单稳型继电器的低功耗驱动方法小型单稳继电器常用于模拟电路中的信号切换,相对于半导体开关,具有可通过较高的信号电压,价格低等优点。但其需要较大的驱动电流,如松下TQ系列5V电压的继电器其额定电流为28.1mA,驱动功耗达到了140mW。在多路继电器驱动电路中,如何降低继电器的驱动功耗,成为了继电器驱动电路设计的关键。在MCU端口资源充足的前提下,我们完全可以用价格便宜的通用三极管和电阻电容设计工作稳定可靠的继电器低功耗驱动电路。
驱动电路见下图:
工作原理:
单稳型继电器在吸合时,其动作电压(加在继电器驱动线圈两端的电压)一般要在其工作电压的75%左右(各种型号继电器的动作电压不同,具体参看其数据表),才能保证可靠动作。可靠吸合后,其线圈两端的维持吸合电压一般只要其工作电压的30%-40%(具体亦需要参看数据表)。低功耗驱动就是根据继电器的这一特点实现的。
Vi为低时,Q1截止。Ice=0,继电器不工作;
Vi为高时,对C1充电,R1相当于暂态短路,Q1工作在饱和导通状态。继电器线圈两端电压≈VCC。C1充电完成后,由于R1的作用Ib减小,Q1工作于放大区,调整R1的阻值可控制Ice的大小,从而控制落在继电器线圈两端的电压,达到降低继电器闭合时功耗的目的。
元件的选择与取值:
Q1:可选择通用NPN管,Ic>>继电器额定电流,Vceo>>Vcc;
R2:为Q1饱和导通时的限流电阻,可按照以下公式取值:

其中:hFE(min)为
三极管Q1 hFE的最低值,可查Q1的数据表获得;
Ik为继电器的额定工作电流,可查其数据表获得。
R1:电路工作在稳态后,由于R1与R2的共同作用,Q1工作在放大区,以达到继电器闭合后低功耗维持的目的。
R1可依照以下公式取值:

其中:
Vk为维持继电器闭合的电压,一般可取继电器额定工作电压的30%-50%,Vk越大,继电器维持闭合状态越可靠,但同时功耗也越大。Vk的取值可参考不同型号继电器的数据表;
Rk为继电器的直流电阻,可在数据表中查得;