什么是继电器？如何驱动？

继电器是工控、自动化行业使用比较多的开关元器件，可以实现弱电控制强电的目的，并能实现输入和输出的隔离。继电器有多种分类方式，比如电磁继电器、固态继电器，还可以根据功能分，比如延时继电器、热继电器等。本文主要介绍电磁继电器。

1 电磁继电器的结构及工作原理

电磁式继电器主要由线圈、铁芯、衔铁以及触点构成。其中，线圈为输入部分，触点为输出部分，工作原理为电磁效应。线圈缠绕在铁芯上，给线圈通以合适的电流之后，会在铁芯上产生磁场，该磁场使衔铁动作，从而使触点动作，实现被控回路的导通或者关断，其结构如下图所示。

线圈和触点之间没有直接的电气连接，是通过磁场控制的，所以输入和输出起到隔离作用。另一方面，输入线圈的额定电压有3.3V、5V、12V等，而输出触点的带载容量要大很多，可以实现弱电控制强电的目的。

2 继电器的关键技术参数

在设计继电器电路时，需要根据需求选择继电器。那么选型的依据就是继电器的关键技术参数，相关的技术参数有线圈电压、触点容量，除此之外还有寿命次数、释放电压、触点形式、封装形式等。下面主要介绍线圈电压、触点容量以及释放电压。

参数一：线圈电压

以前去电子大楼买继电器的时候，店主都会问你要几V的继电器。这里的几V就是指继电器的线圈额定电压，这个参数取决于电路的工作电压。如果电路是5V的就选择线圈额定电压为5V的继电器。

参数二：触点容量

这个参数代表了继电器触点的带载能力，所谓带载能力就是指触点可以通断多少伏多少安的负载回路。继电器的触点会标注交流回路的带载能力和直流回路的带载能力。机械式触点在带电流分断时会产生电弧，而交流电路会过零点。所以，同一个继电器的交流容量要好于直流容量。这个参数主要取决于被控回路的参数。

参数三：释放电压

这个是针对继电器线圈的参数。继电器在额定电压下吸合之后，慢慢减小线圈两端的电压继电器的触点并不会发生复位，知道线圈电压小于一定的程度之后才会复位，这时的电压就叫做释放电压。所以继电器稳定吸合之后，只要线圈两端的电压高于释放电压，继电器都是可以正常工作的。当继电器容量比较大时，线圈所需要的电流比较大，此时继电器的功耗比较大，在继电器稳定吸合之后，如果把线圈电压降下去，那么就可以实现节能的目的。

3 继电器驱动电路的设计

在设计驱动电路时，通常用三极管来驱动继电器。以NPN三极管为例，来设计驱动继电器的电路，如下图所示。

三极管的基极通过限流电阻接到控制引脚上，继电器接在三极管的集电极上，在线圈的两端反向并联一个续流二极管用于保护三极管。当控制端输出低电平时，三极管截止，继电器的线圈不得电，所以触点不动作；当控制端输出高电平时，三极管导通，继电器的线圈得电，触点动作。需要注意的时，三极管需要工作在截止和饱和状态。

4 机械式继电器和固态继电器的优缺点对比

机械式继电器的触点是机械式的，具有寿命和次数的限制，而且在分断电流时会产生电弧，电弧对触点是具有腐蚀作用的，时间久了触点就会粘连失效。而固态继电器是无触点式的，没有电弧，没有寿命的限制。但是固态继电器价格比较贵，而且在过大电流时需要安装非常大的散热片。

总而言之，机械式触点和电子式触点各有优缺点，需要根据应用需求平衡选择。