电路中经常使用的4大继电器,老电工详细讲解继电器的动作原理

为了改变继电器的某些特性、保护电接点、或为了保护其他电子元件，常常用到一些简单的继电器附加电路。在本文对加速吸合电路、延缓动作电路、消火花电路和保护晶体管电路这四种继电器附加电路做详细介绍。

一、加速吸合电路

对于直流电路里的继电器，设线圈本身的电阻为R0，在线圈上串联电阻R，电阻旁并联电容C如图1所示。当开关K合上时，由于电容的充电电流也要流过线圈，所以短时间内通过线圈的电流比稳态电流I=U/(R0+R)要大，动作也就加快了。如果串联电阻R仍按照线圈的额定电流计算，短时间内的实际电流要超过额定值，不过时间不长，发热并不明显。

     ▲图1 继电器加速吸合电路

图1的电源电压应该比不用加速电路时高一些，电阻的散热功率应按稳态电流计算。电容的容量视需要而定，其耐压只要高于电源电压即可。电路切断时的感应电势是加不到电容上的。

倘若电源电压已经确定，线圈电阻也已很大，在串联电阻之后有可能使稳态电流略小于吸合电流，初看起来这种情况就不能采用上述方法了，但是开关刚刚合上时电容相当于短路，只要这段时间里的电流大于吸合电流，仍然可以使继电器吸合。至于稳态电流虽小于吸合电流，只要它仍大于释放电流，就能保持吸合不放。所以串联电阻的阻值不一定按照吸合电流来计算。昌晖仪表提醒大家注意：加速吸合电路电路不能用在交流继电器上。

二、延缓动作电路

如果把电容C并联在线圈两端，就成为图2的电路，开关闭合时充电电流在R上形成压降，使线圈两端电压增长较慢，吸合时间就会延长。同样，在开关断开时，电容C的放电和被感应电势反向充电，又会使释放时间延长。

     ▲图2 继电器延缓动作电路

若只希望延长释放时间，可利用图3的电路。电源接通时二极管D处于截止状态，不起作用。但当开关K断开时，线圈里的感应电势将通过二极管形成电流，使铁芯里的磁通衰减缓慢，释放动作就推迟了

▲图3 继电器延缓动作电路（二极管）

图3电路比图2占用空间小，但只延缓释放时间，对吸合时间无影响。

某些继电器的铁心上带有两个线圈。例如电话继电器就是如此。其中主线圈用于产生磁通，辅助线圈的两端若通过二极管短接，就能延长动作时间，根据二极管的连接方向，可以是缓吸或缓放。

适当地运用以上方法可以把动作时间延缓5-10倍，如果用晶体管延时电路，当然能延长更多，但那已是时间继电器的应用问题了。注意：延缓动作电路只限于用在直流继电器上。

三、消火花电路

消除继电器接点上的火花，不仅对保护继电器十分重要，消火花电路对防爆安全，对防止电磁干扰都是非常有利的。

图2和图3所示两种延缓动作电路实际上也有消火花作用，如果把开关K看成是另一个继电器的接点，当它切断电路时，线圈所产生的感应电势将被电容C或二极管D短接，能量被吸收之后，就不会在K处产生火花了。

除此之外，可以采用如图4、图5、图6所示电路。

        ▲图4 消火花电路

图4为继电器的常开接点KH连在感性负载L的电路里。为防止断电时L上的感应电势在KH上产生火花，在接点KH上并联有RC电路，因为电路接通时C两端电压为零，断开时C两端电压不会突变，充电电流将在L的内阻上形成压降，使接点KH处不产生火花。等电容两端电压升高以后，接点的气隙已经增大到难以形成火化的程度。

电阻R用来防止接点闭合时电容放电电流过大。一般C选2μF，R选50Ω即可。图4中的L也可以是中间继电器或接触器的线圈。

▲图5  消火花电路（适用于继电器线圈有无感电阻）

某些电话继电器的线圈上绕有无感电阻，标有“双绕”字样，并注有阻值，可以很方便的接成消火花电路。图5就是用电阻和线圈并联，对于保护KH也有一定的作用。虽然电阻上要消耗一些能量，但因阻值比线圈的电阻大几倍，可以不考虑能耗引起的经济问题。

▲图6  消火花电路（适用于继电器线圈有无感电阻，且无感电阻与线圈串联）

图6是把无感电阻和线圈串联，然后利用继电器上的一组常闭接点KD将此电阻短路，继电器通电吸合后，KD断开，电阻R串入线圈电路，只要这时的电流大于释放电流，仍将保持吸合状态，但因电流较小，KH断开时不再有明显的火花。带有无感电阻的继电器终究是少数，没有这种条件的可以用分立元件接成，也不困难，而它的效果是十分明显的。

四、保护晶体管的电路

如果控制继电器吸合与释放的开关是由晶体管担任的，则在晶体管截止时，继电器线圈里的感应电势有可能将晶体管击穿。为了保护晶体管，必须把感应电势的能量释放掉，图2和图3所示两个电路都能完成这个任务，所以常在驱动继电器的电子线路里看到。尤其是用二极管反向并联在线圈上的办法占用空间少，简单易行。

本文分享的四种继电器附加电路均属于基本的电工基础知识，仪表工和电工经常会遇到，熟练应用它可解决一些现场问题。