CN101714480A - 静电驱动继电器的方法及静电驱动开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种由静电驱动继电器的方法，包括电荷提供、静电贮存、泄放开关、脉冲控制电路及继电器，其特征在于整个电路待机电流为零，具备静电特有的高电压、低电量的特性；利用静电放电时时间短、功率大、能量小，在线包内产生的瞬时磁通量大的原理，使衔铁受线圈产生的短暂的强大的吸合力而动作，本发明同时还公开了一种由静电驱动的机械开关，所述静电驱动的机械开关也工作在零电流待机状态。

Description

静电驱动继电器的方法及静电驱动开关

技术领域

本发明属于电器自动控制领域，涉及继电器的微功耗驱动和自锁，多用于零功耗待机。

背景技术

凡是具备遥控功能的电器，如电视机、投影机、影碟机、空调器、遥控风扇等都存在一个日益突出的问题，就是待机功耗，它不但无故地消耗着宝贵的电能，还在不断地增加环境污染，同时，待机时对家电的寿命和家庭其它财产造成威胁。现有的零功耗待机方法，有的要用超级电容，有的要用充电电池。它们的不足，或是待机时间太长，将无法遥控开机；或是造成更大的环境污染。可见，既有的零功耗待机都是由别的能量消耗替代电网电能的消耗而实现的待机方式，均非真正零功耗待机。

待机电路是一种自动控制电路，为了安全常需要让被控设备在待机时与电网隔离，故一般要用到继电器，而既有的继电器驱动电路在驱动前后存在电流回路，从而消耗电能，这就形成了进一步减少待机电耗的瓶颈。

本发明静电驱动继电器的方法及静电驱动开关公开的是一种解决这些问题的方法和电路。

发明内容

本发明提供一种由静电驱动继电器的方法，利用静电的高电压、零电流而静电放电时瞬时功率大、时间短、能量少的规律，让静电有控制地在继电器线圈中释放，释放瞬间在线包内产生短时间强磁通，对继电器衔铁产生冲击性吸合力，从而达到驱动继电器吸合又节省能耗的目的。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种由静电驱动继电器的方法，包括电荷供给、静电贮存、泄放开关和脉冲控制电路，其中，所述电荷提供电路与静电贮存电路相连，在需要的时候为静电贮存电路提供电荷，而所述静电贮存电路经所述泄放开关与继电器的线包相通；当泄放开关受遥控指令而接通时，所述静电贮存电路贮存的电荷经线包释放，利用静电放电具有的电压高、电量少、时间短、能量小而瞬态功率大的特性，使继电器衔铁得到充足的吸引力，达到驱动衔铁动作的目的。

放电后的贮电电容，由所述电荷提供电路自动补足，以备下次使用。

这种驱动继电器的方法只能使继电器的衔铁在消耗电能接近零的状态下得到强大的吸合力。

吸合后的继电器可以由推推开关实现机械自锁，也可以由机械自锁型继电器实现机械自锁，还可以由继电器供电的设备反馈电流实现电自锁。

附图说明

图1是静电驱动继电器的方法原理框图；

图2是静电驱动继电器的方法施实例1原理图；

图3是静电驱动继电器的方法施实例2原理图；

图4是静电驱动的机械开关的电原理图；

图5是静电驱动继电器并由被控设备反馈电流自锁的一个实例的原理图。

具体施实方式

下面接合附图对静电驱动继电器的方法及自锁实例加以详细的说明。

在附图1中，各箭头指示的是电荷从取得到泄放的流向。

在附图2中，虚线方框1内，由电容和两二极管组成被倍压整流电路，为虚线方框2内的静电贮存电路提供电荷；虚线方框3中两三极管组成泄放开关，接受方框9内脉冲信号控制；贮存在虚线方框2内的静电贮存电路中的电荷经虚线方框4内的线包泄放时，对虚线方框5内的衔铁产生短暂而强力的吸引。

在附图3中，虚线方框1内大阻值电阻和二极管组成半波整流电路，从电网中取得微量电荷即可使贮电电容充满至310V，这种方式比附图2电路简单且成本更低，在驱动力要求不大时很适用，放电线包4和由VMOS担当的泄放开关3位置对换是为了与脉冲控制电路9更易连接。

在俯图4中，虚线方框6内为成品推推式电源开关，其参数为5A/80A250V～。驱动这只电源开关的静电驱动电路各元件参数选择为：R：51K/0.25W、D：1N4007、C：6.8uF/400V、线包：成品9V继电器线包、三极管：13001.

在俯图5中，为了使被控设备在关机时与交流电网完全隔离，使用了具有三组触头的成品继电器，其中两组用来开关被控设备电源，一组经虚线方框7中电容降压式整流电路形成继电器线包的维持的电流，使继电器自锁。这个维持电流也可取自于被控设备开关变压器上的独立绕组。

进一步地，本发明公开的静电驱动继电器的电路中，虚线方框1内的电阻或电容的选择由继电器的驱动频度决定，与继电器的线包参数无关，继电器的驱动时间间隔越长电阻取值越大、电容取值越小，其大小以每次驱动前刚好为静电贮存电路充满电荷为度。

进一步地，本发明公开的静电驱动继电器的电路中，虚线方框2内的贮电电容的选择由继电器的驱动难度决定。本发明公开的静电驱动继电器的电路中，驱动能力的大小由静电电压和静电电量共同决定，这两个决定因素又以静电电压更关键，当被驱继电器需要的冲击性吸合力较大时静电储备要足够多且电压足够高；静电电压的高低由虚线方框1内的电路选择决定。实践证明，驱动常见继电器只需要耐压400V、容量0.1～1uF的电解电容。

进一步地，本发明公开的静电驱动继电器的电路及静电驱动开关中，对线包的要求很低，其线径及匝数均可在很大的范围内选择。

同时，以上三点也是本发明公布的驱动继电器方法与别的驱动方法的明显区别，同时也奠定了本发明的驱动方法与别的驱动方法具备的显著有益之处。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述实施例，在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种由静电驱动继电器的方法，包括电荷供给、静电贮存、泄放开关和脉冲控制电路，其特征在于：这些电路在继电器动作前后电流均为零，电路处于高电压、低电量、零电流的静电状态；动作时，控制电路发出脉冲信号打开泄放开关，使贮存在电容内的电荷经继电器线包释放，在线包内产生瞬间强磁通量，对衔铁产生瞬间强大的冲击性吸合力，使继电器动作；放电后的贮电电容由电荷供给电路补充电量，以备下次动作之需。

2.根据权利要求书1所述的由静电驱动继电器方法，其特征在于：电荷供给电路为整流或倍压整流电路，当静电贮存电路电荷未充满时，从电网取得电荷给予补充，其它时间无电流。

3.根据权利要求书1所述的由静电驱动继电器方法，其特征在于：静电贮存在高耐压小容量的电容内。

4.，根据权利要求书1所述的静电驱动继电器方法，其特征在于：泄放开关为电子开关或继电器的常开触点。

5.一种由静电驱动的机械开关，包括静电驱动继电器和机械开关，其特征在于：所述静电驱动继电器由静电驱动电路、线包和衔铁组成，所述机械开关为普通家电用推推式电源开关，衔铁与推推开关尾部相连接。

6.根据权利要求书1和5所述由静电驱动的机械开关，其特征在于：所述线包内产生的瞬间强磁通对衔铁产生瞬间强拉力，衔铁拉动推推开关的推杆尾部使开关实现开和关的动作。

7.根据权利要求书5和6所述由静电驱动的机械开关：所述推推开关还装有开关状态传感器，对其开或关的状态进行检测，以实现掉电或电压异常时自动关断推推开关。

8.根据权利要求书5、6和7所述由静电驱动的机械开关，其特征在于：机械开关为机械自锁型继电器。

9.一种由静电驱动的继电器和电自锁电路，包括静电驱动的继电器和由继电器供电的设备反馈电流电路，其特征在于：所述由继电器供电的设备反馈电流由该设备得电后产生，所述反馈电流加在所述继电器线包，使继电器保持吸合。

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