光耦与继电器的问题

vincent1987 · 发表于 2009-5-19 14:07:36

(原文件名:继电器加热.png)
我是新手第一次用继电器对好多地方都不太明白请高手指点

jim20090418 · 发表于 2009-5-19 14:40:01

你的R14有問題,電阻值太大(R14可以直接短路,也就是跟本不需要R14)
另外這個驅動方式不太合理(除非你的需求是常閉控制)
你這樣驅動在你的控制瑞未工作時,RELAY就會有了動作(MCU RESET時RELAY會先跳一下)
這樣在很多場合是要盡量避免的.

可以改成下圖方式驅動

(原文件名:2009-05-19_143704.jpg)

或這樣驅動

(原文件名:2009-05-19_143714.jpg)

holycat · 发表于 2009-5-19 16:31:32

应该用共射电路驱动，避免用射随。
关于电路参数，设计上每个数值的选取都是有意义的，不能乱来。
以跟楼顶图的逻辑完全一致的<Fig.1>为例：
1、先查好继电器的吸合电流，在此假设为60mA。
2、从驱动管SS9013的手册查得直流放大倍数不小于64（图中打不出≧，以＞代替了），算得基极电流Ib不小于1mA，Rb应≦4.3k，考虑到电源波动及电阻误差等因素实际取值为2.7kΩ～3.3kΩ。
3、根据TLP521的手册查得CTR≧50%，因此须使P1.1输出一路能有2mA驱动，R11须≦1.2k，考虑到误差并参照TLP521手册中的CTR测试条件，实际取值为430Ω～510Ω。

feixue · 发表于 2009-5-19 16:55:35

从原理图上看不出这个光藕有什么作用了

holycat · 发表于 2009-5-19 17:03:53

【4楼】feixue 飞雪：“从原理图上看不出这个光藕有什么作用了”

现在光耦两边并没有共地啊。

cowboy · 发表于 2009-5-19 17:19:58

【3楼】 holycat 仙猫分析得很好

xfbk1984 · 发表于 2009-5-19 17:27:27

如果是共地，还不如用磁珠和0欧姆电阻大家认为呢

feixue · 发表于 2009-5-19 17:31:35

看LZ第一张图电源就没有完全区分
个人觉得还不如直接、用ULN2803来驱动继电器呢
最多增加再个7404罢了

xfbk1984 · 发表于 2009-5-19 17:36:53

第二个电路似乎功耗小一些
仙猫分析的很好，电路的参数估算是个问题吧
前一阵用光藕，才发现自己对三极管的认识太有限
特别是三极管做开关的时候怎么样去估算电路参数
让三极管工作在开关状态
三极管的输入输出特性曲线还是要深入研究

longquan · 发表于 2009-5-19 18:03:28

LZ去做实验，，，，有的东西是没法告诉别人的
动一次手印象就深刻了;)

Feeling_MCU · 发表于 2009-5-19 18:40:19

继电器害惨了我！

一、照着手册画了个封装，打了板回来，居然不对，再一看，手册上给的引脚布局居然是从下往上看的（底视图），我是从上往下看的。

二、为了听高手们的，地绝对隔离，一个地是24V进的地，一个地是经过共模电感后的地，所以用了24V的继电器，后来一问厂家，24V的
继电器要排单定做，10多天后才能拿到。。。。

stefgq · 发表于 2009-5-19 18:52:32

仙猫，FIG.2 Rbe的作用是什么啊？怎么取值啊？
旁路掉一部分电流？防止干扰？

(原文件名:ourdev_446047.gif)

holycat · 发表于 2009-5-19 21:22:50

当光耦非驱动时（或单片鸡电源迟于继电器电源上电时），Q1基极如果开路的话则很容易受干扰使继电器误吸合。有了Rbe就可以避免让Q1基极处于高阻态。
另一方面，Rbe可以抑制三极管的穿透电流Iceo。质量差的管子Iceo也大，成为诱导继电器误吸合的原因之一。
由于Rbe造成的分流=0.7V/Rbe，通常有百把uA就足够了，不很严格，Rbe通常取4.7k～10k。

duqinglin · 发表于 2009-5-19 22:08:42

bu不错，，学习

D.lovers · 发表于 2009-5-19 22:42:27

学习啦！现在终于深刻了解三极管CE接电阻的详细分析！
以前的理解就是在单片机上电或复位的时候，确保B极为低电平，不使三极管误导通！不知道取值，一般都是用10K。

ch2003_23 · 发表于 2009-5-19 22:54:03

仙猫分析的好
学习了，谢谢

stefgq · 发表于 2009-5-19 23:32:51

谢谢啦，以前虽然也这样用（鹦鹉学舌！！）但是不知道真正的原因！！学习了！！

duqinglin · 发表于 2009-5-20 11:43:52

mark

Alvin007 · 发表于 2009-5-26 13:28:18

学习！
弱弱的问 holycat 仙猫一句
光耦隔离，电源和地应该都需要隔离开吧

holycat · 发表于 2009-5-26 14:08:00

【19楼】 Alvin007：“光耦隔离，电源和地应该都需要隔离开吧”

——全都隔离开是最理想的。但实际中有时会碰到地线实在无法独立的情况，不过即使如此，共地/单边隔离也比完全不隔离好。

foshan_lcy · 发表于 2009-6-21 17:13:19

观摩学习

flyerhacker · 发表于 2009-6-21 18:21:22

1楼2楼分析的不错

qwxqq · 发表于 2009-6-29 19:10:06

holycat 仙猫是高手

dust2 · 发表于 2009-6-29 20:38:51

lvyecc · 发表于 2009-7-1 22:34:27

问一问仙猫，FIG1这个图，当光耦不通时，继电器自然工作，光耦导通时，U4上也有电压，三极管通，继电器不也工作吗，什么情况共地，两个地分别和谁对应，还有你算的Ib>=1mA，这是三极管的基极电流，CTR含义是输出电流和输入电流之比50%，我们应该根据光耦上I4来算吗？你怎么把9013基极电流折算到光耦输入端了，

holycat · 发表于 2009-7-2 00:15:47

【25楼】 lvyecc：“FIG1这个图，……光耦导通时，U4上也有电压，三极管通，继电器不也工作吗”

——没有U4呀，说的是光耦U3吧？所谓光耦导通就是内置的晶体管c-e饱和，压降仅0.2～0.3V，能使后级的三极管Q1截止，切断继电器。

------------------------------------
【25楼】 lvyecc：“什么情况共地，两个地分别和谁对应”

——可把光耦前后两边看成独立的电路，用光耦是希望使这两个电路彻底绝缘，没有任何电气连接，这样抑制干扰的效果最好。这里说的“共地”指的是光耦两边本该互相独立的“地线”连到了一起，使得抗干扰效果大打折扣。连接两边的电源和共地的坏处是一样的，假如两边既共地又共电源，那么可以说光耦抗干扰效果等于零。（当然，除了抗干扰光耦还可以做别的用途。）

------------------------------------
【25楼】 lvyecc：“有你算的Ib>=1mA，这是三极管的基极电流，CTR含义是输出电流和输入电流之比50%，我们应该根据光耦上I4来算吗？你怎么把9013基极电流折算到光耦输入端了”

——这里的计算先是假定继电器须给60mA才能保证吸合，而Q1的hFE≧64，即不加挑选的话只要让Ib流1mA，就能保证Ic≧64mA让继电器吸合，由此算出Rb的电阻值必须≦4.3k。然后在Rb=4.3k（Ib=1mA）的前提下继续计算R11的取值，在光耦导通时要让Q1截止也就是Ib=0，流过Rb的1mA电流全部灌入光耦输出，按最小CTR=50%计算，光耦输入端至少应以1mA/50%=2mA驱动。俺在前面可能没说清楚的一点是，光耦的驱动电流要根据Rb的实际取值来计算，Rb取得越小，要求驱动电流就越大。

cooltommy · 发表于 2009-7-2 09:29:09

学习中，想问问仙猫和各位高手兄，仙猫大大说的“因此须使P1.1输出一路能有2mA驱动，R11须≦1.2k，”，这个1.2K是如何得出的？从图中看为何需要R11分压2.4V，我总觉得5V-2.4V=2.6V，难道剩下2.6Ｖ全加在光耦的ＰＮ结上？

holycat · 发表于 2009-7-2 09:59:45

R11 = 2.4V/2mA = 1.2k ——其实这里留了不少裕量。

通常LED 10mA时的正向压降是1.8～2.2V，查TLP521手册其实不会超过1.3V；另外逻辑驱动芯片的低电平应不会高于0.4V（如果中间插入达林顿管的话大概会有0.7～1V）；再考虑电源电压误差及波动，满打满算在R11的压降上应不会低于2.4V。

wanyou132 · 发表于 2009-7-2 10:20:17

这个真的很有帮助
仙猫的水平可管中窥豹，不一般啊
佩服
仙猫能留个联系方式吗?
遇到问题的时候，我想向您咨询一下

tomhe666 · 发表于 2009-7-2 11:20:53

搭车问个问题,能不能直接用光耦驱动继电器(12V,30mA, PC817),

holycat · 发表于 2009-7-2 11:48:45

【29楼】wanyou132 果酱了，这里只是用了下欧姆定律而已，连大学知识都不需要，仔细考虑一下谁都能做的。
俺的邮址：holycat@hotmail.com，欢迎讨论，只要在俺看得懂的范围内。

-------------------------
【30楼】tomhe666 天煞孤星：“搭车问个问题,能不能直接用光耦驱动继电器(12V,30mA, PC817)”

——继电器的吸合电流为30mA，因光耦PC817的最小CTR仅50%，那么就需要以60mA的电流去驱动光耦，甭说驱动逻辑负担太重，光耦也受不了。如果不想改电路的话，建议找找别的型号的光耦，比如达林顿输出的，或MOSFET型的。

tomhe666 · 发表于 2009-7-2 11:54:49

【31楼】 holycat 仙猫
积分：1567
派别：
等级：------
来自：
-------------------------
【30楼】tomhe666 天煞孤星：“搭车问个问题,能不能直接用光耦驱动继电器(12V,30mA, PC817)”

——继电器的吸合电流为30mA，因光耦PC817的最小CTR仅50%，那么就需要以60mA的电流去驱动光耦，甭说驱动逻辑负担太重，光耦也受不了。如果不想改电路的话，建议找找别的型号的光耦，比如达林顿输出的，或MOSFET型的。
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
谢谢指点,只是这么一问,没有这么干

z7926573 · 发表于 2009-7-2 12:42:25

默默的顶一下

mingyuexin1981 · 发表于 2009-7-2 15:21:33

仙猫分析的好

hilltang · 发表于 2009-7-2 15:28:46

仙猫做东西很细致啊，能留个QQ吗？我QQ是107283435。
我在实际中R11用了330欧姆，Rb用了10K，效果是可行的。

holycat · 发表于 2009-7-2 16:27:08

回【35楼】hilltang：
有些习惯是被逼出来的，倘若规定你的所有设计参数都必须说得出道理，不能在审查时被问倒，在这种环境下呆仨月，谁都会变得细致的，否则无法生存。
俺没QQ，有MSN：holycat@hotmail.com，但白天不能用，通常只在午夜前上一回儿。

cooltommy · 发表于 2009-7-3 07:51:22

仙猫兄太强悍鸟

cdzhong · 发表于 2009-7-3 10:17:06

学习了！

song1km · 发表于 2009-7-3 14:49:25

标。。。。个记。

lvyecc · 发表于 2009-7-3 23:46:32

【26楼】这里的计算先是假定继电器须给60mA才能保证吸合，而Q1的hFE≧64，即不加挑选的话只要让Ib流1mA，就能保证Ic≧64mA让继电器吸合，由此算出Rb的电阻值必须≦4.3k。然后在Rb=4.3k（Ib=1mA）的前提下继续计算R11的取值，在光耦导通时要让Q1截止也就是Ib=0，流过Rb的1mA电流全部灌入光耦输出，按最小CTR=50%计算，光耦输入端至少应以1mA/50%=2mA驱动。俺在前面可能没说清楚的一点是，光耦的驱动电流要根据Rb的实际取值来计算，Rb取得越小，要求驱动电流就越大。

－－这个我觉得这样算吗？光耦导通时Ｑ１截止（这时Ib＝0），灌入光耦输出端的电流＝（５-0.3v)/4.3K＝1.1mA。再按50％算，光耦输入电流大于等于2.2mA
通过这个贴子学习到了光耦配合继电器工作原理，非常感谢holycat 仙猫热心帮助。

zhuge10054494 · 发表于 2009-7-4 12:04:39

仙猫厉害

jiangxingyuan · 发表于 2009-7-4 15:32:01

想问下仙猫，把NPN管改为PNP管怎样，两个电路比较那个好点。对此一直比较迷茫，希望指点一下。谢谢。

(原文件名:ourdev_446098.gif)

jiangxingyuan · 发表于 2009-7-4 15:33:11

fig.2的Q1由NPN改为PNP。

holycat · 发表于 2009-7-4 16:56:42

在光耦隔离的后面，用NPN或PNP都是无所谓的，但推荐把负载该接在集电极上。（共射驱动）

两种接法的差异如图。共集驱动（又叫射级跟随器）时因三极管不饱和，c-e间压降变大，一则增加了三极管的功耗，同时也损失了加在继电器两端的电压。
尤其在大电流的情况下，这个“非饱和”没准是很要命的，让三极管发热。

holycat · 发表于 2009-7-4 17:01:45

不过在负载电流很小，且对加载电压不敏感的情况下，用共集驱动也有那么一丁点儿好处：可以省掉串在基极的限流电阻。

shaoyidong · 发表于 2009-7-5 00:24:43

mark

randyzzy · 发表于 2009-7-5 01:18:13

仙猫分析的真是透彻，佩服！学习中！

bigworms · 发表于 2009-7-5 12:36:24

mark

jiangxingyuan · 发表于 2009-7-6 09:22:45

谢谢仙猫的解答，同时请我也提出一点疑问，希望仙猫兄能再次解答。
我把仙猫兄的解答图编了个号，其中图1、4我认为分析是非常合理的，但图2和图3我有点不解。图3中只要三极管的基极电阻足够小，三极管为什么不能饱和导通呢？如果 (图三) 负载电阻+基极限流电阻<= (图二）基极限流电阻那（图三）Ib <=(图二)Ib ,这样是完全可以做到的呀。但图三和图二比较有一个好处，就是图三的 Ib是经过负载的，做的是有用功，但图二的 Ib 并没有经过负载，做的是无用功，所以图三的Ib放小了是不会影响电路效率的，但图二的Ib放小了就会影响电路的效率了。
最后说一下，由于本人不是电子专业的，有些分析可能比较业余，而且也不知道对不对，如果不对的话请直接指正，本人不胜感激。

(原文件名:ourdev_458402.gif)

trueboy · 发表于 2009-7-6 09:58:50

学好欧姆定律,走遍电子世界都不怕
不好意思,不太押韵

jiangxingyuan · 发表于 2009-7-6 10:33:28

回来实际测试了一下，发现仙猫的发析是对的，我的分析是错误的，在此再次感谢仙猫。

eaglelpx · 发表于 2009-7-6 15:44:30

记号下

lvyecc · 发表于 2009-7-6 19:13:39

非饱和1V怎么算出来的，谁能告诉我！！

holycat · 发表于 2009-7-6 21:54:01

严格说，在电路未定的情况下，共集非饱和时的c-e压降无法算出，1V只是在特定条件下的估算。

以【49楼】的图4的共集电路为例：
随负载电流增加，发射极电位Ve也将上升。但为维持导通条件，Ve再高也不能超过Vb-0.7V，否则管子就要截止了，而Vb不可能高过Vcc，因此Vce≧0.7V。
另一方面，Vb受Control电位约束。假定输出Control的是5V CMOS芯片，那么高电平可能会较接近5V，此时估算Vce约为1V；但若Control是TTL输出的话，高电平可能只有4V左右，此时Vce会接近2V！

zhangjg09 · 发表于 2009-7-6 22:59:34

holycat 仙猫兄，我又从你这偷东西了，哈哈！
分析真的很好，以前自己做的时候就是找参考电路照葫芦画瓢，不知道为什么。
现在虽然不能全看明白，但总算是知道点门道了，再多看看，消化下，应该大有裨益的！
诚挚感谢仙猫兄！

lvyecc · 发表于 2009-7-7 00:08:51

holycat简直就是科学家，以后还要向您学习！！！

qwxqq · 发表于 2009-7-7 20:40:10

其实这只是最基本的三极管开关特性，属于中专技校电工课程里面的ABC内容，居然引得这么多人惊叹佩服。无语

waltonzxh · 发表于 2009-7-7 20:58:40

惊叹佩服的是cat的硬件功底,不仅仅在于这简单的三极管开关特性,

Offer · 发表于 2009-7-7 20:59:22

学习！学习！

yangyongwen · 发表于 2009-7-8 10:17:47

仙猫不是一般的厉害.

bbi3014 · 发表于 2009-7-8 12:53:07

MARK

cjr82123 · 发表于 2009-7-17 00:28:46

这个好啊，要用力顶上去！

maggie · 发表于 2009-7-23 00:36:05

【30楼】tomhe666 天煞孤星：“搭车问个问题,能不能直接用光耦驱动继电器(12V,30mA, PC817)”

——继电器的吸合电流为30mA，因光耦PC817的最小CTR仅50%，那么就需要以60mA的电流去驱动光耦，甭说驱动逻辑负担太重，光耦也受不了。如果不想改电路的话，建议找找别的型号的光耦，比如达林顿输出的，或MOSFET型的。

这是巧合么,,今天正好搭到这个电路..
光耦驱动继电器(12V,30mA, PC817)
发现了817确实是带不动12V继电器,但又不知要选用哪种光耦,谷歌上找到了这里,真是受益非浅

问下仙猫,我看到817资料里有CTR 100%-600%好几个等级的,不知是不是放大倍数高的就可以用了呢?

weifeng99 · 发表于 2009-7-23 16:51:48

学习了

plc_avr · 发表于 2009-7-23 18:03:43

MARK!受教了。

holycat · 发表于 2009-7-23 18:57:06

【63楼】 maggie：“问下仙猫,我看到817资料里有CTR 100%-600%好几个等级的,不知是不是放大倍数高的就可以用了呢? ”

——这要看继电器的吸合电流。PC817的工作条件是：输出Ic≦30mA，最大定格电流为50mA，集电极耗散功率150mW，超过就可能损坏器件了。

ddbetter · 发表于 2009-7-23 19:09:37

学习了

holycat · 发表于 2009-7-25 23:55:00

回【63楼】maggie：

　你通过vesta.jskf@electech.com.cn转发的询问邮件收到了，但那个邮址无法回复，回e过去仍旧弹回来。

xiaxquan · 发表于 2010-3-12 17:35:33

回复【3楼】holycat 仙猫
-----------------------------------------------------------------------

怎么我觉得图一中，无论光耦是否导通，继电器都是可能可以被驱动的呢？
因为当光耦不导通时，Ib》=（5-0.7）/4.3K=1mA，根据电流放大率，继电器就已经导通了。
光耦导通时，需要抽取1mA电流，那么这1mA电流从哪里来呢？从电源出流出的电流不超过1mA，这1mA如何分配呢？莫非意思要确保此时继电器不导通？

(原文件名:未命名.jpg)

cuikai12345 · 发表于 2010-3-19 22:27:56

mark

moan · 发表于 2010-3-19 22:39:56

mark

xsky · 发表于 2010-3-24 19:48:58

回复【69楼】xiaxquan
-----------------------------------------------------------------------

光耦导通时，Q1应该是截止的

xiaxquan · 发表于 2010-4-1 15:11:44

回复【72楼】xsky 网痕
-----------------------------------------------------------------------

嗯，明白了，谢谢

bluefeel · 发表于 2010-4-12 15:45:34

mark

qhshilin · 发表于 2010-4-13 14:58:59

mark1

jielove2003 · 发表于 2010-4-13 15:13:38

学习了，长知识了

xydrj · 发表于 2010-5-4 15:16:45

mark

changyi942 · 发表于 2010-5-5 11:10:37

mark

xiaoxuanfeng · 发表于 2010-8-8 08:57:31

mark

qilujie · 发表于 2010-8-8 18:53:17

我的妈，一个继电器驱动的这么曲折。继电器不就是个隔离开关？需要光耦二级隔离？我实在是参不透其中深意。

arndei · 发表于 2010-8-24 15:46:32

学习，mark

xstt · 发表于 2010-8-25 09:39:30

MARK

mcu2007 · 发表于 2010-8-25 14:42:00

关于仙猫的fig1 图我想有必要在Q1的射级再加个二极管吧！

(原文件名:2010-08-20 01 13 27.png)

jiabin1024 · 发表于 2010-8-26 09:27:28

好贴！！

bj-stm8 · 发表于 2010-8-26 10:18:47

翻出一个好贴，C级联继电器，无论是pnp还是npn。

qinhya · 发表于 2010-8-26 11:41:46

不错！

holycat · 发表于 2010-8-26 12:31:00

【83楼】 mcu2007 努力出国：“关于仙猫的fig1 图我想有必要在Q1的射级再加个二极管吧！”

------------------
射极串二极管提高了Q1的控制阈值，对抗干扰确实是好处的。
不过在该电路中更好的处理方法是在光耦U3输入处并个数kΩ的电阻，以防上电瞬间光耦误动作。之前因是集中讨论共射、共集的概念，所以未涉及这点。

mcu2007 · 发表于 2010-8-26 16:35:55

回复【87楼】holycat 仙猫
【83楼】 mcu2007 努力出国：“关于仙猫的fig1 图我想有必要在q1的射级再加个二极管吧！”
------------------
射极串二极管提高了q1的控制阈值，对抗干扰确实是好处的。
不过在该电路中更好的处理方法是在光耦u3输入处并个数kω的电阻，以防上电瞬间光耦误动作。之前因是集中讨论共射、共集的概念，所以未涉及这点。
-----------------------------------------------------------------------

仙猫的意思是在U3的 1 2端并个电阻？小弟没这么用过，希望猫哥指点指点其中的奥秘。
同时小弟思考过后，想请问猫哥，如果我是并个电容/在2口电容拉地是不是也是对上电过程误操作有消除作用？
说实话我还是比较推荐FIG 2的驱动电路。

holycat · 发表于 2010-8-26 17:13:03

回复【88楼】 mcu2007 努力出国

　因考虑处理器的I/O脚P1.1在上电到初始化完成这段时间里是呈高阻态的，那么光耦就有受噪声影响误动作的可能，1-2脚间跨电阻后有利于泄放掉噪声电荷，消除了电荷积累的可能。
　用电容代替上面的电阻也有效果，但如从U3的2脚对地接电容的做法会起反作用：因电容两端的电压不能突变，上电瞬间电容电压为0，这样整个VCC就加到光耦上去——本来好好的也逼它误动作了！

mcu2007 · 发表于 2010-8-26 22:07:40

回复【89楼】holycat 仙猫
回复【88楼】 mcu2007 努力出国
　因考虑处理器的i/o脚p1.1在上电到初始化完成这段时间里是呈高阻态的，那么光耦就有受噪声影响误动作的可能，1-2脚间跨电阻后有利于泄放掉噪声电荷，消除了电荷积累的可能。
　用电容代替上面的电阻也有效果，但如从u3的2脚对地接电容的做法会起反作用：因电容两端的电压不能突变，上电瞬间电容电压为0，这样整个vcc就加到光耦上去——本来好好的也逼它误动作了！

-----------------------------------------------------------------------

多谢指点

smt_universal · 发表于 2010-8-27 03:29:29

如果电流不大可以用光继电器，类似光耦，但比光耦电路大的多

chizhelei · 发表于 2010-8-27 08:43:37

先标记一下，等下有空再来看。

foxsports · 发表于 2010-8-27 08:50:14

来学习一下

byin · 发表于 2010-8-27 09:08:02

mark

pwcpp · 发表于 2010-9-2 21:10:05

mark一下

jerkoh · 发表于 2010-9-2 21:14:44

mark

durable · 发表于 2010-9-2 21:29:59

mark一下

xk376632352 · 发表于 2010-9-18 14:48:50

mark

akcheng · 发表于 2010-9-18 15:36:35

都是高手呀，我来学习的。。

yijiyuanjack · 发表于 2010-9-21 16:44:01

学习~

光耦与继电器的问题

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！