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【硬件小白成长记:神奇的继电器】
阅读: 4775 |  回复: 26 楼层直达

2018/07/17 11:08:36
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s453208[版主]
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LV7
旅长

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继续学习之路,之前学的如何点灯,是进行控制直流弱电设备或器件工作,开关量的输入检测是为了对输入信号进行检测,用单片机有时需要控制一些强电交流设备进行正常工作,这里举个最简单的例子,220V的交流电机,220V的指示灯,220V的加热棒一类的。其实是很常用的控制,因为220v是家用电器的的标准,你点亮个灯泡都要220V,但是这么高的电压,如果直接接到单片机上,单片机就报废了,这里就需要引入另一个比较神器的器件了,那就是继电器,原理方面大概说一下我对于继电器的理解,其实就是给线圈通电,然后通电线圈产生磁,在磁力的作用下,使得控制一组触点进行开关,线圈的一侧是弱电,触点的一侧则为强电,有效实现隔离。

图图画的不专业,凑合看:




标签 STM32 MCU
2018/07/17 11:11:21
2
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长

2018/07/17 14:20:36
5
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长

还是先看下设计中用到的继电器的datasheet,这里用的是欧姆龙的G5NB-1A:

    PCB RELAY:是板载继电器,想这个图上的形状,他是插在PCB上焊接的,还有一种非板载的继电器,一般厂家会给你配个座子,简单提一下。

这个G5NB继电器是一款紧凑级继电器,3A的开关载流能力,10-kv的脉冲耐压。

Max size :最大的尺寸。

这款继电器分为标准款和高性能版本,载流能力分别为3A,5A (针对交流负载)。

低功耗(200mW)

sealed:密封类型,半密封和密封两种,有时候产品需要防爆做注胶处理的时候 ,你就需要考虑密封的类型了。

下面就是认证 UL CSA  VDE  ROHS,等等。


2018/07/20 13:32:31
6
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长

放下来太久,忙了一段继续我的成长之路,接着看datasheet:

接下来看看起名的艺术:G5NB为家族是前缀,1是1组触点,2.为连接形式:板载,3是封装形式,分为非密和密封两种,4是类型:分为铺铜版本和高性能版本。5是线圈的驱动电压,根据你的需要自己选择有5V,12V,18V,24Vdc ,根据需要自选。

2018/07/20 14:26:48
7
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长

继续往下看,应该是电气参数的额定值了,先看线圈的额定参数值:

这里面参数大体讲一下:第一个是额定线圈电压值、第二个是额定电流值,你把线圈接入回路中的电流、第三个是额定线圈阻抗、这三个参数是符合欧姆定律的,感兴趣的筒子可以自己算一下。

下面有个参数比较有意思,就是继电器的吸合与断开是依靠吸引力的,这里就跟给出的加在线圈两端的电压有关了,电流越大,吸引力越大,电流又取决于加载两端的电压,于是有了下面两个参数:

一个是最小的吸合电压(75%) 一个是最大的释放电压(10%)。

接下来是线圈两端能够承受的最大电压,超过这个值就可能会损坏了(这里给出了普通版本和高性能版本两个参数值分别为180%和170%)

再往下一个参数就是线圈功耗了:大约为200mW,要准确的就需要手动测量算一下了。

NOTE一定要看一下,这里不展开讲了。


2018/07/20 14:56:33
8
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长

接着看一下有关触点部分的参数:分为普通版本和高性能版本

第一个参数为带载能力,第二个参数为最大开关电压,第三个为最大连续电流和开关电流,第四个开关功率了。选型是做好预留,首先你得知道你带载是什么样的。

2018/07/23 12:03:22
9
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长

继续往下看,特性参数:

第一个参数是触点的电阻100欧姆

接下来是吸合与释放的时间,从给了电信号到真正的动作的延时:最大10ms

绝缘电阻500M欧

电气寿命20万次,机械寿命500万次,最少数值。

余下参数:存储运行温度,还有重量等,不一一看了。


2018/07/23 15:46:24
10
s453208[版主]
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LV7
旅长

中间接了个客,回来继续我的大业,接下来肯定是各种曲线数据图了,一张一张来:

其实有两种,一种是高性能版本,一种是标准版,还是以一种为主吧 。

第一幅图反映了开关电压和开关电流:分为DC和AC,电流最大都是3A。

第二幅图反映了触点的电流,与继电器寿命(靠动作次数来反映)。

2018/07/23 15:50:46
11
s453208[版主]
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LV7
旅长

继续看,接下来是环境温度与线圈电压的最大值之间的关系:

环境温度越高,线圈能承受住的最大电压越小:这里也是分为普通版本和高性能版本:

2018/07/23 16:08:08
12
s453208[版主]
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LV7
旅长

接下来就是封装了 ,上图:一带而过:

2018/07/23 16:22:20
13
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
介绍完了继电器,我们来上一下某大牛设计的继电器驱动电路图:

首先RELAY9 接回路控制端(后面讲),实际线圈是接24V电源工作,点灯的led为了指示线圈的状态,LL4148是在线圈断开是进行续流,释放线圈存储能量。

触点回路接了一路RC吸收电路,主要用来阻容灭弧。

2018/07/24 09:41:26
14
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长

早安,继续我的学习路,继电器的驱动电路已经讲解完毕,还有个relay9的控制信号,这里的信号是要走大电流的,所以用单片机直驱肯定是不行的,这里可以用之前的方案通过三极管来驱动,但是有时候考虑到控制需求可能需要多路继电器的驱动,考虑PCB板的大小限制,以及成本的方案,有时候可以采用集成化的数字芯片进行驱动,简化了电路设计的复杂度,如下图引入ULN2803,还是先翻一下datasheet:

2018/07/24 10:05:19
15
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
先看一下ULN2803的手册,这个比较简单,按页上:

这个说白了就是我们之前用的一个三极管驱动的内部集成化方案,当然设计的更加合理,最大的驱动电流可以达到500mA,输出电压可达50V。

2018/07/24 10:08:08
16
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
接下来是电气特性,这里不一一介绍了,直接上图:



其实对于DATASHEET 不需要完全看懂,只需要关注你需要的内容就可以,设计时很少在极限参数内选型使用,所以有时候关于极限参数的影响因素可以忽略掉,简化设计,加速设计,在真正遇到问题时在去对照datasheet进行优化,也是一样合理的选择。全部看懂了也不一定就会用了,边用边懂还是,剩下的特性曲线,测试方法 ,封装这些就不介绍,本身就是一个比较简单的集成芯片 。

2018/07/24 10:12:41
17
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
搭建测试环节先不补了,有大事要做,回过头来继续成长 补上。
2018/07/27 11:39:29
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lihui710884923[实习版主]
电源币:444 | 积分:3 主题帖:137 | 回复帖:477
LV8
师长
版主好啊,你的刚开始发的有关原理图设计有个问题,希望解答一下
2018/07/27 21:17:56
19
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
好啊 ,请说 
2018/07/30 14:54:22
20
lihui710884923[实习版主]
电源币:444 | 积分:3 主题帖:137 | 回复帖:477
LV8
师长
请教一个问题,原理图和pcb已经出了一版了,现在要在原来PCB上加一块电路,现在我直接在原理上图上增加这块电路,然后元器件编号通过annotate  sch自动整理了,但是更新到原来的pcb后,pcb好多元器件标号都没改过来
2018/07/30 16:49:55
21
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
你是要重画整个PCB板么,要是重画的话,你把定义的class删掉试一下,还有方法就是重建PCB,导入新的PCB
2018/08/03 16:33:56
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lihui710884923[实习版主]
电源币:444 | 积分:3 主题帖:137 | 回复帖:477
LV8
师长
要是重新导入另一个PCB的话,还的重新布局,这样肯定是可以的,想省事点,直接在原理图上更改一下,导入原来的PCB
2018/08/02 10:10:42
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liushiming82
电源币:131 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:4
LV2
班长
楼主,你好,我想问一下阻容灭弧电路中电阻和电容的阻值和耐压值如何确定,有没有什么用什么公式算呀
2018/08/02 10:46:43
23
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
这个我也不知道该怎么算,我也是采用前辈们留下来的经验值,你要有的话记得分享我一份哈。
2018/08/02 11:50:01
24
电源网-璐璐
电源币:1090 | 积分:75 主题帖:207 | 回复帖:1431
LV10
司令
飞飞你这就很尴尬了
2018/08/02 20:45:26
25
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
实事求是啊,不会就是不会嘛,我脸皮厚一般不会尴尬,哈哈
2018/08/04 09:15:37
27
liushiming82
电源币:131 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:4
LV2
班长
谢谢,我也是不知道才问的,等找到这方面知识再分享出来
2018/07/17 13:32:40
3
电源网-璐璐
电源币:1090 | 积分:75 主题帖:207 | 回复帖:1431
LV10
司令
灵魂画师飞飞
2018/07/17 14:03:57
4
s453208[版主]
电源币:1696 | 积分:104 主题帖:41 | 回复帖:111
LV7
旅长
哈哈,尽最大努力 才画成这样
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