磁保持继电器的工作原理及应用 磁保持继电器驱动电路图

一、引言

磁保持继电器作为一种新型的继电器类型，近年来在工业自动化、电力系统、通信设备等领域得到了广泛应用。其独特的工作原理和结构特点，使得磁保持继电器在电气控制系统中具有显著的优势。本文将对磁保持继电器的工作原理进行介绍。

二、磁保持继电器概述

磁保持继电器是一种利用电磁原理和永久磁钢的特性工作的自动开关设备。与传统的电磁继电器相比，磁保持继电器的常开或常闭状态完全依赖于永久磁钢的作用，其开关状态的转换则是通过一定宽度的脉冲电信号触发而完成的。磁保持继电器具有省电、性能稳定、体积小、承载能力大等优点，因此在各个领域得到了广泛应用。

三、磁保持继电器的工作原理

1. 基本结构

磁保持继电器主要由电磁铁、触点、弹簧、永久磁钢等部件组成。其中，电磁铁通过通电产生磁力，吸引触点闭合或打开，实现电路的通断。永久磁钢则用于保持继电器的常开或常闭状态，使得继电器在断电后仍能保持原有的状态。

2. 动作原理

（1）置位过程

当需要使继电器处于闭合状态时，给控制线圈施加一个正直流脉冲电压。此时，控制线圈产生磁场，与永久磁钢的磁场相互作用。由于同极性相斥、异极性相吸的原理，控制线圈产生的磁场与永久磁钢的磁场共同作用，使得继电器动铁片被吸引并与触点接触，从而实现电路的闭合。在此过程中，触点被弹簧锁定在闭合状态，以保证继电器的稳定工作。

（2）复位过程

当需要使继电器处于断开状态时，给控制线圈施加一个反直流脉冲电压。此时，控制线圈产生的磁场与永久磁钢的磁场方向相反，使得继电器动铁片受到排斥力而与触点分离，实现电路的断开。在此过程中，触点被弹簧恢复到初始位置，为下一次置位操作做好准备。

磁保持继电器驱动电路

磁保持继电器能使电磁线圈中保持上次驱动脉冲所注入的磁场不便，即在正常工作时不需要加驱动电流，只在需要改变触点状态时加上200ms的反向脉冲即可。随后不需要任何驱动。这就大大节省了能量，降低了消耗。电路图如下：

磁保持继电器由AT89C52的P1.0、 P1.1发出控制信号，P1.1为高电平时线圈中有正向电流，P1.0为高电平时线圈中有反向电流。驱动电路由R21、R45、R47、R48、R49、R50、PNP三极管VT1、VT4，三极管VT5、VT6、VT7、VT8组成。L为电磁线圈。

当P1.1=1、P1.0=0时三极管VT4、VT7、VT8导通，而VT1、VT5、VT6截止。流经L的电流方向为+12V→VT4的E极→VT4的C极→线圈的B端→线圈的A端→VT7的C极→VT7的E极→地，继电器触点接通；

当P1.1=0、P1.0=1时三极管VT4、VT7、VT8截止，而VT1、VT5、VT6导通。流经L的电流方向为+12V→VT1的E极→VT1的C极→线圈的A端→线圈的B端→VT6的C极→VT6的E极→地，继电器触点断开。

当P1.1=P1.0=0时，所有三极管均截止，线圈无电流。当P1.1=P1.0=1是不允许的情况，因为这时所有的三极管均导通，功耗很大。

磁保持继电器驱动电路二

右边的四个晶体管组成桥式开关电路，左边两个晶体管则负责控制桥式开关的导通和关断。

总的思路理清了，具体的分析就好办了。

QD3、5通2、6断，则KD1的3端高电位，4端低电位。

QD2、6通3、5断，则KG1的4端高电位，3端低电位。

当KK1和KK2都没有信号时，四个晶体管都不导通，电桥呈高阻状态并接近平衡。KD1端两无电压（注意并着一个1M的RD9，把晶体管的微弱的漏电电流短路了）。

磁保持继电器驱动电路三

上图所示的磁保持继电器驱动电路采用专用器件BL8023驱动，电路简单，静态耗电小。电路中的BL8023的推荐工作电压为5～25V，静态耗电在μA级，驱动电流可达400mA。

3. 产品参数

• 额定电压：指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
• 直流电阻：指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万用表测量。
• 吸合电流：指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。
• 释放电流：指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。
• 触点接触压降：小于100mV，保证了继电器在触点闭合时具有较低的能量损耗。

四、磁保持继电器的应用

1. 电力保护

在电力系统中，磁保持继电器常用于保护和控制电路。例如，在断路器中作为跳闸和合闸的执行元件，提高系统的可靠性和稳定性。磁保持继电器的快速响应和稳定性能，使得其在电力系统中具有重要的作用。

2. 自动化控制

在工业自动化领域，磁保持继电器可用于各种开关和调节电路。例如，在顺序控制中作为主控元件，实现对生产过程的精确控制。磁保持继电器的省电性能和长寿命特点，使得其在自动化控制系统中具有广泛的应用前景。

3. 通信领域

在通信系统中，磁保持继电器用于信号转换和接口电路。例如，在调制解调器中作为输入输出通道的控制元件，保证信号的稳定传输。磁保持继电器的快速响应和隔离性能，使得其在通信系统中具有重要的作用。

五、磁保持继电器的优势

1. 高可靠性：由于其特殊的保持机制，磁保持继电器在断电后仍能保持吸合状态，减少了故障发生的概率。
2. 省电性能：在保持状态时无需消耗电能，实现了省电的目的。
3. 快速响应：动作过程由脉冲电信号触发完成，具有较快的响应速度。
4. 稳定性能：触点在闭合或断开过程中受到弹簧的锁定作用，具有较高的稳定性和可靠性。

磁保持继电器作为一种新型的继电器类型，在电气控制系统中具有显著的优势。其独特的工作原理和结构特点，使得磁保持继电器在各个领域得到了广泛应用。随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，磁保持继电器将继续发挥其在电气控制系统中的重要作用。