回覆列表
  • 1 # 電子產品設計方案

    三極體有NPN和PNP兩種,其實都是可以用於驅動繼電器

    三極體是電流控制型的元件,有截止區、放大區和飽和導通三個工作區。讓三極體工作在截止區和飽和導通區,可以實現電子開關的功能,可以用於驅動繼電器、直流電機、LED等一些小功率的直流負載。三極體由兩個PN接面組成,可以排列成NPN型的,也可以排列為PNP型的。

    NPN和PNP型三極體電流流向

    NPN三極體:基極控制電流(Ib)從基極(b)流入,負載工作電流從集電極(c)流入,從發射極(e)流出

    PNP三極體:基極控制電流(Ib)從基極(b)流出,負載工作電流從發射極(e)流入,從集電極(c流出

    由此可見,NPN和PNP三極體只是電流的流向不同,其實都是可以用於控制負載(繼電器)的。

    NPN和PNP型三極體驅動繼電器電路分析

    三極體的負載工作電流Ic=Ib * β;只要在基極注入適當的控制電流,就可以讓三極體導通。

    NPN三極體:驅動電流(Ib)需要從基極(b)流入,所以,基極(b)驅動(DR)為高電平時才可以讓NPN三極體導通,NPN三極體工作在飽和導通區時,BE之間的PN接面正偏(Vbc大約為0.7V),BC之間的PN接面正偏(Vb>=Vc)。

    使用NPN三極體驅動繼電器時,三極體的發射極需要連線到GND,繼電器需要連線在三極體的集電極

    PNP三極體:驅動電流(Ib)需要從基極(b)流出,所以,基極(b)驅動(DR)為低電平時才可以讓PNP三極體導通,PNP三極體工作在飽和導通區時,BE之間的PN接面正偏(Vbc大約為0.7V),BC之間的PN接面反偏(Vb>=Vc)。

    使用PNP三極體驅動繼電器時,三極體的發射極需要連線到VCC,繼電器需要連線在三極體的集電極

  • 2 # 創意電子DIY分享

    三極體驅動繼電器的電路中,很多都選用NPN型三極體來驅動繼電器,是因為選用NPN型三極體驅動時,對前級電路輸出訊號的幅度要求很低,對於NPN型矽三極體,只要前級電路的輸出幅度略大於0.7V,即可使NPN型三極體飽和導通,並驅動繼電器工作,而選用PNP型三極體則要求前級電路輸出足夠幅度的電壓,才能很好的控制PNP型三極體的導通與截止,故電路中驅動繼電器時,大都選用NPN型三極體,使用PNP型三極體的較少。我們來看下面的兩個繼電器驅動電路。上圖是一個NPN型三極體驅動繼電器的電路圖。我們知道,雙極型三極體是一種電流驅動器件,對於NPN型矽管,只要加在其發射結兩端的電壓略大於0.7V,流過管子的基極電流足夠大(一般基極電流達到幾mA即可),管子便可以飽和導通,驅動繼電器工作。由於採用NPN型三極體驅動繼電器,只要前級電路的輸出幅度略大於0.7V,輸出電流達到幾mA,即可驅動一般的小功率繼電器工作,故很多電路都選用NPN型三極體來驅動繼電器工作。像圖1電路,即使微控制器的工作電壓低至1.8V,只要調整基極電阻Rb的阻值,使三極體獲得合適的基極電流,便可以驅動繼電器工作。下面我們再來看一下下圖所示的PNP型三極體驅動繼電器的電路。圖中是採用PNP型三極體8550來驅動繼電器工作,電路的工作電壓為12V,只要Vin為低電平,三極體即可飽和導通,驅動繼電器工作,但是若想讓這個PNP型三極體充分截止,在不加4.7KΩ電阻時,要求前級電路輸出高電平的幅度達到12V,才可以使該PNP型三極體充分截止,若前級電路輸出幅度略低於12V,三極體將不能充分截止,此時會有一定的電流流過繼電器,雖然此電流較小,不會使繼電器工作,但會增加電路的靜態耗電,故採用PNP型三極體驅動繼電器時,為了使管子能夠充分截止,一般要在PNP型三極體的發射結兩端並聯一個阻值合適的電阻,來保證管子能夠充分截止。

  • 3 # 江千里2014

    也是由電源決定的。

    PNP和NPN三極體的供電方向是相反的。

    早期的三極體,大多是鍺管PNP的。後來有了矽管三極體了,基本都是NPN的。音訊放大電路中,如果混合用,則需要特殊設計互補電路了。例如很多電晶體收音機的後級運用互補放大電路,可以免用輸出變壓器——OTL或者OCL推輓電路。但是兩者不可互相取代。

  • 4 # 電子及工控技術

    在繼電器驅動電路中大部分都用三極體作為驅動元件,不管是NPN三極體還是PNP三極體都是可以用來驅動繼電器的。我們設計繼電器驅動電路到底用那種型號的三極體是根據所設計的電路來確定的。

    例如上圖,我們要用微控制器來控制繼電器,由於眾所周知的原因,微控制器的輸入與輸出引腳驅動能力差,必須要用三極體或者驅動晶片來驅動繼電器。上圖中我們就是用的PNP三極體作為驅動元件的,當微控制器P1.0口輸出低電平的時候,PNP型三極體2N5401就會飽和導通,繼電器K就會吸合;若微控制器P1.0口“吐出”高電平1時,PNP型三極體截止,繼電器就不吸合。為了保護三極體一般會在繼電器的線圈上反向並聯一個續流二極體。

    另外NPN三極體也可以進行繼電器驅動的,比如上圖中就是用了NPN型三極體對繼電器進行驅動的。它也是用微控制器進行控制的,只不過為了增強抗干擾能力在兩者之間增加了一個光電耦合器。當微控制器P1.0口“吐出”低電平時光電耦合器裡的發光二極體導通,使三極體的基極得到高電平,因此三極體就會飽和導通繼電器吸合;當P1.0“吐出”高電平時繼電器就會不吸合。

    由此可見採用NPN還是採用PNP三極體是根據設計電路的原理要求來確定的,並不只有NPN三極體才能驅動繼電器,實際上在很多繼電器驅動電路中經常可以看到用繼電器專用整合驅動晶片來驅動繼電器的,比如常見的專用驅動晶片有75468。下圖就是起應用的案例。

  • 5 # 動感擔架

    看情況的,比如用微控制器,外接一般就是pnp型三極體(比如8550),因為微控制器拉電流能力太弱,灌電流能力強。

  • 6 # 玩轉嵌入式

    NPN三極體和PNP三極體都是可以用來驅動繼電器的,兩者的設計電路不同。三極體控制繼電器的通斷時工作在截止和飽和狀態,下面來詳細介紹控制原理。

    1 NPN三極體控制繼電器

    使用NPN三極體來控制繼電器的通斷時,有幾個特別需要注意的地方。首先,繼電器要接在三極體的集電極上,如果接在發射極的話,可能會導致三極體不能完全飽和,導致繼電器吸合不牢或者不工作;其次,要在繼電器的線圈兩端加一個反向的續流二極體,這個二極體線上圈失電的時候用來保護三極體不被反向感應電動勢所擊穿。如下圖所示。

    當基極上是低電平時,NPN三極體截止,繼電器不工作;當基極上是高電平時,NPN三極體導通,繼電器工作。如果用PNP三極體來控制繼電器的話其控制邏輯正好相反。

    2 PNP三極體用來控制繼電器

    使用PNP三極體用來控制繼電器時,需要將繼電器接在集電極上。控制原理如下圖所示。

    當基極為高電平時,PNP三極體截止,繼電器不能工作;當NPN三極體為低電平時,三極體導通,繼電器工作。

    由此可以看出,不管是NPN還是PNP在控制繼電器時都存在相似之處,但是兩者的控制邏輯相反。但是都能實現繼電器的控制。

  • 7 # 技術閒聊

    理論上NPN三極體和PNP三極體都可以作為開關管驅動繼電器,但是為什麼絕大部分設計都喜歡使用NPN三極體驅動繼電器呢?下面很多人的回答並沒有說到點子上。因為使用NPN三極體驅動簡單,在很多場合下若使用PNP三極體驅動繼電器並不是這麼簡單可以實現的。

    我們先來看一下NPN三極體和PNP三極體當開關管的原理,下圖為基本驅動原理,左邊為NPN三極體控制原理,右邊為PNP三極體控制原理。三極體導通的條件是基極有電流,假設三極體BE壓降為0.6V,對於NPN三極體來說輸入電壓必須高於0.6V,基極才會有電流,而對PNP三極體來說基極輸入端電壓必須比VCC小0.6V以上才會有電流。

    ▲三極體驅動繼電器原理

    三極體驅動輸入端一般為微處理器的I/O口,比如微控制器、DSP、ARM、CPLD、FPGA等,下面以微控制器3.3V的I/O口為例。

    對於NPN三極體,高電平時三極體導通(飽和),繼電器工作,低電平時三極體截止,繼電器不工作。只要計算選擇合適的限流電阻使三極體工作於飽和區即可,原理簡單。

    若是使用PNP三極體驅動就沒這麼簡單了,如果VCC的電壓是3.3V沒問題(即繼電器工作電源為3.3V),可選擇合適的限流電阻使I/O口為高電平時三極體截止,低電平時三極體導通(飽和)。但是一般繼電器的工作電壓比較高有5V、12V、24V等,也就是說繼電器的工作電壓與I/O口高電平的電壓不相等時這麼設計就會出問題了,並沒這麼簡單。假如24V的繼電器,無論使用3.3V或5V的I/O口控制PNP三極體,低電平時PNP三極體導通,高電平(3.3V或5V)時,發射極與基極的壓差仍然很大,基極有電流,PNP三極體也導通,根本無法控制繼電器,而直接使用NPN三極體就不一樣了,不會受到VCC電壓的影響,無論VCC電壓多少一樣能控制。

    所以,若使用PNP三極體驅動繼電器,前端還得加一級電路,可以是NPN三極體、光耦等,多此一舉還不如直接使用NPN三極體方便,明白了吧?

    總結:繼電器的工作電壓比I/O口控制端高電平電壓高時,只使用一個PNP三極體無法實現控制繼電器,所以一般採用NPN三極體驅動,原理簡單,易實現。

  • 8 # IT自動化交流

    我想結合設計產品時的考量說明一下為什麼不用PNP而是NPN三極體來驅動繼電器。

    理論上,PNP和NPN都可以用於驅動繼電器。

    我在設計控制器時,主要做了以下幾點考慮,並最終選擇由NPN三極體組成的達林頓晶片ULN2003。

    1)可以實現控制器與繼電器驅動電源的隔離

    如果選擇PNP三極體,所有繼電器的驅動電源都需要用控制器提供,控制器需要同時驅動16個繼電器,按照繼電器的規格書,繼電器的線圈電阻為650歐@24v,電流大概為36mA,當16個繼電器同時吸合時,總的線圈電流大概為0.567A,也就是給控制器供電的電源需要額外給繼電器線圈提供0.5A的電流。

    當繼電器的線圈電壓為12V或者9V時,所需要的電流更大,達到幾安。

    由控制器提供電源給繼電器,無疑會增加控制器的發熱量。而且控制器如果是內建電源,無疑會增加內建電源的功耗,並導致散熱問題,可靠性下降。

    不採用PNP三極體驅動的原因是,沒有辦法將控制器的電源和繼電器的線圈電源分開,繼電器只能由控制器的電源供電,而無法由其它電源供電。

    2)可以驅動不同線圈電壓的繼電器

    如果是PNP三極體驅動,而驅動的繼電器的線圈電壓需要和控制器提供的電壓一致。

    而如果採用NPN三極體驅動,控制器只提供地端,電源端可以根據線圈電壓選擇不同的供電電源。

    可以實現同一控制器驅動不同線圈電壓的繼電器。

    3)降低發生短路故障的機率

    為了安全考慮,一般情況下,控制系統中的地會與大地接在一起。對於繼電器的驅動輸出有時並不會做短路保護,在發生短路故障時可能會損壞驅動的三極體。

    當從控制器接線到繼電器時,控制器的接線接觸到大地的機率遠遠大於接觸到其它導線的機率。

    如果是PNP三極體驅動,導線接觸到大地,就會發生短路故障,而NPN三極體驅動,導線觸碰到電源才會發生短路故障。

    4)便於實現透過檢測輸出電流進行短路保護

    當透過檢測輸出電流來實現輸出的短路、過載保護時,如果是PNP驅動,透過專用的運放,在高階採集電流並送入微控制器進行檢測,而如果是NPN驅動,只需要在低端串入取樣電阻,透過簡單的 R、C濾波之後接入到微控制器,不需要差分運放進行檢測。

    更簡單的做法,只需要將NPN三極體的C極電壓透過 R、C濾波之後接入到微控制器,透過C、E極的飽和導通電壓判斷是否發生短路故障。

    5)有些大功率的中間繼電器,線圈驅動電流可能高達數百mA。一個三極體的C極電流放大倍數在高溫時可能僅為30倍左右,微控制器直接控制單個三極體驅動繼電器,可能繼電器的線圈電流達不大要求,無法驅動。

    比如下圖的驅動電路:

    當三極體B極電阻選擇為1k,微控制器輸出高電平為3.3V,那麼三極體B極電流大概為2.6mA。

    以功率三極體2SD313為例,其電流放大倍數與C極電流的關係曲線如下:

    可見,當三極體C極電流增大時,其電流放大倍數急劇下降,最低到30左右。

    所以我們考慮溫度、電流極限情況以及初始誤差,將電流放大倍數定為30。

    此時,C極的電流僅為2.6*30=78mA,無法驅動線圈電流為幾百mA的繼電器。

    所以,我們不選用NPN單管或者PNP單管驅動繼電器。

    而是選擇由兩個NPN三極體組成的達林頓管進行驅動。

    達林頓管電路如下:

  • 9 # 流量扶貧踐行者

    ok。我認為:

    使用npn三極體是積體電路的設計造成的。

    積體電路設計時往往輸出電流較大,吸收電流不大,具體看說明書!

    使用npn型三極體,對應的積體電路是輸出電流。

    如果使用pnp型就要求積體電路吸收電流。

    所以一定要看積體電路的輸出電流或吸收電流能力!

  • 10 # 光明右使8787

    因為幾乎所有的半導體元件都是矽基的,共地是電源負極,也就是NPN的發射極。如果用PNP,發射極接電源正極,在驅動級電壓和控制級電壓不一致時,會出現開關管一直導通的情況。比如一個3伏的微控制器驅動5伏繼電器,用PNP時發射極是5位,基極接微控制器輸出,最高只有3V,基極電位低於發射極,三極體將會一直處於導通狀態。

    以前很古老的微控制器,有些IO口只有開漏輸出,只能灌入電流,這時候就要用PNP管,否則就要用上拉電阻,增加電源消耗。現在的單片IO口都能透過暫存器設定輸出模式,用NPN管要設定成推輓模式。

  • 11 # 觀上靈雲

    無論是NPN還是PNP三極體,都可以用來驅動繼電器,在技術上沒有什麼問題,剩下的就是一個習慣性的問題。

    在半導體中,構成放大電路的是三極體,在最一開始的時候用的是鍺管,由於工藝上的原因,鍺管一般都是PNP(就是在P型鍺半導體材料製作),由於鍺對溫度敏感,所以它逐漸被矽替代,也就是用矽管,同樣的原因,矽管一般都是NPN管。

    如果一定要用鍺NPN或者矽PNP管,價格上差出一大截。

    就題主的問題而言,還有一個原因,就是邏輯習慣。

    從邏輯上來說,我們一般把高電平看成成立或者是,把低電平看成失敗或者否定,用NPN管子驅動繼電器,正好是輸入高電平的時候繼電器吸合,低電平的時候繼電器放開,與邏輯相通。

  • 12 # 養生DIY

    原則上npn/pnp型均可,而採用npn型具有電路構成更加簡捷,若前級邏輯電平不符合高電平(H有效)執行,則需增加反相器,使Z端邏輯電平為H。

  • 13 # 上善若水3991798753

    簡單的問題弄複雜了。

    1.在微控制器電路中,一般的電源是正電壓,正電壓電源的電路中,NPN器件是必選器件。

    2.以矽為半導體三極體,做NPN三極體比做PNP三極體要容易,所以,NPN三極體要比PNP 矽三極體便宜。

    3.鍺PNP三極體可靠性較差,因為鍺三極體耐溫差。

    4.在實際的微控制器控制電路中基本上沒有選用PNP型三極體來驅動繼電器的。

  • 14 # 黃家頭號

    盜一下下面兄弟的圖,不好意思,當做給你廣告吧,問這個問題,你一定知道PNP的原理吧,首先明確一點,它不是數位電路,不是有高低電平的概念來連線通斷,樓下很多人就是因為這個答非所問。

    你繼電器如果需要12V來驅動,你試想,你微控制器最高能輸出多少,5V是吧,低一點才3點3V呢?那問題來了,為了驅動繼電器,VCC是不是12V,而微控制器輸出最多5V,對應PNP,BE的電壓是不是無論如何都大於0點7,是不是一直導通,所以控制不了繼電器。所以你無論你用NPN還是用PNP管,VCC很重要,當數位電路用,你只能根據微控制器輸出最高來選擇VCC。不然PNP沒法控制。

  • 15 # 蕞媄de單偲

    原理上都可以,但用NPN管直接接地,微控制器直接輸出0或5V就可以控制繼電器斷通,而用PNP管接12v,微控制器輸出0或5V需要轉換成0或12V才可以控制繼電器斷通,增加額外成本,除非繼電器和微控制器電壓相同

  • 16 # 沒毛的老虎

    PNP管完全能控制繼電器,不過現在電路設計基本上都是負極為地線,驅動心片控制瑞為正電平載入到NPN型管基極,管子就能導通為繼電器送電。如果用PNP管,還得用一個NPN管反相一次才行,不然無法關閉PNP管,這樣設計電路就多此一舉了。

  • 17 # 聽雨7219

    1:同樣價格下,N管比P管的耐壓高,穿透電流小,也意味著發熱小,為適應N管,整個電路被設計為負極接地。負極接地時,電路是正邏輯,人們理解起來更容易。正因如此,大多數晶片都按負極接地設計。

    2:N管驅動繼電器時,控制訊號擺幅小,容易和前級控制電路(如微控制器)適配。微控制器等晶片輸出的0一3.3V(或5Ⅴ)很容易透過N管控制繼電器。只要N管耐壓允許,繼電器用更高的電壓,如12V、24V、36Ⅴ,甚至更高。負極接地用P管時,要求晶片輸出擺幅也要達到這麼大,實際情況是不允許的。如果是正極接地,倒是可以用P管,但其它配套電路,如穩壓電路,找不到共正極的。

  • 18 # 老大哥42416162

    這個問題很簡單,因為NPN型三極體發射極是負極,現在的電器基本都是以負極作零電位。用NPN三極體設計電路很方便。

  • 19 # 無線電大軍

    均採用電流放大能力最強的共發射極放大電路,因為是單路正電壓,0V為基準,用NPN三極體,如果負電壓,就用PNP三極體。

  • 20 # 停車系統半個磚家

    很多微控制器上電時IO口為高電平,如果使用NPN型三級管會導致上電時三級管導通從而使繼電器吸合,所以一般會用PNP型。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 覺得物件越來越醜了?