继电器驱动电路及继电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种继电器驱动电路及继电器，该继电器驱动电路包括：第一电子开关，第一电子开关的第一端与继电器线圈的第一端相连接，第一电子开关的第二端与负电压相连接，其中，继电器线圈的第二端与电源相连接；第二电子开关，第二电子开关的第二端与负电压相连接，第二电子开关的第三端与驱动信号端相连接；第一电阻，串联在继电器线圈的第一端和第二电子开关的第一端之间；电容，电容的一端通过第二电阻与驱动信号端相连接，电容的另一端与第一电子开关的第三端相连接。通过本实用新型，从而降低了相关技术中继电器线圈的电路的复杂度，从而也在一定程度上降低了继电器驱动电路的成本。
【专利说明】继电器驱动电路及继电器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子领域，具体而言，涉及一种继电器驱动电路及继电器。
【背景技术】
[0002]继电器被广泛使用在电子控制中。继电器是在自动控制电路中其控制和隔离作用的执行部件，继电器包括继电器线圈，当继电器线圈吸合，当继电器停止工作时，继电器线圈断开。图1是根据相关技术的继电器驱动电路的示意图，如图1所示，其包括继电器K1，晶体管Q1，二极管D1。该晶体管Ql与该继电器Kl是串联的，该Dl与该继电器线圈Kl是并列连接的，其中Dl的阴极与电源相连接，晶体管Ql与电源的另一端相连接，该晶体管Ql的基极通过电阻Rl与驱动信号相连接。当驱动信号为高时，Ql打开，电源对继电器进行供电，该继电器将执行吸合操作。
[0003]但是，这种类型的继电器驱动电路存在一个问题，当该电源电压工作在一个比较宽的范围时，加载在该继电器线圈上的该电源的电压也将在一个比较大的范围，这样，该继电器线圈在会变得过热且可能会超过继电器线圈说明书中所规定的额定功率。
[0004]相关技术中，为了解决该技术问题，可以采用如下技术方案:
[0005]a)使用常规的电路来控制电源电压在窄的范围。该方案需要增加额外的控制电路。
[0006]b)使用脉宽调变(Pluse-Width Modulat1n，简称为PWM)信号来驱动继电器，当继电器开始导通时，使用较大占空比的PWM信号来驱动，在通电之后，使用较小占空比的PWM信号来驱动来保持继电器的吸合状态，这样，在继电器线圈上的电源功耗就会降低。该方案需要增加额外的驱动信号。
[0007]c)给继电器线圈增加一个电阻-电容网络串(参见图2)，在继电器通电的的起始时间，加载在继电器线圈上的电压接近供电电压，然后在一段时间之后，该继电器线圈上的电压将会减小，从而继电器线圈上的电源功耗就会降低。该方案需要增加新的控制电路。
[0008]d)使用两路驱动信号(参见图3，例如Drivel和Drive2)，其中一路信号控制第一晶体管，使得第一晶体管为继电器线圈加载全部电源，另一路信号控制第二晶体管，使得第二晶体管为继电器线圈加载减小后的电源。在继电器导通的瞬间，该全部电源电压加载在继电器线圈上，在导通的一段时间之后，减小的电源电压将会加载在继电器线圈上。
[0009]虽然相关技术中的技术方案可以解决继电器线圈由于功率过大导致发热的问题，但是这些解决方案均需要额外增加驱动信号或者增加控制电路，实现起来比较复杂。
[0010]针对相关技术中继电器驱动电路存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
[0011 ] 本实用新型提供一种继电器驱动电路及继电器，以至少解决上述继电器驱动电路存在的问题。
[0012]一方面，提供了一种继电器驱动电路，包括:第一电子开关，所述第一电子开关的第一端与继电器线圈的第一端相连接，所述第一电子开关的第二端与负电压相连接，其中，所述继电器线圈的第二端与电源相连接；第二电子开关，所述第二电子开关的第二端与负电压相连接，所述第二电子开关的第三端与驱动信号端相连接；第一电阻，串联在所述继电器线圈的第一端和所述第二电子开关的第一端之间；电容，所述电容的一端通过第二电阻与所述驱动信号端相连接，所述电容的另一端与所述第一电子开关的第三端相连接。
[0013]优选地，上述继电器驱动电路还包括:第一二极管，该第一二极管的正极与所述继电器线圈的第一端相连接，该第一二极管的负极分别与所述继电器线圈的第二端相连接。
[0014]优选地，上述继电器驱动电路中，该第二二极管的正极与所述负电压相连接，该第二二极管的负极分别与所述电容的一端和所述第一电子开关的第三端相连接。
[0015]优选地，上述继电器驱动电路还包括:第三电阻，串联在所述驱动信号端和所述第二电子开关的第三端之间。
[0016]优选地，所述第一电子开关为三极管或场效应晶体管；
[0017]所述第二电子开关为所述三极管或所述场效应晶体管；
[0018]所述第一电子开关为集成电路构成的开关电路；
[0019]所述第二电子开关为所述集成电路构成的开关电路。
[0020]优选地，所述第一电子开关为所述三极管，所述第一电子开关的第一端为集电极，所述第一电子开关的第二端为发射极，所述第一电子开关的第三端为基极；或者所述第一电子开关为场效应晶体管，所述第一电子开关的第一端为漏极，所述第一电子开关的第二端为源极，所述第一电子开关的第三端为栅极。
[0021]优选地，所述第二电子开关为所述三极管，所述第二电子开关的第一端为集电极，所述第二电子开关的第二端为发射极，所述第二电子开关的第三端为基极；或者所述第二电子开关为场效应晶体管，所述第二电子开关的第一端为漏极，所述第二电子开关的第二端为源极，所述第二电子开关的第三端为栅极。
[0022]另一方面，还提供了一种继电器，包括:上述继电器驱动电路。
[0023]通过本实用新型提供的技术方案，采用包括第一电子开关、第二电子开关、第一电阻、电容的继电器驱动电路，其中，第一电子开关的第一端与继电器线圈的第一端相连接，第二端与负电压相连接，该继电器线圈的第二端与电源相连接；第二电子开关的第二端与负电压相连接，第三端与驱动信号端相连接；第一电阻串联在继电器线圈的第一端和第二电子开关的第一端之间；电容一端通过第二电阻与驱动信号端相连接，另一端与第一电子开关的第三端相连接。通过该技术方案，在驱动信号端未加载驱动信号前，第一电子开关和第二电子开关均为截止状态，所以继电器线圈上没有电流通过，继电器处于关闭状态；当驱动信号端开始加载驱动信号，第一电子开关和第二电子开关从截止状态转变为打开状态。这样，电源输出的电流经由继电器线圈、第一电子开关的第一端、第一电子开关的第二端、接地，这样，加载在继电器线圈上的电压为该电源电压，同时，电容Cl被充电，当Cl完成充电，第一电子开关处于截止状态，电源输出的电流经由继电器线圈、第一电阻、第二电子开关的第一端、第二电子开关的第二端，接地，这样，加载在继电器线圈上的电压为该电源电压加载在该继电器线圈上的分压。这样，通过串联在继电器线圈和该第二电子开关第一端的第一电阻，可以达到对继电器线圈进行分压，从而降低了继电器线圈上的电压，并降低了继电器线圈的功耗，该技术方案仅采用了一种控制信号，在没有额外控制电路的情况下，实现了对继电器线圈上功耗的控制，解决了相关技术中的继电器驱动电路需要额外增加驱动信号或者增加控制电路，实现起来比较复杂问题，进而达到了减小继电器驱动电路复杂度的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0025]图1是根据相关技术的基本继电器驱动电路的示意图；
[0026]图2是根据相关技术的继电器线圈有并联RC的继电器驱动电路的示意图；
[0027]图3是根据相关技术的两种信号的继电器驱动电路；
[0028]图4是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图；
[0029]图5是根据本实用新型优选实施例的继电器驱动电路的示意图。
【具体实施方式】
[0030]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031]本实施例提供了一种继电器驱动电路，图4是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图，如图1所示，该继电器驱动电路包括:第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、第一电阻R1、第二电阻R2，电容Cl。
[0032]其中，第一电子开关Ql的第一端与继电器线圈第一端相连接，该第一电子开关Ql的第二端与负电压相连接，继电器线圈第二端与电源相连接；第二电子开关Q2的第二端与负电压相连接，该第二电子开关Q2的第三端与驱动信号端相连接；第一电阻Rl串联在该继电器线圈的第一端和该第二电子开关的第一端之间；电容Cl的一端通过第二电阻与该驱动信号端相连接，该电容Cl的另一端与该第一电子开关的第三端相连接。
[0033]通过本实施例的技术方案，在驱动信号端未加载驱动信号前，第一电子开关和第二电子开关均为截止状态，所以继电器线圈上没有电流通过，继电器处于关闭状态；当驱动信号端开始加载驱动信号，第一电子开关和第二电子开关从截止状态转变为打开状态。这样，电源输出的电流经由继电器线圈、第一电子开关的第一端、第一电子开关的第二端、接地，这样，加载在继电器线圈上的电压为该电源电压，同时，电容Cl被充电，当Cl完成充电，第一电子开关处于截止状态，电源输出的电流经由继电器线圈、第一电阻、第二电子开关的第一端、第二电子开关的第二端，与负电压相连接，这样，加载在继电器线圈上的电压为该电源电压加载在该继电器线圈上的分压。这样，通过串联在继电器线圈和该第二电子开关第一端的第一电阻，可以达到对继电器线圈进行分压，从而降低了继电器线圈上的电压，并降低了继电器线圈的功耗。
[0034]在驱动信号端未加载驱动信号前，第一电子开关和第二电子开关均为截止状态，所以继电器线圈上没有电流通过，继电器处于关闭状态；当驱动信号端开始加载驱动信号，第一电子开关和第二电子开关从截止状态转变为打开状态。这样，电源输出的电流经由继电器线圈、第一电子开关的第一端、第一电子开关的第二端、负电压(接地)，这样，加载在继电器线圈上的电压为该电源电压，同时，电容Cl被充电，当Cl完成充电，第一电子开关处于截止状态，电源输出的电流经由继电器线圈、第一电阻、第二电子开关的第一端、第二电子开关的第二端，接地，这样，加载在继电器线圈上的电压为该电源电压加载在该继电器线圈上的分压。这样，通过串联在继电器线圈和该第二电子开关第一端的第一电阻，可以达到对继电器线圈进行分压，从而降低了继电器线圈上的电压，并降低了继电器线圈的功耗，该技术方案仅采用了一种控制信号，在没有额外控制电路的情况下，实现了对继电器线圈上功耗的控制，解决了相关技术中的继电器驱动电路需要额外增加驱动信号或者增加控制电路，实现起来比较复杂问题，进而达到了减小继电器驱动电路复杂度的效果。
[0035]作为一个较优的实施方式，第一电子开关可以为三极管或场效应晶体管；第二电子开关可以为该三极管或该场效应晶体管；该第一电子开关和第二电子开关也可以为集成电路构成的电路开关。需要说明的是，第一电子开关和第二电子开关可以采用相关技术中可以实现打开或关闭的电子元器件。
[0036]比较优的，当第一电子开关为该三极管时，该第一电子开关的第一端为集电极，该第一电子开关的第二端为发射极，该第一电子开关的第三端为基极；当第一电子开关为场效应晶体管时，该第一电子开关的第一端为漏极，该第一电子开关的第二端为源极，该第一电子开关的第三端为栅极。
[0037]比较优的，当该第二电子开关为该三极管时，该第二电子开关的第一端为集电极，该第二电子开关的第二端为发射极，该第二电子开关的第三端为基极；当该第二电子开关为场效应晶体管时，该第二电子开关的第一端为漏极，该第二电子开关的第二端为源极，该第二电子开关的第三端为栅极。
[0038]作为另一个较优的实施方案，该继电器驱动电路还包括:第一二极管(参见图5中Dl)，该第一二极管的正极与所述第一电子开关的第一端相连接，该第一二极管的负极分别与所述电源和所述继电器线圈相连接。继电器线圈同时具有电感和电阻的电子器件，在继电器吸合时，通过并联在继电器线圈两端的二极管，可以冲抵继电器线圈上累计的电感。
[0039]作为另一个较优的实施方案，该继电器驱动电路还包括:第二二极管(参见图5中D2)，该第二二极管的正极接地，该第二二极管的负极分别与所述电容的一端和所述第一电子开关的第三端相连接。通过该二极管，可以对充电后的电阻Cl进行放电，以便在关闭继电器之后的再次启动过程中，能够被再次充电。
[0040]作为另一个较优的实施方案，该继电器驱动电路还包括:第三电阻(参见图5中R3)，串联在驱动信号端和所述第二电子开关的第三端之间。
[0041]优选地，该实施例中的电容和多个电阻值，可以根据实际需要进行设置。例如，该电容的参数设置可以参考在一定时间内使得该电容充电完成，使得第一电子开关处于截止状态。该第一电阻的阻值的设置，可以控制继电器线圈上分得的电压值。
[0042]优选实施例一
[0043]本实施例提供了一种驱动电路，图5是根据本实用新型优选实施例的继电器驱动电路的示意图，如图5所示，该继电器电路包括继电器K1，电源、晶体管Ql和Q2，二极管Dl和D2，若干电容(Cl)，若干电阻(R1、R2、R3)，通过Drive输入的驱动信号驱动继电器Kl工作。
[0044]下面对本实施例进行详细说明。在本实施例中，输入了一路驱动信号对继电器进行驱动。在继电器导通的瞬间，Ql和Q2将被打开，且全部电源电压加载在继电器线圈上，在导通一段时间之后，只有Q2还处于被打开状态，由于电阻R2与继电器线圈串联，所以加载在继电器上的电压为电源电压的一部分，从而使得加载在继电器线圈上的电压减小，从而降低了继电器线圈上的功率。
[0045]在本实施例中，该继电器驱动电路增加了两个二极管和一个电阻。具体地，第一二极管(参见图5中Dl)的正极与继电器线圈的第一端相连接，该第一二极管的负极分别与所述电源和所述继电器线圈的第二端相连接。继电器线圈同时具有电感和电阻的电子器件，在继电器吸合时，通过并联在继电器线圈两端的二极管，可以冲抵继电器线圈上累计的电感。
[0046]第二二极管(参见图5中D2)的正极与负电压相连接，该第二二极管的负极分别与所述电容的一端和所述第一电子开关的第三端相连接。通过该二极管，可以对充电后的电阻Cl进行放电，以便在关闭继电器之后的再次启动过程中，能够被再次充电。
[0047]第三电阻(参见图5中R3)串联在驱动信号端和所述第二电子开关的第三端之间。
[0048]通过本优选实施例提供的继电器驱动电路，可以达到如下技术效果:只使用一路驱动信号；在继电器关闭之后可以在很短时间内再次打开继电器；不需要额外增加软件PWM资源；该继电器驱动电路降低了电路的复杂度。
[0049]优选实施例二
[0050]本优选实施例提供了一种继电器，该继电器包括:继电器线圈和继电器驱动电路。
[0051]在本实施例中，继电器线圈可以采用上述实施例及优选实施例中的一种继电器驱动电路。该继电器驱动电路可以包括:第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、电容Cl。
[0052]其中，第一电子开关Ql的第一端与继电器线圈的第一端(图5中B)相连接，该继电器的第二端与电源相连接，该第一电子开关Ql的第二端与负电压相连接；第二电子开关Q2的第二端接地，该第二电子开关Q2的第三端与驱动信号端相连接；第一电阻Rl串联在该继电器线圈的第一端和该第二电子开关的第一端之间；电容Cl的一端通过第二电阻与该驱动信号端相连接，该电容Cl的另一端与该第一电子开关的第三端相连接。
[0053]通过本实施例的技术方案，在驱动信号端未加载驱动信号前，第一电子开关和第二电子开关均为截止状态，所以继电器线圈上没有电流通过，继电器处于关闭状态；当驱动信号端开始加载驱动信号，第一电子开关和第二电子开关从截止状态转变为打开状态。这样，电源输出的电流经由继电器线圈、第一电子开关的第一端、第一电子开关的第二端、接地，这样，加载在继电器线圈上的电压为该电源电压，同时，电容Cl被充电，当Cl完成充电，第一电子开关处于截止状态，电源输出的电流经由继电器线圈、第一电阻、第二电子开关的第一端、第二电子开关的第二端，接地，这样，加载在继电器线圈上的电压为该电源电压加载在该继电器线圈上的分压。这样，通过串联在继电器线圈和该第二电子开关第一端的第一电阻，可以达到对继电器线圈进行分压，从而降低了继电器线圈上的电压，并降低了继电器线圈的功耗。
[0054]作为一个较优的实施方式，第一电子开关可以为三极管或场效应晶体管；第二电子开关可以为该三极管或该场效应晶体管。需要说明的是，第一电子开关和第二电子开关可以采用相关技术中可以实现打开或关闭的电子元器件。
[0055]比较优的，当第一电子开关为该三极管时，该第一电子开关的第一端为集电极，该第一电子开关的第二端为发射极，该第一电子开关的第三端为基极；当第一电子开关为场效应晶体管时，该第一电子开关的第一端为漏极，该第一电子开关的第二端为源极，该第一电子开关的第三端为栅极。
[0056]比较优的，当该第二电子开关为该三极管时，该第二电子开关的第一端为集电极，该第二电子开关的第二端为发射极，该第二电子开关的第三端为基极；当该第二电子开关为场效应晶体管时，该第二电子开关的第一端为漏极，该第二电子开关的第二端为源极，该第二电子开关的第三端为栅极。
[0057]作为另一个较优的实施方案，该继电器驱动电路还包括:第一二极管(参见图5中Dl)，该第一二极管的正极与所述第一电子开关的第一端相连接，该第一二极管的负极分别与所述电源和所述继电器线圈相连接。继电器线圈同时具有电感和电阻的电子器件，在继电器吸合时，通过并联在继电器线圈两端的二极管，可以冲抵继电器线圈上累计的电感。
[0058]作为另一个较优的实施方案，该继电器驱动电路还包括:第二二极管(参见图5中D2)，该第二二极管的正极与负电压相连接，该第二二极管的负极分别与所述电容的一端和所述第一电子开关的第三端相连接。通过该二极管，可以对充电后的电阻Cl进行放电，以便在关闭继电器之后的再次启动过程中，能够被再次充电。
[0059]作为另一个较优的实施方案，该继电器驱动电路还包括:第三电阻(参见图5中R3)，串联在驱动信号端和所述第二电子开关的第三端之间。
[0060]优选地，该优选实施例中的电容和多个电阻值，可以根据实际需要进行设置。例如，该电容的参数设置可以参考在一定时间内使得该电容充电完成，使得第一电子开关处于截止状态。该第一电阻的阻值的设置，可以控制继电器线圈上分得的电压值。
[0061]通过上述实施例及优选实施例，提供了一种继电器驱动电路及继电器。通过包括有第一电子开关、第二电子开关、电容和第一电阻的继电器驱动电路及继电器，实现了在使用了一路驱动信号以及不需要额外增加软件PWM资源的情况下，对继电器线圈的功率进行控制，从而降低了相关技术中继电器线圈的电路的复杂度，从而也在一定程度上降低了继电器驱动电路的成本。需要说明的是，这些技术效果并不是上述所有的实施方式所具有的，有些技术效果是某些优选实施方式才能取得的。
[0062]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种继电器驱动电路，其特征在于，包括: 第一电子开关，所述第一电子开关的第一端与继电器线圈的第一端相连接，所述第一电子开关的第二端与负电压相连接，其中，所述继电器线圈的第二端与电源相连接； 第二电子开关，所述第二电子开关的第二端与负电压相连接，所述第二电子开关的第三端与驱动信号端相连接； 第一电阻，串联在所述继电器线圈的第一端和所述第二电子开关的第一端之间； 电容，所述电容的一端通过第二电阻与所述驱动信号端相连接，所述电容的另一端与所述第一电子开关的第三端相连接。
2.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，还包括: 第一二极管，该第一二极管的正极与所述继电器线圈的第一端相连接，该第一二极管的负极与所述继电器线圈的第二端相连接。
3.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，还包括: 第二二极管，该第二二极管的正极与所述负电压相连接，该第二二极管的负极分别与所述电容的一端和所述第一电子开关的第三端相连接。
4.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，还包括: 第三电阻，串联在所述驱动信号端和所述第二电子开关的第三端之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的继电器驱动电路，其特征在于: 所述第一电子开关为三极管或场效应晶体管； 所述第二电子开关为三极管或场效应晶体管； 所述第一电子开关为集成电路构成的开关电路； 所述第二电子开关为所述集成电路构成的开关电路。
6.根据权利要求5所述的继电器驱动电路，其特征在于: 所述第一电子开关为三极管，所述第一电子开关的第一端为集电极，所述第一电子开关的第二端为发射极，所述第一电子开关的第三端为基极；或者 所述第一电子开关为场效应晶体管，所述第一电子开关的第一端为漏极，所述第一电子开关的第二端为源极，所述第一电子开关的第三端为栅极。
7.根据权利要求5所述的继电器驱动电路，其特征在于: 所述第二电子开关为三极管，所述第二电子开关的第一端为集电极，所述第二电子开关的第二端为发射极，所述第二电子开关的第三端为基极；或者 所述第二电子开关为场效应晶体管，所述第二电子开关的第一端为漏极，所述第二电子开关的第二端为源极，所述第二电子开关的第三端为栅极。
8.—种继电器，其特征在于，包括:根据权利要求1至7中任一项所述的继电器驱动电路。
【文档编号】H01H47/02GK204215966SQ201420560058
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】周欣耕 申请人:艾默生电气公司