STM32 三极管继电器驱动电路设计

继电器线圈需要流过较大的电流 （约50mA）才能使继电器吸合，一般的集成电路不能提供这样的大电流，因此，必须要进行扩流，即设计驱动电路。

三极管氛围NPN与PNP型两种，在使用中，我选择PNP型的S8550型号三极管。

百度 三极管驱动继电器 ，可以得到大量的参考电路设计，虽然花样繁多，但是可用，靠谱的比较少，并且基本都是从两三篇转载而来，上图就是比较经典的一个设计。

对于PCB的设计，要保持严谨与细心，一旦出错，板子一来一回可能一星期时间就过去了，向过去两星期不严谨，不细心的我提出强烈谴责，总以为闹着玩，对于PCB的设计，大忌。

这里的M7，即续流二极管1N4007，为保护三极管将开关关断时线圈所产生的反电动势放掉。

三极管的放大需要工作在饱和区，停止工作时需要工作在截止区，因此，实现了对于继电器的开启和关闭的功能。

到这引出一个问题，如何设计，使三极管可以快速地从截止区变道饱和区，并且稳定放大，稳定截至。

百度的文章这样告诉我，使用他们整理好的公式，计算R1的阻值即可，但是这里的一般取R1 = 3.6K即可，是说的不全面的，并且没有从根本上解决和说明问题。

对于三极管，做开关时，需要2~3倍的Ib才能让三极管快速的从截至状态变到饱和状态

因此，电阻的取值，需要电压差和预期的电流共同决定，仅仅是小于某个阻值，是不够的。

对于本次基于STM32F103设计的外围电路，小型继电器的功率大致150~500mW，按照最大的计算，电流100mA，三极管β按照100计算，带入上述的公式，算了，我还是写一下吧。

计算出来Rb小于3.3K，这个设计综合电流考虑后，可以选择1.2K~3.3K的电阻，这里选择2K

附上老师计算手稿，感恩

在最初的设计中，因为继电器需要外接，由于对于继电器的想当然，认为只要因出去一个正点驱动即可，但是这是错误的。


在百度的图片中，以NPN型举例，图中阴影部分为继电器电路，继电器线圈作为集电极负载而接到集电极和正电源之间。当输入为0V时，三极管截止，继电器线圈无电流经过，则继电器释放（OFF）；相反，当输入为+VCC（+5V）时，三极管饱和，继电器线圈有相当的电流流过，则继电器吸合（ON）。

对于PNP型，电流方向，电压极性发生变化，当输入为0V时，三极管 饱和，从而继电器线圈可以有电流流过，继电器吸合，相反，当输入为+VCC时，三极管截止，继电器释放。

理论通了，后面就是原理图的设计，以及PCB的绘制了，综合其中一篇文章的设计，加入了LED灯，来辅助显示继电器开启还是关闭。

这里LED灯的选择与限流，也有一些技巧和规则，如果查询手册，会显示最大可以流经25mA的电流，如果按照25mA电流计算进行限流电阻的设计，那么5V的电压，减去Uce的0.7V压降，LED需要1.8V-2.5V的工作电压，也就是需要电阻分压1.8V-2.5V，需要欧的电阻，但是实际设计中，不需要LED灯这么亮，需要1~3mA的电流流经的亮度即可，如果选择2mA，那么，这里需要用900-1250欧姆，如果选择1mA，那么，这里需要用1800-2500欧姆，我这里选择了1.5K


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