控制照明设备的继电器实验

实验目的

（1）理解继电器的基本结构和基本工作原理。

（2）了解单片机驱动继电器的方法。

（3）掌握单片机控制继电器的技巧。

实验仪器

单片机开发板、稳压电源、计算机。

实验原理

继电器有很多种，不同的继电器控制原理也不一样。

（1）功率方向继电器。

功率方向继电器是当输入量（如电压、电流、温度等）达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器，可分为电气量（如电流、电压、频率、功率等）继电器及非电气量（如温度、压力、速度等）继电器两大类，具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。

（2）电磁继电器。

电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力而吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，分别为低压控制电路和高压工作电路。

（3）固态继电器（SSR）。

固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入/输出的电隔离。

固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关类型可分为常开型和常闭型。按隔离类型可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。专用的固态继电器可以具有短路保护、过载保护和过热保护功能，与组合逻辑固化封装就可以实现用户需要的智能模块，直接用于控制系统中。固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口设备、恒温系统、调温、电炉加温控制、电机控制、数控机械、遥控系统、工业自动化装置；信号灯、调光设备、闪烁器、照明舞台灯光控制系统；仪器仪表、医疗器械、复印机、自动洗衣机；自动消防系统、保安系统，以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等。另外，在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合也有大量使用。

（4）热敏干簧继电器。

热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。(www.xing528.com)

（5）磁簧继电器。

磁簧继电器具有尺寸小、质量轻、反应速度快、跳动时间短等特性。当整块铁磁金属或者其他导磁物质与之靠近的时候，发生动作，从而开通或者闭合电路。磁簧继电器由永久磁铁和干簧管组成。永久磁铁、干簧管固定在一个不导磁也不带有磁性的支架上。以永久磁铁的南北极的连线为轴线，这个轴线应该与干簧管的轴线重合或者基本重合。由远及近地调整永久磁铁与干簧管之间的距离，当干簧管刚好发生动作（对于常开的干簧管，变为闭合；对于常闭的干簧管，变为断开）时，将磁铁的位置固定下来，当有铁板同时靠近磁铁和干簧管时，干簧管会再次发生动作，恢复到没有磁场作用时的状态；当该铁板离开时，干簧管即发生相反方向的动作。磁簧继电器结构坚固，触点为密封状态，耐用性高，可以作为机械设备的位置限制开关，也可以用来探测铁制门、窗等是否在指定位置。

（6）光继电器。

光继电器为AC/DC并用的半导体继电器，指发光器件和受光器件一体化的器件。输入侧和输出侧电气性绝缘，但信号可以通过光信号传输。光继电器的特点为半永久性、微小电流驱动信号、高阻抗绝缘耐压、超小型、光传输、无接点等，主要应用于测量设备、通信设备、保全设备、医疗设备等。

（7）时间继电器。

时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器，它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的，由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。

实验源程序

实验仿真电路（实验图16-1）

实验图16-1　继电器控制照明设备实验仿真图

思考题

1.本实验选用的电磁继电器旁路为什么要加反向二极管？

2.继电器控制为什么需要驱动电路？