5819

看二极管datasheet的什么参数

二极管的耐压,就是反向能加多大电压,你可以看到,续流二极管在电路中是反向连接的。比如你的电路中,线圈加的是12V,那么你的二极管方向耐压值就必须要大于12V才行。不过一般的二极管反向耐压值都非常高。

二极管的最大正向导通电流,比如1N4148最大正向导通电流是150mA,那么如果你的线圈电流太大,就会烧坏续流二极管。所以1N4148只适合小电流的线圈保护,比如5V的继电器。

实践经验

凡是电路中的继电器线圈两端和电磁阀接口两端都要接续流二极管。接法如上面的图,二极管的负极接线圈的正极,二极管的正极接线圈的负极。不过,你要清楚,续流二极管并不是利用二极管的反方向耐压特性,而是利用二极管的单方向正向导通特性。

如果懒得看二极管的datasheet参数,就用FR107吧,通吃一般应用。

实践示例:

上海凝睿电子科技有限公司(简称NR-ESC)成立于2008年10月,位于上海市闵行高科技产业园区,提供电子研发领域的全方位服务,专注于为电子类企业、电子产品设计公司、电子相关专业高校师生及电子工程师、创客在产品研发、试制及量产阶段提供专业的嵌入式设计、PCB Layout、PCB制造、元器件采购、样板焊接、中小批量生产、BGA返修、生产工艺优化、测试优化、知识产权服务等全方位配套支持业务。

来源:凝睿研发工程服务

围观 19

额定持续负载电流高达1A DC/1Arms

2018年11月21日讯 -现隶属于Littelfuse, Inc.的IXYS集成电路部今天推出CPC1984Y,这款600V常开功率SIP继电器的额定持续负载电流高达1A DC/1Arms,是该公司最畅销功率继电器负载电流的两倍。 这款高度可靠的器件采用光耦合MOSFET技术提供4000Vrms输入与输出隔离。 实际上,CPC1984Y SIP继电器可在4000Vrms隔离电压条件下提供最佳的负载电压和负载电流组合。 光耦合输出采用IXYS ICD获得专利的OptoMOS结构,并由高效红外LED控制。

CPC1984Y的典型导通电阻额定值仅为0.51欧姆,最大额定值仅为0.66欧姆,相比同类产品可提供显著更低的导通电阻。 其600V的阻断电压可为通用电源的110Vrms/220Vrms电源线应用提供充足的设计余量。

“通过结合600V的额定阻断电压与1A的负载电流处理能力,CPC1984Y SIP继电器非常适合各种高性能开关应用。”IXYS集成电路部总经理兼副总裁Mark Heisig表示。 “这包括工业和电机控制、公用事业电表、仪表、医疗设备和家用电器。”

CPC1984Y SIP继电器具有以下关键优势:
  •  较低的驱动电源要求,可减少CPC1984Y的功率消耗。
  •  开关时不需要使用缓冲电路来抑制电弧。
  •  UL 94 V-0的易燃额定值可确保该器件的塑料包装具有高阻燃性。

供货情况

CPC1984Y SIP功率继电器已开始量产,样品可通过任何IXYS ICD授权经销商获取。 如要查看IXYS ICD经销商名单,请访问 www.IXYSIC.com 。其采用4引脚(8引脚主体)功率SIP封装,每管25只。

更多信息

可通过以下方式查看更多信息:功率继电器(基于MOSFET)页面。如有技术问题,请联系:IXYS ICD营销与技术支持

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