CN103094005A - 继电器及控制继电器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种继电器，其包括电源输入端及弹性件，初始状态时，第一动触件与第二动触件电性接触；该电源输入端提供的电压通过第一开关单元给第一电磁铁供电，当施加第一控制电压于第一开关单元时，第一开关单元导通，第一电磁铁通电并对第一动触件产生吸力，该弹性件发生弹性变形并随第一动触件一起向靠近第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件分离；当停止施加第一控制电压于第一开关单元时，第一开关单元截止，第一电磁铁停止对第一动触件产生吸力，该第一动触件在弹性件的弹性回复力的作用下向远离第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件电性接触，继电器的输出端开始输出电压。此外，本发明还提供一种控制继电器的方法。

Description

继电器及控制继电器的方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种继电器及控制继电器的方法。
背景技术
现有的继电器包括动触片、静触片、线圈、设置于线圈内的铁芯、三极管及电源单元，动触片与电源单元连接，静触片与继电器的输出端连接。线圈的一端与电源单元连接，另一端连接三极管的集电极，三极管的发射极接地。当给三极管的基极施加一控制电压时，三极管导通，线圈通电产生电磁场，铁芯在电磁场的作用下对动触片产生吸力，使得动触片与静触片电性接触，从而继电器的输出端输出电压。当未给三极管的基极施加控制电压时，三极管截止，线圈不能产生电磁场，动触片与静触片分离，继电器的输出端不能输出电压。
然而，为了使继电器的输出端持续地输出电压，必须使三极管一直处于导通状态，这样就损耗了较多的电能。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种能降低电能消耗的继电器。
另外，还有必要提供一种控制上述继电器的方法。
一种继电器，该继电器包括承载体、电源输入端、第一动触件、第二动触件、第一开关单元、第一电磁铁及弹性件，该弹性件的一端固定于承载体上，另一端固定于第一动触件上，该第一动触件连接电源输入端，该第二动触件连接继电器的输出端；初始状态时，第一动触件与第二动触件电性接触；该电源输入端提供的电压通过第一开关单元给第一电磁铁供电，当施加第一控制电压于第一开关单元时，第一开关单元导通，第一电磁铁通电并对第一动触件产生吸力，该弹性件发生弹性变形并随第一动触件一起向靠近第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件分离；当停止施加第一控制电压于第一开关单元时，第一开关单元截止，第一电磁铁停止对第一动触件产生吸力，该第一动触件在弹性件的弹性回复力的作用下向远离第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件电性接触，继电器的输出端开始输出电压。
一种控制继电器的方法，该继电器包括承载体、弹性件、电源输入端、第一动触件、第二动触件、第一电磁铁及第一开关单元，该电源输入端提供的电压通过第一开关单元给第一电磁铁供电，该第一动触件连接电源输入端，该第二动触件连接继电器的输出端，该第一动触件及第二动触件均由导电材料制成；该弹性件的一端固定于该承载体上，另一端固定于第一动触件上；初始状态时，第一动触件与第二动触件电性接触；该方法包括如下步骤：
提供一弹性件，该弹性件的一端固定于该承载体上，另一端固定于第一动触件上；
施加第一控制电压于第一开关单元上，第一开关单元导通，第一电磁铁通电并对第一动触件产生吸力，该弹性件发生弹性变形并随第一动触件一起向靠近第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件分离；
停止施加第一控制电压于第一开关单元上，第一开关单元截止，第一电磁铁停止对第一动触件产生吸力，该第一动触件在弹性件的弹性回复力作用下向远离第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件电性接触，该继电器的输出端输出电压。
上述继电器及控制继电器的方法，只需要持续施加第一控制电压给第一开关单元，第一开关单元导通，第一电磁铁通电，即可使第一动触件与第二动触件分离，使继电器的输出端停止输出电压。而只要停止施加第一控制电压给第一开关单元，第一开关单元截止，第一电磁铁断电，即可使第一动触件与第二动触件电性连接，使继电器的输出端输出电压。对于长时间需要使继电器的输出端输出电压的应用来说，由于不需要持续施加电压给第一开关单元，明显节省了电能消耗。
附图说明
图1为一较佳实施方式的继电器的结构图，该继电器包括第一开关单元及第二开关单元。
图2为图1中弹性件被吸附的结构图。
图3为图2中第二动触件被吸附的结构图。
图4为图1中第一开关单元的电路图。
图5为图1中第二开关单元的电路图。
图6为一较佳实施方式的控制继电器的方法流程图。
主要元件符号说明
继电器 1
第一壳体 10
第二壳体 20
第一开关单元 30
第二开关单元 40
电源输入端 50
输出端 60
第一动触件 12
第一电磁铁 13
弹性件 14
第二电磁铁 25
第二动触件 26
第一侧面 21
第二侧面 22
第一开口 11
第二开口 23
第一输入端 131
第二输入端 132
第一三极管 Q1
第一二极管 D1
第三输入端 151
第四输入端 152
第二三极管 Q2
第二二极管 D2
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1、图2及图3，一较佳实施方式的继电器1包括第一壳体10、第一动触件12、第一电磁铁13、弹性件14、第二壳体20、第二电磁铁25、第二动触件26、第一开关单元30、第二开关单元40、电源输入端50及输出端60。
第一壳体10及第二壳体20均为中空的壳体，且均呈长方体结构。第一壳体10的顶面开设有第一开口11，第一电磁铁13固定于第一壳体10的底面。第一壳体10为固定弹性件14的承载体。弹性件14的固定端固定于第一开口11的边缘，第一动触件12的固定端固定于弹性件14的自由端，第一动触件12的自由端向上穿过弹性件14。在本实施方式中，弹性件14为环形弹簧。第一开口11、第一动触件12及弹性件14位于第一电磁铁13的正上方。初始状态时，弹性件14呈自然状态，第一动触件12的自由端穿过弹性件14后外露出第一开口11，第一动触件12与第一电磁铁13之间保持一定的间距。
第二壳体20紧邻第一壳体10设置，第二壳体20的高度大于第一壳体10。第二壳体20包括与第一壳体10相邻的第一侧面21及与第一侧面21连接的第二侧面22，第二电磁铁25的一端设置于与第一侧面21相对的第三侧面24上高于第一壳体10的顶面的部分，第二电磁铁25位于第二壳体20内。第一侧面21上高于第一壳体10的顶面的部分开设有第二开口23，第二电磁铁25另一端的铁芯部分外露出第二开口23。第二动触件26位于第二壳体20的外部，第二动触件26的固定端固定于第二侧面22上高于第一壳体10的顶面的部分，第二动触件26的自由端相对于第二动触件26的固定端向靠近第一侧面21的方向弯曲延伸。
第一动触件12与第二动触件26均由导电材料制成。第一动触件12与电源输入端50连接，第二动触件26与继电器1的输出端60连接。初始状态时，第一动触件12与第二动触件26电性连接。在本实施方式中，第一动触件12为铁棒，第二动触件26为一弹片。
电源输入端50通过第一开关单元30给第一电磁铁13供电，电源输入端50通过第二开关单元40给第二电磁铁25供电。当外界电源电压输入电源输入端50时，继电器1开始工作。
第一电磁铁13与第二电磁铁25的通电及断电过程描述如下：
于t0时刻，施加第一控制电压于第一开关单元30上，第一开关单元30导通，第一电磁铁13通电产生电磁场并对第一动触件12产生吸力，弹性件14发生弹性变形（呈拉伸状态）并随第一动触件12一起向靠近第一电磁铁13的方向移动，使得第一动触件12与第二动触件26分离；经过t1时间段，第一动触件12与第一电磁铁13的铁芯抵触。
于t0+t1时刻，施加第二控制电压于第二开关单元40上，第二电磁铁25通电产生电磁场并对第二动触件26产生吸力，第二动触件26沿水平方向向靠近第二电磁铁25的方向移动；经过t2时间段，第二动触件26的自由端与第二电磁铁25的铁芯抵触。
于t0+t1+t2时刻，停止施加第一控制电压于第一开关单元30上，第一开关单元30处于断开状态，第一电磁铁13断电，第一动触件12在弹性件14的弹性回复力的作用下沿垂直方向向远离第一电磁铁13的方向移动；经过t3时间段，弹性件14恢复原状，第一动触件12的自由端外露出第一开口11。
于t0+t1+t2+t3时刻，停止施加第二控制电压于第二开关单元40上，第二开关单元40处于断开状态，第二电磁铁25断电，第二动触件26在其弹性回复力的作用下沿水平方向向远离第二电磁铁25的方向移动；经过t4时间段，第二动触件26的自由端与第一动触件12抵触并电性连接。其中，在t1及t2时间段，第一电磁铁13保持通电状态；在t2及t3时间段，第二电磁铁25保持通电状态。
请参阅图4及图5，第一电磁铁13包括第一输入端131及第二输入端132，第一输入端131连接电源输入端50。第一开关单元30包括第一三极管Q1及第一二极管D1，第一三极管Q1的基极用于接收第一控制电压，集电极连接第二输入端132，发射极接地，第一二极管D1的阳极连接第一三极管Q1的集电极，阴极连接电源输入端50。第二电磁铁25包括第三输入端151及第四输入端152，第三输入端151连接电源输入端50，该第二开关单元40包括第二三极管Q2及第二二极管D2，第二三极管Q2的基极用于接收第二控制电压，集电极连接第四输入端152，发射极接地，第二二极管D2的阳极连接第二三极管Q2的集电极，阴极连接电源输入端50。当第一控制电压施加于第一三极管Q1的基极时，第一三极管Q1导通，第一电磁铁13的第二输入端132接地，电源输入端50提供的电压给第一电磁铁13供电。当第二控制电压施加于第二三极管Q2的基极时，第二三极管Q2导通，第二电磁铁25的第四输入端152接地，电源输入端50提供的电压给第二电磁铁25供电。
上述继电器1，只需要持续施加第一控制电压给三极管Q1的基极或持续施加第二控制电压给三极管Q2的基极，使第一电磁铁13或第二电磁铁26通电，即可使第一动触件12与第二动触件26分离，使继电器1的输出端60停止输出电压。而只要停止施加第一控制电压给三极管Q1的基极及停止施加第二控制电压给三极管Q2的基极，即可使第一动触件12与第二动触件26电性连接，使继电器1的输出端60输出电压。对于长时间需要使继电器1的输出端60输出电压的应用来说，由于不需要持续施加电压给三极管Q1及Q2的基极，明显节省了电能消耗。
如图6所示，为一较佳实施方式的控制上述继电器1的方法400，初始状态时，第一动触件12与第二动触件26电性连接，该方法400包括如下步骤：
步骤S402，于t0时刻，施加第一控制电压于第一开关单元30上，第一开关单元30导通，第一电磁铁13通电产生电磁场并对第一动触件12产生吸力，弹性件14发生弹性变形并随第一动触件12一起向靠近第一电磁铁20的方向移动，使得第一动触件12与第二动触件26分离；经过t1时间段，第一动触件12与第一电磁铁13的铁芯抵触。
步骤S404，于t0+t1时刻，施加第二控制电压于第二开关单元40上，第二电磁铁通电产生电磁场并对第二动触件26产生吸力，第二动触件26沿水平方向向靠近第二电磁铁25的方向移动；经过t2时间段，第二动触件26的自由端与第二电磁铁25的铁芯抵触。
步骤S406，于t0+t1+t2时刻，停止施加第一控制电压于第一开关单元30上，第一开关单元30处于断开状态，第一电磁铁13断电，第一动触件12在弹性件14的弹性回复力的作用下沿垂直方向向远离第一电磁铁13的方向移动；经过t3时间段，弹性件14恢复原状，第一动触件12的自由端外露出第一开口11。
步骤S408，于t0+t1+t2+t3时刻，停止施加第二控制电压于第二开关单元40上，第二开关单元40处于断开状态，第二电磁铁25断电，第二动触件26在其弹性回复力的作用下沿水平方向向远离第二电磁铁25的方向移动；经过t4时间段，第二动触件26的自由端与第一动触件12抵触并电性连接。
其中，在t1及t2时间段，第一电磁铁13保持通电状态；在t2及t3时间段，第二电磁铁25保持通电状态。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种继电器，其特征在于：该继电器包括承载体、电源输入端、第一动触件、第二动触件、第一开关单元、第一电磁铁及弹性件，该弹性件的一端固定于承载体上，另一端固定于第一动触件上，该第一动触件连接电源输入端，该第二动触件连接继电器的输出端，该第一动触件及第二动触件均由导电材料制成；初始状态时，第一动触件与第二动触件电性接触；该电源输入端提供的电压通过第一开关单元给第一电磁铁供电，当施加第一控制电压于第一开关单元时，第一开关单元导通，第一电磁铁通电并对第一动触件产生吸力，该弹性件发生弹性变形并随第一动触件一起向靠近第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件分离；当停止施加第一控制电压于第一开关单元时，第一开关单元截止，第一电磁铁停止对第一动触件产生吸力，该第一动触件在弹性件的弹性回复力的作用下向远离第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件电性接触，使继电器的输出端输出电压。
2.如权利要求1所述的继电器，还包括：第二开关单元及第二电磁铁，该第一动触件沿垂直方向向靠近或远离第一电磁铁的方向移动，该电源输入端提供的电压通过第二开关单元给第二电磁铁供电，当施加第二控制电压于第二开关单元时，第二开关单元导通，第二电磁铁通电并对第二动触件产生吸力，第二动触件发生弹性变形并沿水平方向向靠近第二电磁铁的方向移动；当停止施加第二控制电压于第二开关单元时，第二开关单元截止，第二电磁铁停止对第二动触件产生吸力，第二动触件在其弹性回复力的作用下沿水平方向向远离第二电磁铁的方向移动直至与第一动触件抵触并电性连接。
3.如权利要求2所述的继电器，还包括：中空的第二壳体，该承载件为中空的第一壳体，该第二壳体的高度大于第一壳体，第一壳体的顶面开设有第一开口，第一电磁铁固定于第一壳体的底面，该弹性件的固定端固定于第一壳体的顶面上，该第一动触件的自由端外露出第一开口，该第一动触件的固定端固定于弹性件的自由端，第二电磁铁设置于第二壳体内，该第二壳体包括与第一壳体相邻的第一侧面及与第一侧面连接的第二侧面，第一侧面上高于第一壳体的顶面的部分开设有第二开口，该第二电磁铁的铁芯部分外露出第二开口，该第二动触件的固定端固定于第二侧面上高于第一壳体的顶面的部分，该第二动触件的自由端相对于第二动触件的固定端向靠近第一侧面的方向延伸。
4.如权利要求3所述的继电器，其特征在于：该第一壳体及第二壳体均呈长方体结构，该第二动触件的自由端与第二动触件的固定端之间形成一钝角，该第二动触件的自由端与第一侧面之间形成一锐角。
5.如权利要求3所述的继电器，其特征在于：该弹性件的固定端固定于该第一开口的边缘，该第一动触件的自由端穿过弹性件后外露出第一开口，该第一动触件的固定端与弹性件的自由端固定连接。
6.如权利要求2所述的继电器，其特征在于：该第一电磁铁包括第一输入端及第二输入端，该第一输入端连接电源输入端，该第一开关单元包括第一三极管及第一二极管，该第一三极管的基极用于接收第一控制电压，集电极连接第二输入端，发射极接地，第一二极管的阳极连接第一三极管的集电极，阴极连接电源输入端；该第二电磁铁包括第三输入端及第四输入端，该第三输入端连接电源输入端，该第二开关单元包括第二三极管及第二二极管，该第二三极管的基极用于接收第二控制电压，集电极连接第四输入端，发射极接地，第二二极管的阳极连接第二三极管的集电极，阴极连接电源输入端。
7.如权利要求2所述的继电器，其特征在于，该第一电磁铁与第二电磁铁的通电及断电过程描述如下：在t0时刻，第一电磁铁通电，第一动触件向靠近第一电磁铁的方向移动，经过t1时间段，第一动触件与第一电磁铁的铁芯抵触；在t0+t1时刻，第二电磁铁通电，第二动触件向靠近第二电磁铁的方向移动，经过t2时间段，第二动触件与第二电磁铁的铁芯抵触；在t0+t1+t2时刻，第一电磁铁断电，第一动触件向远离第一电磁铁的方向移动，经过t3时间段，弹性件恢复原状，第一动触件外露出第一开口；在t0+t1+t2+t3时刻，第二电磁铁断电，第二动触件向远离第二电磁铁的方向移动，经过t4时间段，第二动触件与第一动触件抵触并电性连接；其中，在t1及t2时间段，第一电磁铁保持通电状态；在t2及t3时间段，第二电磁铁保持通电状态。
8.一种控制继电器的方法，该继电器包括承载体、弹性件、电源输入端、第一动触件、第二动触件、第一电磁铁及第一开关单元，该电源输入端提供的电压通过第一开关单元给第一电磁铁供电，该第一动触件连接电源输入端，该第二动触件连接继电器的输出端，该第一动触件及第二动触件均由导电材料制成；该弹性件的一端固定于该承载体上，另一端固定于第一动触件上；初始状态时，第一动触件与第二动触件电性接触；该方法包括如下步骤：
施加第一控制电压于第一开关单元上，第一开关单元导通，第一电磁铁通电并对第一动触件产生吸力，该弹性件发生弹性变形并随第一动触件一起向靠近第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件分离；
停止施加第一控制电压于第一开关单元上，第一开关单元截止，第一电磁铁停止对第一动触件产生吸力，该第一动触件在弹性件的弹性回复力作用下向远离第一电磁铁的方向移动，使得第一动触件与第二动触件电性接触，使该继电器的输出端输出电压。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该继电器还包括第二电磁铁及第二开关单元，电源输入端提供的电压通过第二开关单元给第二电磁铁供电，该第一动触件沿垂直方向向靠近或远离第一电磁铁的方向移动，该方法还包括如下步骤：
施加第二控制电压于第二开关单元上，第二开关单元导通，第二电磁铁通电并对第二动触件产生吸力，该第二动触件发生弹性变形并沿水平方向向靠近第二电磁铁的方向移动；
停止施加第二控制电压于第二开关单元上，第二开关单元截止，第二电磁铁停止对第二动触件产生吸力，该第二动触件在其弹性回复力的作用下沿水平方向向远离第二电磁铁的方向移动直至与第一动触件抵触并电性连接。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：于t0时刻，施加第一控制电压于第一开关单元上，第一电磁铁通电，第一动触件向靠近第一电磁铁的方向移动，经过t1时间段，第一动触件与第一电磁铁的铁芯抵触；于t0+t1时刻，施加第二控制电压于第二开关单元上，第二电磁铁通电，第二动触件向靠近第二电磁铁的方向移动，经过t2时间段，第二动触件与第二电磁铁的铁芯抵触；于t0+t1+t2时刻，停止施加第一控制电压于第一开关单元上，第一电磁铁断电，第一动触件向远离第一电磁铁的方向移动，经过t3时间段，弹性件恢复原状，第一动触件外露出第一开口；于t0+t1+t2+t3时刻，停止施加第二控制电压于第二开关单元上，第二电磁铁断电，第二动触件向远离第二电磁铁的方向移动，经过t4时间段，第二动触件与第一动触件抵触并电性连接；其中，在t1及t2时间段，第一电磁铁保持通电状态；在t2及t3时间段，第二电磁铁保持通电状态。
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