繼電器驅動電路及繼電器的製造方法
2023-05-23 09:56:06 1
繼電器驅動電路及繼電器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種繼電器驅動電路及繼電器，該繼電器驅動電路包括：第一電子開關，第一電子開關的第一端與繼電器線圈的第一端相連接，第一電子開關的第二端與負電壓相連接，其中，繼電器線圈的第二端與電源相連接；第二電子開關，第二電子開關的第二端與負電壓相連接，第二電子開關的第三端與驅動信號端相連接；第一電阻，串聯在繼電器線圈的第一端和第二電子開關的第一端之間；電容，電容的一端通過第二電阻與驅動信號端相連接，電容的另一端與第一電子開關的第三端相連接。通過本實用新型，從而降低了相關技術中繼電器線圈的電路的複雜度，從而也在一定程度上降低了繼電器驅動電路的成本。
【專利說明】繼電器驅動電路及繼電器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子領域，具體而言，涉及一種繼電器驅動電路及繼電器。
【背景技術】
[0002]繼電器被廣泛使用在電子控制中。繼電器是在自動控制電路中其控制和隔離作用的執行部件，繼電器包括繼電器線圈，當繼電器線圈吸合，當繼電器停止工作時，繼電器線圈斷開。圖1是根據相關技術的繼電器驅動電路的示意圖，如圖1所示，其包括繼電器K1，電晶體Q1，二極體D1。該電晶體Ql與該繼電器Kl是串聯的，該Dl與該繼電器線圈Kl是並列連接的，其中Dl的陰極與電源相連接，電晶體Ql與電源的另一端相連接，該電晶體Ql的基極通過電阻Rl與驅動信號相連接。當驅動信號為高時，Ql打開，電源對繼電器進行供電，該繼電器將執行吸合操作。
[0003]但是，這種類型的繼電器驅動電路存在一個問題，當該電源電壓工作在一個比較寬的範圍時，加載在該繼電器線圈上的該電源的電壓也將在一個比較大的範圍，這樣，該繼電器線圈在會變得過熱且可能會超過繼電器線圈說明書中所規定的額定功率。
[0004]相關技術中，為了解決該技術問題，可以採用如下技術方案:
[0005]a)使用常規的電路來控制電源電壓在窄的範圍。該方案需要增加額外的控制電路。
[0006]b)使用脈寬調變(Pluse-Width Modulat1n，簡稱為PWM)信號來驅動繼電器，當繼電器開始導通時，使用較大佔空比的PWM信號來驅動，在通電之後，使用較小佔空比的PWM信號來驅動來保持繼電器的吸合狀態，這樣，在繼電器線圈上的電源功耗就會降低。該方案需要增加額外的驅動信號。
[0007]c)給繼電器線圈增加一個電阻-電容網絡串(參見圖2)，在繼電器通電的的起始時間，加載在繼電器線圈上的電壓接近供電電壓，然後在一段時間之後，該繼電器線圈上的電壓將會減小，從而繼電器線圈上的電源功耗就會降低。該方案需要增加新的控制電路。
[0008]d)使用兩路驅動信號(參見圖3，例如Drivel和Drive2)，其中一路信號控制第一電晶體，使得第一電晶體為繼電器線圈加載全部電源，另一路信號控制第二電晶體，使得第二電晶體為繼電器線圈加載減小後的電源。在繼電器導通的瞬間，該全部電源電壓加載在繼電器線圈上，在導通的一段時間之後，減小的電源電壓將會加載在繼電器線圈上。
[0009]雖然相關技術中的技術方案可以解決繼電器線圈由於功率過大導致發熱的問題，但是這些解決方案均需要額外增加驅動信號或者增加控制電路，實現起來比較複雜。
[0010]針對相關技術中繼電器驅動電路存在的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。
實用新型內容
[0011 ] 本實用新型提供一種繼電器驅動電路及繼電器，以至少解決上述繼電器驅動電路存在的問題。
[0012]一方面，提供了一種繼電器驅動電路，包括:第一電子開關，所述第一電子開關的第一端與繼電器線圈的第一端相連接，所述第一電子開關的第二端與負電壓相連接，其中，所述繼電器線圈的第二端與電源相連接；第二電子開關，所述第二電子開關的第二端與負電壓相連接，所述第二電子開關的第三端與驅動信號端相連接；第一電阻，串聯在所述繼電器線圈的第一端和所述第二電子開關的第一端之間；電容，所述電容的一端通過第二電阻與所述驅動信號端相連接，所述電容的另一端與所述第一電子開關的第三端相連接。
[0013]優選地，上述繼電器驅動電路還包括:第一二極體，該第一二極體的正極與所述繼電器線圈的第一端相連接，該第一二極體的負極分別與所述繼電器線圈的第二端相連接。
[0014]優選地，上述繼電器驅動電路中，該第二二極體的正極與所述負電壓相連接，該第二二極體的負極分別與所述電容的一端和所述第一電子開關的第三端相連接。
[0015]優選地，上述繼電器驅動電路還包括:第三電阻，串聯在所述驅動信號端和所述第二電子開關的第三端之間。
[0016]優選地，所述第一電子開關為三極體或場效應電晶體；
[0017]所述第二電子開關為所述三極體或所述場效應電晶體；
[0018]所述第一電子開關為集成電路構成的開關電路；
[0019]所述第二電子開關為所述集成電路構成的開關電路。
[0020]優選地，所述第一電子開關為所述三極體，所述第一電子開關的第一端為集電極，所述第一電子開關的第二端為發射極，所述第一電子開關的第三端為基極；或者所述第一電子開關為場效應電晶體，所述第一電子開關的第一端為漏極，所述第一電子開關的第二端為源極，所述第一電子開關的第三端為柵極。
[0021]優選地，所述第二電子開關為所述三極體，所述第二電子開關的第一端為集電極，所述第二電子開關的第二端為發射極，所述第二電子開關的第三端為基極；或者所述第二電子開關為場效應電晶體，所述第二電子開關的第一端為漏極，所述第二電子開關的第二端為源極，所述第二電子開關的第三端為柵極。
[0022]另一方面，還提供了一種繼電器，包括:上述繼電器驅動電路。
[0023]通過本實用新型提供的技術方案，採用包括第一電子開關、第二電子開關、第一電阻、電容的繼電器驅動電路，其中，第一電子開關的第一端與繼電器線圈的第一端相連接，第二端與負電壓相連接，該繼電器線圈的第二端與電源相連接；第二電子開關的第二端與負電壓相連接，第三端與驅動信號端相連接；第一電阻串聯在繼電器線圈的第一端和第二電子開關的第一端之間；電容一端通過第二電阻與驅動信號端相連接，另一端與第一電子開關的第三端相連接。通過該技術方案，在驅動信號端未加載驅動信號前，第一電子開關和第二電子開關均為截止狀態，所以繼電器線圈上沒有電流通過，繼電器處於關閉狀態；當驅動信號端開始加載驅動信號，第一電子開關和第二電子開關從截止狀態轉變為打開狀態。這樣，電源輸出的電流經由繼電器線圈、第一電子開關的第一端、第一電子開關的第二端、接地，這樣，加載在繼電器線圈上的電壓為該電源電壓，同時，電容Cl被充電，當Cl完成充電，第一電子開關處於截止狀態，電源輸出的電流經由繼電器線圈、第一電阻、第二電子開關的第一端、第二電子開關的第二端，接地，這樣，加載在繼電器線圈上的電壓為該電源電壓加載在該繼電器線圈上的分壓。這樣，通過串聯在繼電器線圈和該第二電子開關第一端的第一電阻，可以達到對繼電器線圈進行分壓，從而降低了繼電器線圈上的電壓，並降低了繼電器線圈的功耗，該技術方案僅採用了一種控制信號，在沒有額外控制電路的情況下，實現了對繼電器線圈上功耗的控制，解決了相關技術中的繼電器驅動電路需要額外增加驅動信號或者增加控制電路，實現起來比較複雜問題，進而達到了減小繼電器驅動電路複雜度的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0025]圖1是根據相關技術的基本繼電器驅動電路的示意圖；
[0026]圖2是根據相關技術的繼電器線圈有並聯RC的繼電器驅動電路的示意圖；
[0027]圖3是根據相關技術的兩種信號的繼電器驅動電路；
[0028]圖4是根據本實用新型實施例的繼電器驅動電路的示意圖；
[0029]圖5是根據本實用新型優選實施例的繼電器驅動電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下文中將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
[0031]本實施例提供了一種繼電器驅動電路，圖4是根據本實用新型實施例的繼電器驅動電路的示意圖，如圖1所示，該繼電器驅動電路包括:第一電子開關Q1、第二電子開關Q2、第一電阻R1、第二電阻R2，電容Cl。
[0032]其中，第一電子開關Ql的第一端與繼電器線圈第一端相連接，該第一電子開關Ql的第二端與負電壓相連接，繼電器線圈第二端與電源相連接；第二電子開關Q2的第二端與負電壓相連接，該第二電子開關Q2的第三端與驅動信號端相連接；第一電阻Rl串聯在該繼電器線圈的第一端和該第二電子開關的第一端之間；電容Cl的一端通過第二電阻與該驅動信號端相連接，該電容Cl的另一端與該第一電子開關的第三端相連接。
[0033]通過本實施例的技術方案，在驅動信號端未加載驅動信號前，第一電子開關和第二電子開關均為截止狀態，所以繼電器線圈上沒有電流通過，繼電器處於關閉狀態；當驅動信號端開始加載驅動信號，第一電子開關和第二電子開關從截止狀態轉變為打開狀態。這樣，電源輸出的電流經由繼電器線圈、第一電子開關的第一端、第一電子開關的第二端、接地，這樣，加載在繼電器線圈上的電壓為該電源電壓，同時，電容Cl被充電，當Cl完成充電，第一電子開關處於截止狀態，電源輸出的電流經由繼電器線圈、第一電阻、第二電子開關的第一端、第二電子開關的第二端，與負電壓相連接，這樣，加載在繼電器線圈上的電壓為該電源電壓加載在該繼電器線圈上的分壓。這樣，通過串聯在繼電器線圈和該第二電子開關第一端的第一電阻，可以達到對繼電器線圈進行分壓，從而降低了繼電器線圈上的電壓，並降低了繼電器線圈的功耗。
[0034]在驅動信號端未加載驅動信號前，第一電子開關和第二電子開關均為截止狀態，所以繼電器線圈上沒有電流通過，繼電器處於關閉狀態；當驅動信號端開始加載驅動信號，第一電子開關和第二電子開關從截止狀態轉變為打開狀態。這樣，電源輸出的電流經由繼電器線圈、第一電子開關的第一端、第一電子開關的第二端、負電壓(接地)，這樣，加載在繼電器線圈上的電壓為該電源電壓，同時，電容Cl被充電，當Cl完成充電，第一電子開關處於截止狀態，電源輸出的電流經由繼電器線圈、第一電阻、第二電子開關的第一端、第二電子開關的第二端，接地，這樣，加載在繼電器線圈上的電壓為該電源電壓加載在該繼電器線圈上的分壓。這樣，通過串聯在繼電器線圈和該第二電子開關第一端的第一電阻，可以達到對繼電器線圈進行分壓，從而降低了繼電器線圈上的電壓，並降低了繼電器線圈的功耗，該技術方案僅採用了一種控制信號，在沒有額外控制電路的情況下，實現了對繼電器線圈上功耗的控制，解決了相關技術中的繼電器驅動電路需要額外增加驅動信號或者增加控制電路，實現起來比較複雜問題，進而達到了減小繼電器驅動電路複雜度的效果。
[0035]作為一個較優的實施方式，第一電子開關可以為三極體或場效應電晶體；第二電子開關可以為該三極體或該場效應電晶體；該第一電子開關和第二電子開關也可以為集成電路構成的電路開關。需要說明的是，第一電子開關和第二電子開關可以採用相關技術中可以實現打開或關閉的電子元器件。
[0036]比較優的，當第一電子開關為該三極體時，該第一電子開關的第一端為集電極，該第一電子開關的第二端為發射極，該第一電子開關的第三端為基極；當第一電子開關為場效應電晶體時，該第一電子開關的第一端為漏極，該第一電子開關的第二端為源極，該第一電子開關的第三端為柵極。
[0037]比較優的，當該第二電子開關為該三極體時，該第二電子開關的第一端為集電極，該第二電子開關的第二端為發射極，該第二電子開關的第三端為基極；當該第二電子開關為場效應電晶體時，該第二電子開關的第一端為漏極，該第二電子開關的第二端為源極，該第二電子開關的第三端為柵極。
[0038]作為另一個較優的實施方案，該繼電器驅動電路還包括:第一二極體(參見圖5中Dl)，該第一二極體的正極與所述第一電子開關的第一端相連接，該第一二極體的負極分別與所述電源和所述繼電器線圈相連接。繼電器線圈同時具有電感和電阻的電子器件，在繼電器吸合時，通過並聯在繼電器線圈兩端的二極體，可以衝抵繼電器線圈上累計的電感。
[0039]作為另一個較優的實施方案，該繼電器驅動電路還包括:第二二極體(參見圖5中D2)，該第二二極體的正極接地，該第二二極體的負極分別與所述電容的一端和所述第一電子開關的第三端相連接。通過該二極體，可以對充電後的電阻Cl進行放電，以便在關閉繼電器之後的再次啟動過程中，能夠被再次充電。
[0040]作為另一個較優的實施方案，該繼電器驅動電路還包括:第三電阻(參見圖5中R3)，串聯在驅動信號端和所述第二電子開關的第三端之間。
[0041]優選地，該實施例中的電容和多個電阻值，可以根據實際需要進行設置。例如，該電容的參數設置可以參考在一定時間內使得該電容充電完成，使得第一電子開關處於截止狀態。該第一電阻的阻值的設置，可以控制繼電器線圈上分得的電壓值。
[0042]優選實施例一
[0043]本實施例提供了一種驅動電路，圖5是根據本實用新型優選實施例的繼電器驅動電路的示意圖，如圖5所示，該繼電器電路包括繼電器K1，電源、電晶體Ql和Q2，二極體Dl和D2，若干電容(Cl)，若干電阻(R1、R2、R3)，通過Drive輸入的驅動信號驅動繼電器Kl工作。
[0044]下面對本實施例進行詳細說明。在本實施例中，輸入了一路驅動信號對繼電器進行驅動。在繼電器導通的瞬間，Ql和Q2將被打開，且全部電源電壓加載在繼電器線圈上，在導通一段時間之後，只有Q2還處於被打開狀態，由於電阻R2與繼電器線圈串聯，所以加載在繼電器上的電壓為電源電壓的一部分，從而使得加載在繼電器線圈上的電壓減小，從而降低了繼電器線圈上的功率。
[0045]在本實施例中，該繼電器驅動電路增加了兩個二極體和一個電阻。具體地，第一二極體(參見圖5中Dl)的正極與繼電器線圈的第一端相連接，該第一二極體的負極分別與所述電源和所述繼電器線圈的第二端相連接。繼電器線圈同時具有電感和電阻的電子器件，在繼電器吸合時，通過並聯在繼電器線圈兩端的二極體，可以衝抵繼電器線圈上累計的電感。
[0046]第二二極體(參見圖5中D2)的正極與負電壓相連接，該第二二極體的負極分別與所述電容的一端和所述第一電子開關的第三端相連接。通過該二極體，可以對充電後的電阻Cl進行放電，以便在關閉繼電器之後的再次啟動過程中，能夠被再次充電。
[0047]第三電阻(參見圖5中R3)串聯在驅動信號端和所述第二電子開關的第三端之間。
[0048]通過本優選實施例提供的繼電器驅動電路，可以達到如下技術效果:只使用一路驅動信號；在繼電器關閉之後可以在很短時間內再次打開繼電器；不需要額外增加軟體PWM資源；該繼電器驅動電路降低了電路的複雜度。
[0049]優選實施例二
[0050]本優選實施例提供了一種繼電器，該繼電器包括:繼電器線圈和繼電器驅動電路。
[0051]在本實施例中，繼電器線圈可以採用上述實施例及優選實施例中的一種繼電器驅動電路。該繼電器驅動電路可以包括:第一電子開關Q1、第二電子開關Q2、第一電阻R1、第二電阻R2、電容Cl。
[0052]其中，第一電子開關Ql的第一端與繼電器線圈的第一端(圖5中B)相連接，該繼電器的第二端與電源相連接，該第一電子開關Ql的第二端與負電壓相連接；第二電子開關Q2的第二端接地，該第二電子開關Q2的第三端與驅動信號端相連接；第一電阻Rl串聯在該繼電器線圈的第一端和該第二電子開關的第一端之間；電容Cl的一端通過第二電阻與該驅動信號端相連接，該電容Cl的另一端與該第一電子開關的第三端相連接。
[0053]通過本實施例的技術方案，在驅動信號端未加載驅動信號前，第一電子開關和第二電子開關均為截止狀態，所以繼電器線圈上沒有電流通過，繼電器處於關閉狀態；當驅動信號端開始加載驅動信號，第一電子開關和第二電子開關從截止狀態轉變為打開狀態。這樣，電源輸出的電流經由繼電器線圈、第一電子開關的第一端、第一電子開關的第二端、接地，這樣，加載在繼電器線圈上的電壓為該電源電壓，同時，電容Cl被充電，當Cl完成充電，第一電子開關處於截止狀態，電源輸出的電流經由繼電器線圈、第一電阻、第二電子開關的第一端、第二電子開關的第二端，接地，這樣，加載在繼電器線圈上的電壓為該電源電壓加載在該繼電器線圈上的分壓。這樣，通過串聯在繼電器線圈和該第二電子開關第一端的第一電阻，可以達到對繼電器線圈進行分壓，從而降低了繼電器線圈上的電壓，並降低了繼電器線圈的功耗。
[0054]作為一個較優的實施方式，第一電子開關可以為三極體或場效應電晶體；第二電子開關可以為該三極體或該場效應電晶體。需要說明的是，第一電子開關和第二電子開關可以採用相關技術中可以實現打開或關閉的電子元器件。
[0055]比較優的，當第一電子開關為該三極體時，該第一電子開關的第一端為集電極，該第一電子開關的第二端為發射極，該第一電子開關的第三端為基極；當第一電子開關為場效應電晶體時，該第一電子開關的第一端為漏極，該第一電子開關的第二端為源極，該第一電子開關的第三端為柵極。
[0056]比較優的，當該第二電子開關為該三極體時，該第二電子開關的第一端為集電極，該第二電子開關的第二端為發射極，該第二電子開關的第三端為基極；當該第二電子開關為場效應電晶體時，該第二電子開關的第一端為漏極，該第二電子開關的第二端為源極，該第二電子開關的第三端為柵極。
[0057]作為另一個較優的實施方案，該繼電器驅動電路還包括:第一二極體(參見圖5中Dl)，該第一二極體的正極與所述第一電子開關的第一端相連接，該第一二極體的負極分別與所述電源和所述繼電器線圈相連接。繼電器線圈同時具有電感和電阻的電子器件，在繼電器吸合時，通過並聯在繼電器線圈兩端的二極體，可以衝抵繼電器線圈上累計的電感。
[0058]作為另一個較優的實施方案，該繼電器驅動電路還包括:第二二極體(參見圖5中D2)，該第二二極體的正極與負電壓相連接，該第二二極體的負極分別與所述電容的一端和所述第一電子開關的第三端相連接。通過該二極體，可以對充電後的電阻Cl進行放電，以便在關閉繼電器之後的再次啟動過程中，能夠被再次充電。
[0059]作為另一個較優的實施方案，該繼電器驅動電路還包括:第三電阻(參見圖5中R3)，串聯在驅動信號端和所述第二電子開關的第三端之間。
[0060]優選地，該優選實施例中的電容和多個電阻值，可以根據實際需要進行設置。例如，該電容的參數設置可以參考在一定時間內使得該電容充電完成，使得第一電子開關處於截止狀態。該第一電阻的阻值的設置，可以控制繼電器線圈上分得的電壓值。
[0061]通過上述實施例及優選實施例，提供了一種繼電器驅動電路及繼電器。通過包括有第一電子開關、第二電子開關、電容和第一電阻的繼電器驅動電路及繼電器，實現了在使用了一路驅動信號以及不需要額外增加軟體PWM資源的情況下，對繼電器線圈的功率進行控制，從而降低了相關技術中繼電器線圈的電路的複雜度，從而也在一定程度上降低了繼電器驅動電路的成本。需要說明的是，這些技術效果並不是上述所有的實施方式所具有的，有些技術效果是某些優選實施方式才能取得的。
[0062]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種繼電器驅動電路，其特徵在於，包括: 第一電子開關，所述第一電子開關的第一端與繼電器線圈的第一端相連接，所述第一電子開關的第二端與負電壓相連接，其中，所述繼電器線圈的第二端與電源相連接； 第二電子開關，所述第二電子開關的第二端與負電壓相連接，所述第二電子開關的第三端與驅動信號端相連接； 第一電阻，串聯在所述繼電器線圈的第一端和所述第二電子開關的第一端之間； 電容，所述電容的一端通過第二電阻與所述驅動信號端相連接，所述電容的另一端與所述第一電子開關的第三端相連接。
2.根據權利要求1所述的繼電器驅動電路，其特徵在於，還包括: 第一二極體，該第一二極體的正極與所述繼電器線圈的第一端相連接，該第一二極體的負極與所述繼電器線圈的第二端相連接。
3.根據權利要求1所述的繼電器驅動電路，其特徵在於，還包括: 第二二極體，該第二二極體的正極與所述負電壓相連接，該第二二極體的負極分別與所述電容的一端和所述第一電子開關的第三端相連接。
4.根據權利要求1所述的繼電器驅動電路，其特徵在於，還包括: 第三電阻，串聯在所述驅動信號端和所述第二電子開關的第三端之間。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的繼電器驅動電路，其特徵在於: 所述第一電子開關為三極體或場效應電晶體； 所述第二電子開關為三極體或場效應電晶體； 所述第一電子開關為集成電路構成的開關電路； 所述第二電子開關為所述集成電路構成的開關電路。
6.根據權利要求5所述的繼電器驅動電路，其特徵在於: 所述第一電子開關為三極體，所述第一電子開關的第一端為集電極，所述第一電子開關的第二端為發射極，所述第一電子開關的第三端為基極；或者 所述第一電子開關為場效應電晶體，所述第一電子開關的第一端為漏極，所述第一電子開關的第二端為源極，所述第一電子開關的第三端為柵極。
7.根據權利要求5所述的繼電器驅動電路，其特徵在於: 所述第二電子開關為三極體，所述第二電子開關的第一端為集電極，所述第二電子開關的第二端為發射極，所述第二電子開關的第三端為基極；或者 所述第二電子開關為場效應電晶體，所述第二電子開關的第一端為漏極，所述第二電子開關的第二端為源極，所述第二電子開關的第三端為柵極。
8.—種繼電器，其特徵在於，包括:根據權利要求1至7中任一項所述的繼電器驅動電路。
【文檔編號】H01H47/02GK204215966SQ201420560058
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】周欣耕 申請人:艾默生電氣公司