CN101937796B - 继电器驱动装置及使用该装置的家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种继电器驱动装置，包括将交流电转换为直流电的电源、继电器以及所述继电器所控制的交流负载，还包括与所述电源输出连接并在所述继电器的控制信号到来时为所述继电器的线圈驱动其触点吸合提供吸合电流的储能元件以及在所述继电器触点吸合后在所述继电器交流负载端产生交流电压并在整流后提供给所述继电器线圈以维持所述继电器吸合的取样单元。本发明还涉及一种家用电器。实施本发明的继电器驱动装置及使用该装置的家用电器，具有以下有益效果：对电源输出电流的要求较低，其成本较低。

Description

继电器驱动装置及使用该装置的家用电器

技术领域

本发明涉及控制领域，更具体地说，涉及一种继电器驱动装置及使用该装置的家用电器。

背景技术

在现有的家电领域，许多场合下都会用到继电器控制负载工作。我们都知道继电器是通过其线圈上的电流控制与其线圈隔离的触点的闭合与断开，从而达到控制负载是否工作的目的。一般而言，继电器的线圈上的供电电压有3～48V多种电压可以选择；但电压越低，需要的供电电流越大。一般的继电器线圈工作时大致上需要10～120MA的电流；在一个装置中或一个控制电路板上用到的继电器越多，需要的电流就越大，对于其配套的电源要求就越高。对于电源而言，不论是线性供电电路的电源，还是阻容降压电路的电源，要提供这么大的电流，都需要很高的成本。因此，一种要求电源输出电流较小，对电源要求较低的继电器驱动装置就很有必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述要求电源输出电流较大、电源成本较高的缺陷，提供一种要求电源输出电流较小、电源成本低的继电器驱动装置及使用该装置的家用电器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种继电器驱动装置，包括将交流电转换为直流电的电源、继电器以及所述继电器所控制的交流负载，还包括与所述电源输出连接并在所述继电器的控制信号到来时为所述继电器的线圈驱动其触点吸合提供吸合电流的储能元件以及在所述继电器触点吸合后在所述继电器交流负载端产生交流电压并在整流后提供给所述继电器线圈以维持所述继电器吸合的取样单元。

在本发明所述的继电器驱动装置中，所述储能单元为通过分压电阻与所述电源直流输出端连接的电容，所述分压电阻至少包括两个串接在所述电源输出端和所述装置等电位之间的电阻，所述电容负端与所述装置的等电位连接，其正端与所述分压电阻中一端连接等电位的电阻的另一端连接，所述电容正端还连接在所述继电器线圈一端。

在本发明所述的继电器驱动装置中，所述取样单元包括用于取得取样交流电压的取样模块以及将所述取样模块取得的取样交流电压整流后输送到所述继电器线圈一端的整流模块。

在本发明所述的继电器驱动装置中，所述取样单元为所述继电器的感性或阻性负载，所述感性或阻性负载包括设置在所述负载中部的中心抽头，所述取样交流电压由所述中心抽头处取出。

在本发明所述的继电器驱动装置中，所述取样单元为串接在所述负载回路中的取样电阻，负载回路电流流经所述取样电阻形成电压降，所述取样交流电压由所述取样电阻与所述负载连接一端取出。

在本发明所述的继电器驱动装置中，所述取样单元为至少两个取样电阻，所述取样电阻串联后与所述继电器的感性或阻性负载并接，所述取样交流电压由所述两个取样电阻的连接处取得。。

在本发明所述的继电器驱动装置中，所述整流模块包括二极管全波整流或二极管半波整流模块。

在本发明所述的继电器驱动装置中，所述装置包括多个继电器，所述电容正端分别与所述多个继电器的线圈一端连接，所述整流模块输出端分别与所述多个继电器的线圈一端连接。

在本发明所述的继电器驱动装置中，所述多个继电器的线圈两端还分别并接有保护二极管。

本发明还涉及一种家用电器，包括用于控制该家用电器部件动作的继电器及用于驱动所述继电器的继电器驱动装置，所述继电器驱动装置包括将交流电转换为直流电的电源、继电器以及所述继电器所控制的交流负载，还包括与所述电源输出连接并在所述继电器的控制信号到来时为所述继电器的线圈驱动其触点吸合提供吸合电流的储能元件以及在所述继电器触点吸合后在所述继电器交流负载端产生交流电压并在整流后提供给所述继电器线圈以维持所述继电器吸合的取样单元。

实施本发明的继电器驱动装置及使用该装置的家用电器，具有以下有益效果：由于具有储能元件，在继电器控制信号到来时可以有足够的电流流过继电器线圈，从而使得继电器的触点吸合；当继电器的触点吸合后，其负载得电工作，使得取样单元输出交流电压以维持继电器的吸合，所以该驱动装置对电源输出电流的要求较低，其成本较低。

附图说明

图1是本发明继电器驱动装置及使用该装置的家用电器第一实施例中驱动装置的结构示意图；

图2是所述第一实施例的电路原理图；

图3是本发明继电器驱动装置及使用该装置的家用电器第二实施例中驱动装置的结构示意图；

图4是发明继电器驱动装置及使用该装置的家用电器第三实施例中驱动装置的电原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明继电器驱动装置及使用该装置的家用电器第一实施例中，其继电器驱动装置包括电源11、储能元件12、(继电器)线圈13、(继电器)触点14、整流模块15、线圈控制16以及负载17。在第一实施例中，负载17是电阻性负载，所以负载17同时还是取样单元。在其他实施中，取样单元也可以是单独的、与上述负载17并接的电阻(参见第二实施例，图3)。

在第一实施例中，电源11将交流电转换为直流电并为各部件供电，其供电范围不包括继电器负载端；继电器由线圈13以及触点14组成，其线圈控制16在控制信号的作用下导通，使得线圈13上出现电流，该电流产生的电磁场使得触点14吸合，从而使负载17被连接到AC交流电上；由于继电器的特性，对其线圈13上的电流有一定的要求，要求其具有一定的大小；因此在第一实施例中，还包括与电源11输出连接并在上述继电器的控制信号到来时为所述继电器的线圈13驱动其触点14吸合提供吸合电流的储能元件13；同时，在上述线圈13使得触点14吸合后，还需要为线圈13继续提供电流，以维持触点14的吸合，由于在第一实施例中采用的电源的输出电流较小，不能提供出该维持电流，因此，还包括在继电器触点14吸合后在上述继电器的交流负载17端产生交流电压并在整流后提供给上述继电器线圈13以维持该继电器吸合的取样单元。在第一实施例中，取样单元包括用于取得交流电压的取样模块(在第一实施中，该取样模块就是负载17)以及将该取样模块取得的交流电压整流后输送到继电器线圈13一端的整流模块15。

在第一实施例中，储能单元12为通过分压电阻与所述电源直流输出端连接的电容，分压电阻至少包括两个串接在电源11输出端和该装置等电位之间的电阻，该电容负端与所述装置的等电位连接，其正端与上述分压电阻中两个电阻的连接点连接，其电容正端还连接在继电器线圈13的一端，为该线圈13提供电源。

图2是第一实施例的电原理图，在图2中，标记为N、L的端子分别为交流电的零线和相线，连接在上述端子L和端子N之间的二极管D2，电阻R8，电阻R9，电容C2，稳压管ZD，电阻R10以及发光二极管LED1构成图1中的电源11，其中，二极管D2为整流二极管，其将交流电压转变为直流电压；稳压管ZD用于维持其两端的直流电压为恒定值，电容C2用于滤波及进一步稳定电压；而电阻R8、电阻R9的主要用途是隔离输送给线圈的电压和输送给其他部分(例如MCU)的电压。为上述继电器线圈提供的该继电器吸合瞬间的电流由整流二极管D2的负极与电阻R8的连接处引出，其依次经过电阻R1、电阻R2后，一方面通过电阻R3接地(即该装置的等电位)，一方面连接在电容C1的正端，电容C1的负端接地，同时，电容C 1的正端还连接到继电器线圈的一端；上述电阻R1、电阻R2、电阻R3以及电容C1，共同构成了图1中所述的储能元件12。在第一实施例中，该装置包括了两个继电器RY1和RY2，这两个继电器分别控制不同的负载，其中，上述电容C1的正端就分别与上述两个继电器的线圈的一端连接，这两个继电器的线圈的另一端分别连接到晶体管TR1和晶体管TR2的集电极，晶体管TR1和晶体管TR2的发射极分别接地(即该装置的等电位端)，晶体管TR1和晶体管TR2的基极分别接受该继电器的控制信号。在上述两个继电器RY1和RY2的线圈的两端，分别并接有一个保护二极管，该保护二极管D3用于消除继电器线圈上产生的感应电动势。在第一实施例中，继电器RY1的负载是电阻(电热丝)RT1和RT2，其中，分压电阻(电热丝)RT1和RT2通过继电器RY1的触点并接在交流电的零线和相线之间，分压电阻(电热丝)RT1和RT2既是负载也是上述的取样模块，其取样电压由电阻RT1和RT2的连接点处取出，并通过整流二极管D1连接到上述两个继电器线圈的一端(即与电容C1正端连接的一端)。在第一实施例中，整流二极管D1就是图1中的整流模块15，其为二极管半波整流；在其他实施例中，上述整流模块15也可以是二极管全波整流。

总之，在图2中，电源上电瞬间R1、R2与R3分压给电解电容C1充电；R1、R2、R3阻值可以根据电解电容耐压选择。一般选择较大阻值；分压电阻(电热丝)RT1和RT2的分压给继电器续流。继电器RY1、RY2、TR1、TR2、R6、R7控制加热丝工作与否。二极管D3消除继电器线包感应电动势。在端口I/O1、I/O2或I/O1输出高电平瞬间，三极管TR1、TR2饱和；继电器RY1、RY2线圈通电，触点吸合，此时继电器需要的电流，由电容C1放电提供；同时继电器RY1吸合的瞬间，分压电阻(电热丝)RT1和RT2分压给继电器续流，维持继电器吸合工作。I/O1、I/O2或I/O1输出低电平，继电器停止工作，触点断开。

第一实施例还揭示了一种家用电器，其包括用于控制该家用电器部件动作的继电器及用于驱动所述继电器的继电器驱动装置，这里所讲的继电器驱动装置，就是本实施例中上面部分所描述的继电器驱动装置。换句话说，该家用电器就是使用了第一实施例中所限定的继电器驱动装置。

图3是本发明第二实施例的结构示意图，本发明第二实施例基本上与上述第一实施例相同，不同之处在于，在第一实施中，继电器的负载与取样模块是同一器件，或者说第一实施例中的负载同时具有取样模块的功能；在第二实施例中，如图3，负载17与上述取样模块18是不同的部分，取样模块18并接在负载17的两端，并通过继电器的触点与交流电的零线和相线连接。在第二实施例中，取样模块18是两个串联后再与负载17并联的电阻，其阻值依据负载17的情况事先调整。这样虽然多处一些元件，但是，第二实施例的结构与第一实施比较而言，更具普遍性。

第二实施例同样还揭示了一种家用电器，其包括用于控制该家用电器部件动作的继电器及用于驱动所述继电器的继电器驱动装置，这里所讲的继电器驱动装置，就是第二实施例中上面部分所描述的继电器驱动装置。换句话说，该家用电器就是使用了第二实施例中所限定的继电器驱动装置。

图4是本发明第三实施例的电路图，在第三实施例中，与第一实施例不同的是其负载是一个电机的线圈，该电机线圈的适当位置设置有抽头，其取样交流电压由上述电机线圈上的抽头处取得。此外，在别的实施例中，也可以在负载回路上串接一个电阻，例如，在上述电机线圈或电热丝串接一个取样电阻，即该电机线圈或电热丝与该取样电阻串接后连接到电网交流电上，当负载上出现电流时，该负载电流同样通过上述取样电阻，该取样电阻上出现电压降，由该取样电阻的两端就可以取出该电压降，也就是取样交流电压。这样的取样单元可以减少取样方案的复杂性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种继电器驱动装置，包括将交流电转换为直流电的电源、继电器以及所述继电器所控制的交流负载，其特征在于，还包括与所述电源输出连接并在所述继电器的控制信号到来时为所述继电器的线圈驱动其触点吸合提供吸合电流的储能元件以及在所述继电器触点吸合后在所述继电器交流负载端产生交流电压并在整流后提供给所述继电器线圈以维持所述继电器吸合的取样单元。

2.根据权利要求1所述的继电器驱动装置，其特征在于，所述储能元件为通过分压电阻与所述电源直流输出端连接的电容，所述分压电阻至少包括两个串接在所述电源直流输出端和所述装置等电位之间的电阻，所述电容负端与所述装置的等电位连接，其正端与所述分压电阻中一端连接等电位的电阻的另一端连接，所述电容正端还连接在所述继电器线圈一端。

3.根据权利要求2所述的继电器驱动装置，其特征在于，所述取样单元包括用于取得取样交流电压的取样模块以及将所述取样模块取得的取样交流电压整流后输送到所述继电器线圈一端的整流模块。

4.根据权利要求3所述的继电器驱动装置，其特征在于，所述取样模块为所述继电器的感性或阻性负载，所述感性或阻性负载包括设置在所述负载中部的中心抽头，所述取样交流电压由所述中心抽头处取出。

5.根据权利要求3所述的继电器驱动装置，其特征在于，所述取样模块为串接在所述负载回路中的取样电阻，负载回路电流流经所述取样电阻形成电压降，所述取样交流电压由所述取样电阻与所述负载连接一端取出。

6.根据权利要求3所述的继电器驱动装置，其特征在于，所述取样模块为至少两个取样电阻，所述取样电阻串联后与所述继电器的感性或阻性负载并接，所述取样交流电压由所述两个取样电阻的连接处取得。

7.根据权利要求4、5或6中任意一项所述的继电器驱动装置，其特征在于，所述整流模块包括二极管全波整流或二极管半波整流模块。

8.根据权利要求7所述的继电器驱动装置，其特征在于，所述装置包括多个继电器，所述电容正端分别与所述多个继电器的线圈一端连接，所述整流模块输出端分别与所述多个继电器的线圈一端连接。

9.根据权利要求8所述的继电器驱动装置，其特征在于，所述多个继电器的线圈两端还分别并接有保护二极管。

10.一种家用电器，包括用于控制该家用电器部件动作的继电器及用于驱动所述继电器的继电器驱动装置，其特征在于，所述继电器驱动装置为如权利要求1所述的继电器驱动装置。

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