浅谈继电器

继电器是自动控制电路中常用到的一种器件，是用较小电流控制较大电流的一种自动开关，即只要有很小的电流通过继电器的线圈，就能产生机械(一般是带有触点的簧片)动作，利用其触点，接通或者切断所控制的电路，使控制对象开启或停止。因此，可以利用光、声、热(温度)、压力、静电等物理变化，并通过相应的传感器(例如光电管、压电片、热敏电阻等)，把它们转变成为电流或电压信号，经过放大器启动继电器，再通过继电器控制负载动作。

一、基本电路和元件选择

附图是晶体管驱动继电器原理图，从图1a中可以看出：若外控信号使开关K闭合，通过Rb供给晶体管BG足够的基极电流Ib，使其BG管饱和导通，继电器J动作；若K断开，BG截止，则继电器J释放。考虑到电路受外界干扰信号或温度等影响，开关K断开，晶体管不一定可靠截止，为了防止误动作，对PNP管可加正偏压，对NPN管可加负偏压，见附图1b所示。

一般小型继电器J的线圈直流电阻Rj约几十欧，吸合电流Ij为几到几十毫安。电源电压Ec等于继电器的吸合电压。晶体管BG一般采用小功率锗管或硅管，其BVceo>Ec，Icm>Ij；二极管D在晶体管截止时，用来抑制继电器线圈产生的过电压，其反向工作电压峰值>Ec。

其他元件选择：在图1a中，电阻Ra对低频小功率锗管取几百欧至几千欧。Ra偏小，可使晶体管BVceo提高(当Ra在1k左右时，BVceR≈1．5Bvceo)，管子截止更可靠，但使电源能量消耗加大。

当K闭合时通过Rb的电流，应保证足够的基极电流Ib，使晶体管饱和。在图1b中，选择电阻Ra应使管子截止时，基极一发射极反向电压不小于0．3V。

选择电阻Rb(当K闭合时)应使晶体管基极-发射极承受正向电压并超过一定数值(锗管约≥0．3V，硅管>0．7—0．8V)。为了防止晶体管截止时基极一发射极承受较大的反向电压(特别是对高频管)，可加保护二极管D1，以便将反向电压限制在D1的正向压降范围内(1V左右)。二极管D1额定电流应大于Vb／Ra。

偏置电阻Rb的调整：由于管子性能的差异，Rb的具体数值必须调整。Rb若取得较小时，可以使管子得到充分饱和，能提高继电器的抗干扰能力，但开关的速度会稍有下降。

二、两种常用继电器控制电路

1．光控继电器电路半导体光电器件是将光能转换成电能的元件，常用的有下列几种：一是光电池，它有一个PN结，当光照射到PN结上时，就在PN结两端出现电动势(P区为正端，N区为负端)。另一种是光敏电阻，由半导体材料制成，有光照射时电阻较小，无光照射时电阻较大。再一种是光敏二极管和光敏三极管，光敏二极管有光照射时，PN结反向电流大大增加，光敏三极管有光照射时，则其集电极一发射极反向电流大大增加。

图2是用光敏三极管控制的继电器电路，从图中分析可知：BG1、BG2组成射极耦合双稳态触发器，当光照射在光敏三极管上时，其集电极电流Ic增大，使BG1基极电位上升而截止，BG2导通，J动作，可以准确地反映被测物是否存在。这类继电器控制电路安装时应避免振动及阳光、灯光等其他光线的干扰。

2．温控继电器电路图3为温控继电器电路原理图，当温度偏高时，水银温度计(WXG)的电接点闭合，三极管截止，J释放；而温度偏低时，水银温度计的电接点断开，三极管导通，J吸合。利用J的触点可以实现温度自动控制或报警等。