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继电器的结构和工作原理讲解 继电器工作原理

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继电器的继电特性
继电器的输入信号 x 从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值 xx，继电器的输出信号立刻从 y=0 跳跃y=ym，即常开触点从断到通 。一旦触点闭合，输入量 x 继续增大，输出信号 y 将不再起变化 。当输入量 x 从某一大于 xx 值下降到xf，继电器开始释放，常开触点断开 。我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性 。
一、继电器（relay）的工作原理和特性
1、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” 。
2、电路原理
2.1 继电器简单介绍
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
2.2 工作原理
【继电器的结构和工作原理讲解 继电器工作原理】
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 。
3、晶体管驱动驱动电路
3.1 电路原理图
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：
工作原理简介
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 。
3.2 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 。
4、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 。现在我司所用驱动继电器的集成电路主要有TD62003AP 。
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 。
24V 继电器的驱动电路
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 。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 。
二、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 。
1、晶体管驱动电路
当晶体管用来驱动继电器时，必须将晶体管的发射极接地 。具体电路如下：
NPN 晶体管驱动时：当晶体管 T1基极被输入高电平时，晶体管饱和导通，集电极变为低电平，因此继电器线圈通电，触点 RL1吸合 。当晶体管 T1基极被输入低电平时，晶体管截止，继电器线圈断电，触点 RL1断开 。
总结：本文介绍了继电器的工作原理以及继电器的驱动电路，驱动电路的设计要根据所用继电器线圈的吸合电压和电流而定，一定要大于继电器的吸合电流才能使继电器可靠地工作 。
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