我正在设计一个智能插头,使用ESP-32和一个机械继电器,可以在240伏交流电下驱动5A。根据典型的继电器驱动电路,我想在单片机和继电器之间用一个光耦。根据数据表,我用的继电器是松下(Panasonic)APAN3105,线圈功率低至110mW(5V@22mA)。
典型的继电器电流驱动电路使用一个连接到晶体管的光耦合器,晶体管反过来驱动继电器。既然我用的是低线圈功率继电器,我可以在集电极最大电流范围内直接从光耦驱动继电器吗?这种方法有什么缺点?除了最大集电极电流,还必须考虑电流传输比(CTR)、最大LED电流和单片机的输出驱动能力。
好在ESP-32在最大驱动强度下有40mA的巨大输出,这可能是必须的,因为标准光耦通常只有50%的最小CTR。为了保证集电极-发射极饱和电压低,光耦的LED电流也要比IC/CTR高很多(几乎两倍)。
比如光耦继电器PC817XN的最小CTR为50%,绝对最大LED电流为50mA。没有增加驱动电流以保持晶体管饱和的余地。既然CTR有50-600%的公差,你可以在样机上放弃,但不能在生产中放弃。
为了提高使用中的可靠性,你可能希望LED电流保持在25mA以下,然后希望最小CTR在200%左右。所以你应该用PC817X3(等级标志c)或者PC817X4(等级标志d)。
对于大多数光耦合器继电器/光耦合器组合,这是不可行的,因为许多继电器需要比大多数光隔离器提供的50mA吸电流更多的电流。使用光隔离器驱动另一个NPN可以很好地工作,而不会增加太多成本。
一般你要保证能从微控制器的LED获得足够的电流(考虑耦合器的CTR),但希望你在这个限度内。同样,确保最大发射极电压大于线圈电压,但在5V时应该很容易。