CN102709119A - 继电器驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种继电器驱动装置。该装置通过闭合单元在继电器闭合瞬间提供一个大于额定电压的电源，使继电器的线圈快速加电，并且这个电源的电压随着继电器的线圈的加电逐步减小，因此该闭合单元可以在继电器的线圈导通后低保持电压驱动继电器的线圈；通过释放单元在继电器释放关断瞬间给继电器的线圈提供一个反向通路，使继电器的线圈的电能快速释放。由此，本发明实施例提供的继电器驱动装置实现继电器的线圈的加速加电和快速释放电能，并且在开通后通过采用低保持电压降低了线圈导通过程中的损耗。
Description
技术领域
本发明涉及驱动装置，尤其涉及一种继电器驱动装置。
背景技术
继电器的励磁线圈在励磁及退磁的瞬间，需要一个瞬间的大电流来使得磁场建立或退出，也即使得继电器的触头闭合或者释放。使用常规的驱动电压容易导致驱动器触头的闭合或者释放缓慢，严重的甚至影响到电路的功能或电气产品的功能。
在现有技术下，驱动电路利用两级抑制电路实现了不同时序下的电压抑制，通过时序控制可以实现第一次低电压的放电抑制，然后是第二次的高抑制电压，主要实现了对继电器的线圈剩余电能的快速释放，达到了快速释放的功能。但现有技术的缺点是无法同时实现继电器的线圈的快速加电，该继电器的触头不能实现快速闭合，而且触头闭合后线圈导通的损耗非常高。
发明内容
本发明实施例提供了一种继电器驱动装置，以实现继电器线圈的加速加电和快速释放电能，并且在开通后通过采用低保持电压降低了线圈导通过程中的损耗。
本发明实施例提供了一种继电器驱动装置，所述装置包括：第一晶体管(Q1)、闭合单元、释放单元；
所述第一晶体管(Q1)的栅极接驱动信号输入端，所述第一晶体管(Q1)的源极接地，所述第一晶体管(Q1)的漏极与所述闭合单元相连接；
所述闭合单元，用于当所述驱动信号为闭合信号，所述第一晶体管(Q1)导通时，为外部继电器的线圈提供驱动电压，从而使所述外部继电器的线圈加电；
所述释放单元，用于当所述驱动信号为断开信号，所述第一晶体管(Q1)从导通变为截止时，释放所述外部继电器的线圈中的电能。
本发明实施例公开的继电器驱动装置，通过闭合单元在继电器闭合瞬间提供一个大于额定电压的电源，使继电器的线圈快速加电，并且这个电源的电压随着继电器的线圈的加电逐步减小，因此该闭合单元可以在继电器的线圈导通后减小继电器的线圈的发热损耗；通过释放单元在继电器释放关断瞬间给继电器的线圈提供一个反向通路，使继电器的线圈的电能快速释放。由此，本发明实施例提供的继电器驱动装置实现了继电器的加速开通和快速释放，并且在开通后通过采用低保持电压降低了线圈导通过程中的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种继电器驱动装置原理图；
图2为发明实施例提供的一种继电器驱动装置示意图；
图3为本发明实施例提供的第一种具体的继电器驱动装置示意图；
图4为本发明实施例提供的第二种具体的继电器驱动装置示意图；
图5为本发明实施例提供的第三种具体的继电器驱动装置示意图；
图6为本发明实施例提供的第四种具体的继电器驱动装置示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种继电器驱动装置原理图。如图1所示，本发明实施例提供的继电器驱动装置中包括直流电源101、闭合单元102、释放单元103、继电器的线圈104。该装置还包括一个第一晶体管(Q1)，继电器驱动信号通过第一晶体管(Q1)的栅极输入闭合单元101。在继电器驱动信号为断开信号时，直流电源101与闭合单元102中的第一电容(C1)和一个充电电阻(R4)构成一个回路，由此第一电容(C1)被充电；在继电器驱动信号为闭合信号时，闭合单元102中的第一电容(C1)与直流电源101形成串联关系并施加到继电器的线圈104上，作为继电器的驱动电压，由此便相当于给继电器的线圈104施加了一个大于额定驱动电压的电源，实现了继电器的快速闭合。随着驱动电流的释放，第一电容(C1)的电压逐步减小至零，从而实现了降压驱动继电器的线圈104，降低了继电器的线圈104的发热损耗。在继电器驱动信号为闭合信号时，释放单元103中的第二电容(C2)被施加了直流电源，这使得在需要关断继电器的线圈104时，释放单元103中的第二电容(C2)与继电器的线圈104形成续流回路，或释放单元103中的负电源与继电器的线圈104形成续流回路，即相当于给继电器的线圈104提供了一个反向通路或反向电压来加速释放其中的电能，由此实现了继电器的快速断开。
上面的实施例简单描述了本发明继电器驱动装置的原理，下面通过具体的电路来描述本发明实施例提供的继电器驱动装置实现继电器的线圈的加速加电和快速释放电能，并且在开通后通过采用低保持电压降低了线圈导通过程中损耗的方法。
图2为发明实施例提供的一种继电器驱动装置示意图。如图2所示，本实施例的继电器驱动装置包括：第一晶体管(Q1)201、闭合单元202、释放单元203。本实施例的继电器驱动装置还包括一个直流电源。
第一晶体管(Q1)201的栅极接驱动信号输入端，第一晶体管(Q1)的源极接地，第一晶体管(Q1)的漏极与所述闭合单元相连接。
第一晶体管(Q1)201的栅极接驱动信号的输入端，漏极接闭合单元。在驱动信号为关断信号时，第一晶体管(Q1)201截止；在驱动信号为闭合信号时，第一晶体管(Q1)201导通。
闭合单元202，用于当所述驱动信号为闭合信号，第一晶体管(Q1)201导通时，为外部继电器的线圈提供驱动电压，从而使外部继电器的线圈加电。
当驱动信号为闭合信号时，第一晶体管(Q1)201导通，闭合单元202中的第一电容(C1)与直流电源形成串联关系并施加到继电器的线圈上，作为外部继电器的驱动电压，由此便相当于给继电器的线圈施加了一个大于额定驱动电压的电源，实现了继电器的快速闭合。
随着驱动电流的释放，闭合单元202中的第一电容(C1)的电压逐步减小至零，从而实现了降压驱动继电器的线圈，即闭合单元还可以实现继电器的线圈的低保持电压驱动，降低继电器的线圈的发热损耗。
释放单元203，用于当所述驱动信号为断开信号，第一晶体管(Q1)201从导通变为截止时，释放所述外部继电器的线圈中的电能。
继电器驱动信号为闭合信号时，释放单元203中的第二电容(C2)被施加了直流电源，这使得在需要关断继电器的线圈时，释放单元203中的第二电容(C2)与继电器的线圈形成续流回路，或释放单元203中的负电源与继电器的线圈形成续流回路，即相当于给继电器的线圈提供了一个反向通路或反向电压来加速释放其中的电能，由此释放单元203实现了继电器的快速断开。
图3为本发明实施例提供的第一种具体的继电器驱动装置示意图。如图3所示，本发明实施例的继电器驱动装置包括：直流电源DC Source、第一晶体管(Q1)、闭合单元、释放单元、继电器的线圈Relay。闭合单元中包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第三晶体管(Q3)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)。释放单元中包括：第二电容(C2)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)。
其中，直流电源的正极与第一电阻(R1)的一端相连接，并且与第二晶体管(Q2)的漏极和第一二极管(D1)的正极相连接，直流电源的负极与所述第一晶体管(Q1)的源极相连接，即接地；第一晶体管(Q1)的栅极接驱动信号输入端，第一晶体管(Q1)的漏极与第二电阻(R2)的，所述第一晶体管(Q1)的源极接地；第一电阻(R1)的另一端与第二晶体管(Q2)的栅极相连接，也与第二电阻(R2)的一端相连接。第二电阻(R2)的另一端与第一晶体管(Q1)的漏极相连接；第二晶体管(Q2)的源极通过第四电阻(R4)接地，第一二极管(D1)的负极与第一电容(C1)的一端相连接，也与第三电阻(R3)的一端相连接；第一电容(C1)的另一端通过第四电阻(R4)接地，第三电阻(R3)的另一端与第三晶体管(Q3)的漏极相连接，第三晶体管(Q3)的栅极通过一个电阻，即第六电阻(R6)与第一晶体管(Q1)的漏极相连接，第三晶体管(Q3)的源极与第二二极管(D2)的正极相连接。第五电阻(R5)的一端与第三晶体管(Q3)的漏极相连接，第五电阻(R5)的另一端与第三晶体管(Q3)的栅极相连接，第六电阻(R6)的一端与所述第三晶体管(Q3)的栅极相连接，第六电阻(R6)的另一端与所述第一晶体管(Q1)的漏极相连接。第二二极管(D2)的正极与第三晶体管(Q3)的源极和第三二极管(D3)的正极相连接，第二二极管(D2)的负极与继电器的线圈的一端和第九电阻(R9)的一端相连接；第三二极管(D3)的负极与第七电阻(R7)的一端相连接，第七电阻(R7)的另一端与第四二极管(D4)的负极、第八电阻(R8)的一端和第二电容(C2)的一端相连接；第四二极管(D4)的正极接地，第八电阻(R8)的另一端与第二电容(C2)的另一端、第六二极管(D6)的正极和第五二极管(D5)的正极相连接，第六二极管(D6)的负极接地，第二电容(C2)的另一端还与所述第六二极管(D6)的正极和第五二极管(D5)的正极相连接，第六二极管(D6)的负极与继电器的线圈的另一端相连接，第五二极管(D5)的负极与第九电阻(R9)的另一端相连接。
本发明实施例的继电器驱动装置的工作状态为：在继电器驱动信号为断开信号，即驱动信号为低时，第一晶体管(Q1)截止，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也截止，直流电源、第一二极管(D1)、第一电容(C1)和第四电阻(R4)组成了一个充电回路，第一电容(C1)被充电。继电器驱动信号为高，即驱动信号为闭合信号时，第一晶体管(Q1)导通，同时由于第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的分压，拉低了第二晶体管(Q2)的栅极电压和第三晶体管(Q3)的栅极电压，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也导通；直流电源、第二晶体管(Q2)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第二二极管(D2)与继电器的线圈组成回路，直流电源的电压和第一电容(C1)的电压叠加在一起并施加到继电器的线圈上，实现了继电器的线圈的快速加电，可以使继电器触头快速闭合；同时，直流电源、第二晶体管(Q2)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第三二极管(D3)、第七电阻(R7)、第二电容(C2)、第六二极管(D6)也组成了一个回路，第二电容(C2)被充电。随着继电器的线圈中电流的释放，第一电容(C1)的电压逐步下降至零，此时第一二极管(D1)因为电源电压的正偏而再次导通，此时形成了由直流电源、第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第二二极管(D2)与继电器的线圈组成的回路，由于回路中有第一二极管(D1)、第三电阻(R3)、第二二极管(D2)的电压降，所以继电器的线圈上的电压小于直流电源的电压，由此便实现了低保持电压驱动继电器的线圈，减少了继电器的线圈上的发热损耗。继电器需要关断或者触头需要释放时，继电器驱动信号变为低，第一晶体管(Q1)截止，同时，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)的栅极电压被拉高，也变为截止，此时该装置中形成了由直流电源、第一二极管(D1)、第一电容(C1)和第四电阻(R4)组成的回路，第一电容(C1)被充电；同时，还形成了一个由第四二极管(D4)、第二电容(C2)(并联了第八电阻(R8))、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)与继电器的线圈组成的回路，继电器的线圈的感应电动势通过第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)继续向第二电容(C2)充电，一直到电能不能维持，感应电动势下降，回路断开，由于继电器的线圈剩余的电能被消耗到第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)和第二电容(C2)上，因此电能释放的更快，实现了继电器的线圈的快速关断；上述回路断开后，第二电容(C2)和第八电阻(R8)组成回路，第二电容(C2)放电。
因此，本实施例提供的继电器驱动装置实现了继电器的线圈的加速加电和快速释放电能，并且在开通后通过采用低保持电压驱动继电器的线圈，降低了线圈导通过程中的损耗。
图4为本发明实施例提供的第二种具体的继电器驱动装置示意图。如图4所示，本发明实施例的继电器驱动装置包括：直流电源DC Source、负电源、第一晶体管(Q1)、闭合单元、释放单元、继电器的线圈Relay。闭合单元中包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第三晶体管(Q 3)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)。释放单元中包括：第二二极管(D2)、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)、负电源。
其中，直流电源的正极与第一电阻(R1)的一端相连接，并且与第二晶体管(Q2)的漏极和第一二极管(D1)的正极相连接，直流电源的负极与所述第一晶体管(Q1)的源极相连接，即接地；第一晶体管(Q1)的栅极接驱动信号输入端，第一晶体管(Q1)的漏极与第二电阻(R2)的，所述第一晶体管(Q1)的源极接地；第一电阻(R1)的另一端与第二晶体管(Q2)的栅极相连接，也与第二电阻(R2)的一端相连接。第二电阻(R2)的另一端与第一晶体管(Q1)的漏极相连接；第二晶体管(Q2)的源极通过第四电阻(R4)接地，第一二极管(D1)的负极与第一电容(C1)的一端相连接，也与第三电阻(R3)的一端相连接；第一电容(C1)的另一端通过第四电阻(R4)接地，第三电阻(R3)的另一端与第三晶体管(Q3)的漏极相连接，第三晶体管(Q3)的栅极通过一个电阻，即第六电阻(R6)与第一晶体管(Q1)的漏极相连接，第三晶体管(Q3)的源极与第二二极管(D2)的正极相连接。第五电阻(R5)的一端与第三晶体管(Q3)的漏极相连接，第五电阻(R5)的另一端与第三晶体管(Q3)的栅极相连接，第六电阻(R6)的一端与所述第三晶体管(Q3)的栅极相连接，第六电阻(R6)的另一端与所述第一晶体管(Q1)的漏极相连接。第二二极管(D2)的正极与第三晶体管(Q3)的源极相连接，所述第二二极管(D2)的负极与第九电阻(R9)的一端、继电器的线圈的一端相连接，第九电阻(R9)的另一端与第五二极管(D5)的负极相连接，第五二极管(D5)的正极与负电源的负极相连接，负电源的正极与继电器的线圈的另一端相连接，接地。
本发明实施例的继电器驱动装置的工作状态为：在继电器驱动信号为断开信号，即驱动信号为低时，第一晶体管(Q1)截止，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也截止，直流电源、第一二极管(D1)、第一电容(C1)和第四电阻(R4)组成了一个回路，第一电容(C1)被充电。在继电器驱动信号为闭合信号，即驱动信号为高时，第一晶体管(Q1)导通，同时由于第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的分压，拉低了第二晶体管(Q2)的栅极电压和第三晶体管(Q3)的栅极电压，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也导通；直流电源、第二晶体管(Q2)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第二二极管(D2)与继电器的线圈组成回路，直流电源的电压和第一电容(C1)的电压叠加在一起并施加到继电器的线圈上，实现了继电器的线圈的快速加电，可以使继电器触头快速闭合。随着继电器的线圈中电流的释放，第一电容(C1)的电压逐步下降至零，此时第一二极管(D1)因为电源电压的正偏而再次导通，此时形成了由直流电源、第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第二二极管(D2)与继电器的线圈组成的回路，由于回路中有第一二极管(D1)、第三电阻(R3)、第二二极管(D2)的电压降，所以继电器的线圈上的电压小于直流电源的电压，由此便实现了低保持电压驱动继电器的线圈，减少了继电器的线圈上的发热损耗。继电器需要关断或者触头需要释放时，继电器驱动信号变为低，第一晶体管(Q1)截止，同时，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)的栅极电压被拉高，也变为截止，此时该装置中形成了由负电源、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)与继电器的线圈组成的回路，而负电源的正极接地，因此继电器的线圈的感应电动势通过第五二极管(D5)、第九电阻(R9)继续向接地的负电源充电，一直到电能不能维持，感应电动势下降，回路断开，由于继电器的线圈剩余的电能被消耗到第五二极管(D5)、第九电阻(R9)和和接地的负电源上，因此电能释放的更快，实现了继电器的线圈的快速释放电能。
因此，本发明实施例提供的继电器驱动装置实现继电器的线圈的加速加电和快速释放电能，并且在开通后通过采用低保持电压驱动继电器的线圈，降低了线圈导通过程中的损耗。
图5为本发明实施例提供的第三种具体的继电器驱动装置示意图。如图5所示，本实施例提供的继电器驱动装置包括：直流电源DC Source、第一晶体管(Q1)、闭合单元、释放单元、继电器的线圈Relay。闭合单元中包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第三晶体管(Q3)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第四晶体管(Q4)。释放单元中包括：第二电容(C2)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)。
其中，直流电源的正极与第一电阻(R1)的一端相连接，并且与第二晶体管(Q2)的漏极、第一二极管(D1)的正极、第十电阻(R10)的另一端相连接，直流电源的负极与所述第一晶体管(Q1)的源极相连接，即接地；第一晶体管(Q1)的栅极接驱动信号输入端，第一晶体管(Q1)的漏极与第二电阻(R2)的另一端、第十电阻(R10)的一端、第十一电阻(R11)的一端相连接，所述第一晶体管(Q1)的源极接地；第一电阻(R1)的另一端与第二晶体管(Q2)的栅极相连接，也与第二电阻(R2)的一端相连接。第二电阻(R2)的另一端与第一晶体管(Q1)的漏极相连接；第二晶体管(Q2)的源极通过第四电阻(R4)接地，第一二极管(D1)的负极与第一电容(C1)的一端相连接，也与第三电阻(R3)的一端相连接；第一电容(C1)的另一端通过第四电阻(R4)接地，第三电阻(R3)的另一端与第三晶体管(Q3)的漏极相连接，第三晶体管(Q3)的栅极通过一个电阻，即第六电阻(R6)与第一晶体管(Q1)的漏极相连接，第三晶体管(Q3)的源极与第二二极管(D2)的正极相连接。第十一电阻(R11)的另一端与第四晶体管(Q4)的栅极相连接，第四晶体管(Q4)的漏极与第四电阻(R4)相连接，第四晶体管(Q4)的源极接地。第五电阻(R5)的一端与第三晶体管(Q3)的漏极相连接，第五电阻(R5)的另一端与第三晶体管(Q3)的栅极相连接，第六电阻(R6)的一端与所述第三晶体管(Q3)的栅极相连接，第六电阻(R6)的另一端与所述第一晶体管(Q1)的漏极相连接。第二二极管(D2)的正极与第三晶体管(Q3)的源极和第三二极管(D3)的正极相连接，第二二极管(D2)的负极与继电器的线圈的一端和第九电阻(R9)的一端相连接；第三二极管(D3)的负极与第七电阻(R7)的一端相连接，第七电阻(R7)的另一端与第四二极管(D4)的负极、第八电阻(R8)的一端和第二电容(C2)的一端相连接；第四二极管(D4)的正极接地，第八电阻(R8)的另一端与第二电容(C2)的另一端、第六二极管(D6)的正极和第五二极管(D5)的正极相连接，第六二极管(D6)的负极接地，第二电容(C2)的另一端还与所述第六二极管(D6)的正极和第五二极管(D5)的正极相连接，第六二极管(D6)的负极与继电器的线圈的另一端相连接，第五二极管(D5)的负极与第九电阻(R9)的另一端相连接。
本发明实施例的继电器驱动装置的工作状态为：在继电器驱动信号为断开信号，即驱动信号为低时，第一晶体管(Q1)截止，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也截止，第四晶体管(Q4)导通，直流电源、第一二极管(D1)、第一电容(C1)、第四电阻(R4)、第四晶体管(Q4)组成了一个充电回路，第一电容(C1)被充电。在继电器驱动信号为闭合信号，即驱动信号为高时，第一晶体管(Q1)导通，同时由于第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的分压，拉低了第二晶体管(Q2)的栅极电压、第三晶体管(Q3)的栅极电压和第四晶体管(Q4)的栅极电压，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也导通，第四晶体管(Q4)截止；上述充电回路断开，直流电源、第二晶体管(Q2)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第二二极管(D2)与继电器的线圈组成回路，直流电源的电压和第一电容(C1)的电压叠加在一起并施加到继电器的线圈上，实现了继电器的线圈的快速加电，可以使继电器触头快速闭合；同时，直流电源、第二晶体管(Q2)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第三二极管(D3)、第七电阻(R7)、第二电容(C2)、第六二极管(D6)也组成了一个回路，第二电容(C2)被充电。随着继电器的线圈中电流的释放，第一电容(C1)的电压逐步下降至零，此时第一二极管(D1)因为电源电压的正偏而再次导通，此时形成了由直流电源、第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第二二极管(D2)与继电器的线圈组成的回路，由于回路中有第一二极管(D1)、第三电阻(R3)、第二二极管(D2)的电压降，所以继电器的线圈上的电压小于直流电源的电压，由此便实现了低保持电压驱动继电器的线圈，减少了继电器的线圈上的发热损耗。继电器需要关断或者触头需要释放时，继电器驱动信号变为低，第一晶体管(Q1)截止，同时，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)的栅极电压被拉高，也变为截止，此时该装置中形成了由直流电源、第一二极管(D1)、第一电容(C1)和第四电阻(R4)组成的回路，第一电容(C1)被充电；同时，还形成了一个由第四二极管(D4)、第二电容(C2)(并联了第八电阻(R8))、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)与继电器的线圈组成的回路，继电器的线圈的感应电动势通过第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)继续向第二电容(C2)充电，一直到电能不能维持，感应电动势下降，回路断开，由于继电器的线圈剩余的电能被消耗到第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)和第二电容(C2)上，因此电能释放的更快，实现了继电器的线圈的快速关断；上述回路断开后，第二电容(C2)和第八电阻(R8)组成回路，第二电容(C2)放电。
因此，本发明实施例提供的继电器驱动装置实现继电器的线圈的加速加电和快速释放电能，并且在开通后通过采用低保持电压驱动继电器的线圈的同时，还实现了在继电器开通后，第一电容(C1)的充电回路断开，减小了损耗。
图6为本发明实施例提供的第四种具体的继电器驱动装置示意图。如图6所示，本实施例的继电器驱动装置包括：直流电源DC Source、负电源、第一晶体管(Q1)、闭合单元、释放单元、继电器的线圈Relay。闭合单元中包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第三晶体管(Q3)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第四晶体管(Q4)。释放单元中包括：第二二极管(D2)、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)、负电源。
其中，直流电源的正极与第一电阻(R1)的一端相连接，并且与第二晶体管(Q2)的漏极、第一二极管(D1)的正极、第十电阻(R10)的另一端相连接，直流电源的负极与所述第一晶体管(Q1)的源极相连接，即接地；第一晶体管(Q1)的栅极接驱动信号输入端，第一晶体管(Q1)的漏极与第二电阻(R2)的另一端、第十电阻(R10)的一端、第十一电阻(R11)的一端相连接，所述第一晶体管(Q1)的源极接地；第一电阻(R1)的另一端与第二晶体管(Q2)的栅极相连接，也与第二电阻(R2)的一端相连接。第二电阻(R2)的另一端与第一晶体管(Q1)的漏极相连接；第二晶体管(Q2)的源极通过第四电阻(R4)接地，第一二极管(D1)的负极与第一电容(C1)的一端相连接，也与第三电阻(R3)的一端相连接；第一电容(C1)的另一端通过第四电阻(R4)接地，第三电阻(R3)的另一端与第三晶体管(Q3)的漏极相连接，第三晶体管(Q3)的栅极通过一个电阻，即第六电阻(R6)与第一晶体管(Q1)的漏极相连接，第三晶体管(Q3)的源极与第二二极管(D2)的正极相连接。第十一电阻(R11)的另一端与第四晶体管(Q4)的栅极相连接，第四晶体管(Q4)的漏极与第四电阻(R4)相连接，第四晶体管(Q4)的源极接地。第五电阻(R5)的一端与第三晶体管(Q3)的漏极相连接，第五电阻(R5)的另一端与第三晶体管(Q3)的栅极相连接，第六电阻(R6)的一端与所述第三晶体管(Q3)的栅极相连接，第六电阻(R6)的另一端与所述第一晶体管(Q1)的漏极相连接。第二二极管(D2)的正极与第三晶体管(Q3)的源极相连接，所述第二二极管(D2)的负极与第九电阻(R9)的一端、继电器的线圈的一端相连接，第九电阻(R9)的另一端与第五二极管(D5)的负极相连接，第五二极管(D5)的正极与负电源的负极相连接，负电源的正极与继电器的线圈的另一端相连接，接地。
本发明实施例的继电器驱动装置的工作状态为：在继电器驱动信号为断开信号，即驱动信号为低时，第一晶体管(Q1)截止，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也截止，第四晶体管(Q4)导通，直流电源、第一二极管(D1)、第一电容(C1)和第四电阻(R4)、第四晶体管(Q4)组成了一个充电回路，第一电容(C1)被充电。在继电器驱动信号为闭合信号，即驱动信号为高时，第一晶体管(Q1)导通，同时由于第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的分压，拉低了第二晶体管(Q2)的栅极电压、第三晶体管(Q3)的栅极电压和第四晶体管(Q4)的栅极电压，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也导通，第四晶体管(Q4)截止；上述充电回路断开，直流电源、第二晶体管(Q2)、第一电容(C1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第二二极管(D2)与继电器的线圈组成回路，直流电源的电压和第一电容(C1)的电压叠加在一起并施加到继电器的线圈上，实现了继电器的线圈的快速加电，可以使继电器触头快速闭合。随着继电器的线圈中电流的释放，第一电容(C1)的电压逐步下降至零，此时第一二极管(D1)因为电源电压的正偏而再次导通，此时形成了由直流电源、第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第三电阻(R3)、第三晶体管(Q3)、第二二极管(D2)与继电器的线圈组成的回路，由于回路中有第一二极管(D1)、第三电阻(R3)、第二二极管(D2)的电压降，所以继电器的线圈上的电压小于直流电源的电压，由此便实现了低保持电压驱动继电器的线圈，减少了继电器的线圈上的发热损耗。继电器需要关断或者触头需要释放时，继电器驱动信号变为低，第一晶体管(Q1)截止，同时，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)的栅极电压被拉高，也变为截止，此时该装置中形成了由负电源、第五二极管(D5)、第九电阻(R9)与继电器的线圈组成的回路，而负电源的正极接地，因此继电器的线圈的感应电动势通过第五二极管(D5)、第九电阻(R9)继续向接地的负电源充电，一直到电能不能维持，感应电动势下降，回路断开，由于继电器的线圈剩余的电能被消耗到第五二极管(D5)、第九电阻(R9)和接地的负电源上，因此电能释放的更快，实现了继电器的线圈的快速关断。
因此，本发明实施例提供的继电器驱动装置实现继电器的线圈的加速加电和快速释放电能，并且在开通后通过采用低保持电压驱动继电器的线圈的同时，还实现了在继电器开通后，第一电容(C1)的充电回路断开，减小了损耗。
上述各个实施例中的第一晶体管(Q1)、第四晶体管(Q4)为N型晶体管，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)为P型晶体管，当继电器驱动信号为低时，即没有发出继电器驱动信号时，第一晶体管(Q1)截止，第四晶体管(Q4)导通，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)也截止；当继电器驱动信号为高时，即发出继电器驱动信号时，第一晶体管(Q1)导通、第四晶体管截止，第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)导通。需要说明的是，第一晶体管(Q1)、第四晶体管(Q4)的类型不是必须为N型晶体管，也可以为P型晶体管，而第二晶体管(Q2)和第三晶体管(Q3)的类型也不是必须为P型晶体管，也可以为N型晶体管。需要说明的是，本技术领域的人员在不付出创造性劳动的前提下，根据上述实施例中所提供的驱动装置示意图所得出的图都在本发明的保护范围内。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种继电器驱动装置，其特征在于，所述装置包括：第一晶体管(Q1)、闭合单元、释放单元；
所述第一晶体管(Q1)的栅极接驱动信号输入端，所述第一晶体管(Q1)的源极接地，所述第一晶体管(Q1)的漏极与所述闭合单元相连接；
所述闭合单元，用于当所述驱动信号为闭合信号，所述第一晶体管(Q1)导通时，为外部继电器的线圈提供驱动电压，从而使所述外部继电器的线圈加电；
所述释放单元，用于当所述驱动信号为断开信号，所述第一晶体管(Q1)从导通变为截止时，释放所述外部继电器的线圈中的电能。
2.如权利要求1所述的继电器驱动装置，所述装置还包括：直流电源，所述直流电源的正极与所述闭合单元中的第二晶体管(Q2)的漏极，并与第一二极管(D1)的正极相连接。
3.如权利要求2所述的继电器驱动装置，所述闭合单元包括：第二晶体管(Q2)、第一二极管(D1)、第一电容(C1)、第三晶体管(Q3)；
所述第一晶体管(Q1)的漏极通过一个电阻与所述第二晶体管(Q2)的栅极相连接，所述第二晶体管(Q2)的源极通过一个电阻接地，所述第一电容(C1)的一端与所述第一二极管(D1)的负极相连接，所述第一电容(C1)的另一端与所述第二晶体管(Q2)的源极相连接，所述第三晶体管(Q3)的漏极通过一个电阻与所述第一电容(C1)的一端相连接，所述第三晶体管(Q3)的栅极通过一个电阻与所述第一晶体管(Q1)的漏极相连接，所述第三晶体管(Q3)的源极与所述释放单元中的第二二极管(D2)的正极、第三二极管(D3)的正极相连接；
当所述驱动信号为闭合信号时，所述第一晶体管(Q1)、所述第二晶体管(Q2)、所述第三晶体管(Q3)都导通，所述第一电容(C1)的电压与所述直流电源的电压叠加，为所述外部继电器的线圈提供驱动电压，从而使所述外部继电器的线圈加电。
4.如权利要求1至3任一项所述的继电器驱动装置，所述释放单元包括：第二电容(C2)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)；
所述闭合单元中的第三晶体管(Q3)的源极与所述第二二极管(D2)的正极、第三二极管(D3)的正极相连接，所述第二二极管(D2)的负极与所述外部继电器的线圈的一端相连接，所述第三二极管(D3)的负极通过一个电阻与所述第四二极管(D4)的负极和所述第二电容(C2)的一端相连接，所述第四二极管(D4)的正极接地，所述第二电容(C2)的另一端与所述第六二极管(D6)的正极、所述第五二极管(D5)的正极相连接，所述第六二极管(D6)的负极接地，所述第六二极管(D6)的负极与所述外部继电器的线圈的另一端相连接，所述第五二极管(D5)的负极通过一个电阻与所述外部继电器的线圈的一端相连接；
当所述驱动信号为断开信号时，所述第二电容(C2)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)和所述外部继电器的线圈组成一个回路，所述外部继电器的线圈为所述第二电容(C2)充电，所述第二电容(C2)释放所述外部继电器的线圈中的电能。
5.如权利要求2或3所述的继电器驱动装置，所述闭合单元还包括：；
所述第四晶体管(Q4)的栅极通过一个电阻与所述第一晶体管(Q1)的漏极相连接，所述第四晶体管(Q4)的漏极通过一个电阻与所述第二晶体管(Q2)的源极、所述第一电容(C1)的另一端相连接，所述第四晶体管(Q4)的源极接地；
当所述驱动信号为断开信号时，所述第四晶体管(Q4)导通，所述直流电源为所述第一电容(C1)充电；当所述驱动信号为闭合信号时，所述第四晶体管(Q4)截止，所述直流电源停止为所述第一电容(C1)充电。
6.如权利要求1所述的继电器驱动装置，所述释放单元包括：第二二极管(D2)、第五二极管(D5)、负电源；
所述第二二极管(D2)的正极与第三晶体管(Q3)的源极相连接，所述第二二极管(D2)的负极与所述外部继电器的线圈的一端相连接，所述第五二极管(D5)的负极通过一个电阻与所述第二二极管(D2)相连接，所述第五二极管(D5)的正极与所述负电源的负极相连接，所述负电源的正极与所述外部继电器的线圈的另一端相连接，所述外部继电器的线圈的另一端接地；
当所述驱动信号为断开信号时，所述第二电容(C2)、第五二极管(D5)、所述负电源、所述外部继电器的线圈组成一个回路，所述外部继电器的线圈为接地的所述负电源充电，所述负电源释放所述外部继电器的线圈中的电能。
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| CN110504134A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-26 | 漳州科华技术有限责任公司 | 一种继电器控制电路及继电器控制装置 |
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