儀器儀表技術(shù) 驅(qū)動(dòng)單線圈保持繼電器的電路

 單線圈保持繼電器是一種帶存儲(chǔ)器的繼電器，通常帶一種能提供兩個(gè)穩(wěn)定位置的磁性結(jié)構(gòu)，用于保持可動(dòng)觸點(diǎn)的銜鐵。一個(gè)永磁鐵提供將這些銜鐵保持在穩(wěn)定位置上的力。給繼電器線圈施加電流，可將銜鐵從一個(gè)位置移至另一個(gè)位置，從而改變觸點(diǎn)的位置。

向線圈施加一個(gè)方向的電流脈沖，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于該型號(hào)繼電器規(guī)定的zui小值，就將繼電器設(shè)為了兩個(gè)穩(wěn)定位置之一，它會(huì)在電流停止循環(huán)后仍保持在這個(gè)位置。相反方向的電流將繼電器重置到另一個(gè)位置，沒(méi)有電流也能穩(wěn)定在這里。然后繼電器會(huì)無(wú)限期地保持在這個(gè)位置，直到有一個(gè)新的電流脈沖將其切換到另一個(gè)位置。

從邏輯信號(hào)驅(qū)動(dòng)這些繼電器的電路可以是一個(gè)半橋(如果有雙電源)，或者是全橋(即H型功率驅(qū)動(dòng)器，如果只有單電源可用的話)。產(chǎn)生用于雙端線圈可逆電流脈沖的需求是采用這些橋式結(jié)構(gòu)的原因。由于繼電器本身在靜態(tài)條件下并不消耗電能，因此相同情況下的驅(qū)動(dòng)電路也應(yīng)消耗zui低的功率。

圖1表示各種驅(qū)動(dòng)電路，它們有不同的輸入信號(hào)邏輯電平、編碼，以及可用電源的幅度。圖1a至圖1c中的電路可驅(qū)動(dòng)從4V至15V電壓的繼電器。圖1c中電路需要兩個(gè)獨(dú)立的控制線：置位線用于設(shè)定繼電器，復(fù)位線將其重置?？梢詫⒅梦恍盘?hào)和復(fù)位信號(hào)編碼為正(高有效)或負(fù)(低有效)。電路中的兩個(gè)輸入必須采用相同的邏輯約定。

置位信號(hào)與復(fù)位信號(hào)的寬度必須大于繼電器的zui小工作時(shí)間，這個(gè)時(shí)間一般為3 ms至5ms。為了可靠地工作，一次應(yīng)只加一個(gè)信號(hào)，另一個(gè)應(yīng)保持為非活動(dòng)邏輯值。例如，使用正邏輯時(shí)，信號(hào)必須升高3 ms至5 ms，而另一個(gè)輸入必須保持為低，直到*個(gè)信號(hào)脈沖結(jié)束。IC的選擇決定了邏輯電平：TTL(晶體管-晶體管邏輯)或電源電平CMOS(圖1c)。

圖1a和圖1b中的電路采用單一on/off信號(hào)線，每次輸入信號(hào)的變換生成一個(gè)線圈電流脈沖。線圈電流脈沖的極性依賴于生成時(shí)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換極性 (圖1a、圖1b和圖1d)。圖1a中的電路工作在CMOS邏輯電平，圖1b中的電路工作在TTL電平。每次轉(zhuǎn)換后，信號(hào)保持穩(wěn)定的時(shí)間都必須大于繼電器的zui小工作時(shí)間。圖1a和圖1c中電路的典型靜態(tài)電流為40μA，而圖1b中電路的典型耗電約為50μA。圖1d和圖1e中電路與圖1a、圖1b和圖1c 中電路類似，但它們的電源范圍為2.7V至5.5V，并且它們的zui大靜態(tài)電流只有50 nA。

由于單線圈保持繼電器有自己的存儲(chǔ)器，因此必須在上電后將其位置初始化到一個(gè)確定狀態(tài)，這可以通過(guò)輸入邏輯，也可以通過(guò)分析并響應(yīng)來(lái)自觸點(diǎn)電路的信號(hào)。所有這些電路都可以在用脈沖驅(qū)動(dòng)繼電器線圈時(shí)，在兩個(gè)方向上提供高達(dá)數(shù)百毫安電流。

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