CN103107046A - 继电器驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种继电器驱动电路，其通过N个继电器线圈相耦接，并由其中一继电器耦接一驱动电源；一开关控制电路耦接第二继电器与一参考电位，用以控制该些继电器的导通/截止；一驱动控制电路系耦接该些继电器，用以控制该些继电器激磁。本发明通过驱动控制电路使继电器的线圈于激磁后，使单一线圈电压降低到N分之一驱动电压，如此将可降低继电器上线圈的功率消耗，进而提高继电器使用寿命及可靠度。

Description

继电器驱动电路

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，特别是指一种继电器驱动电路。

背景技术

电子装置在一些特定的应用中，基于安全上的考量，必须将输出回路和电子装置完全断开，以市电并联型太阳能发电系统为例，因为发电系统输出和市电并联，所以，当发生安全性疑虑或发电系统异常故障时，必须迅速将发电系统和市电隔离，因此发电系统和市电之间的并联开关装置必须有能力将市电的火线及地线同时断开，并且提供足够高的电气隔离，以避免系统和人员发生危险。

基于上述，现今业者系提供继电器来解决上述的问题，继电器可以提供足够高的绝缘阻抗，及相对于半导体电子开关更高的操作稳定性及可靠度，甚至在一些国际安全规范中，明订机械式继电器是必备的安全装置，并考量安全性的备援(redundancy)，必须有2组以上保护回路，可以独立的将市电的火线与地线同时断开，以单相系统为例，需要4颗继电器，而3相系统中甚至需要多达12颗继电器，因此，继电器的性能，往往左右该系统的使用寿命及可靠度，而这其中的关键在于继电器的功率损耗及线圈操作温度。

现今一般对于降低继电器功率损耗的作法有数种，首先，第一种作法为使用电阻串联继电器线圈来达到降低线圈电压，其动作原理为当继电器线圈开始导通瞬间，因为电容电压还未建立，所以继电器的线圈电压将等于驱动电压，之后随着电容电压的上升，线圈电压亦随的降低，直到线圈电压及电流达到平衡后电路进入稳态，此时线圈电压将等于驱动电压减去电阻上的跨压，因为线圈电压的降低使得继电器功率损耗可以减少，就电路设计的考量，电阻值的选取必须在线圈最低保持电压(即继电器维持接点闭合的最低电压)及线圈功率损耗之间作取舍，当电阻越大时，线圈电压将会越低，但过低的线圈电压会使得簧片接触阻抗越大甚至使得接点断开，此种作法虽然简单但仍会有电阻损耗的问题，所以仅对继电器功率损耗降低有帮助，对于系统整体损耗并无太大的助益。

第二种降低线圈功率损耗的作法是通过外加一较低保持电压来达到这样的目的，如同先前的假设电容在继电器导通前不具有电荷，因此当驱动讯号使得继电器导通瞬间，其线圈电压将等于驱动电压，此相较于保持电压更高的电位将促使继电器迅速导通，紧接着电容逐渐储能，线圈电压渐渐降低，直到线圈电压被保持电压嵌位住，保持电压必须较线圈电压最低保持电压高，才能使继电器维持接点闭合状态，相较于第一种串联电阻驱动的作法，少了电阻的损耗且仅需考量保持电压电位的大小，但缺点是需新增一组电源将增加电路的成本与复杂度。

再另一种降低线圈功率损耗的驱动方式是在原本驱动回路上增加一高频开关，若我们定义高频开关的导通时间对应切换周期的比率为工作周期，如此，改变工作周期将等于改变继电器驱动电流，通过降低驱动的平均电流来达到降低功率损耗的目的，此种驱动方式虽然简单易于调整，但需要增加一高频讯号产生电路而增加电路的成本与复杂度。

有鉴于此，本发明提出一种继电器驱动电路，其改善现有驱动电路的问题，减少电路复杂度并降低继电器线圈的功率损耗，提高继电器使用寿命及可靠度。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种低功率损耗继电器驱动电路，利用本发明所提出的方法降低线圈电压，并进而减少继电器线圈功率消耗与操作温度，来达到提高继电器使用寿命及可靠度的目地。

本发明的技术方案：一种继电器驱动电路，其包含：

复数继电器，其线圈耦接一电源，该电源供应一驱动电压至该些继电器的线圈，该些继电器的线圈相互耦接；

一开关控制电路，其耦接该些继电器的线圈与一参考电位，并依据一驱动讯号控制该些继电器的线圈导通或截止；以及

一驱动控制电路，其耦接该些继电器的线圈，并控制该些继电器的线圈激磁，且该驱动控制电路控制该些继电器的线圈的电压准位分别大于等于N分之一该驱动电压并小于等于该驱动电压，其中N为该些继电器的数量，且N大于1。

本发明中，其中该开关控制电路包含：

一电阻，其一端接收该驱动讯号；以及

一开关单元，其一第一端耦接该电阻的另一端，该开关单元之一第二端耦接该些继电器之一第二继电器的线圈，该开关单元之一第三端耦接至该参考电位。

本发明中，更包含：

一第一二极管，其一端耦接该些继电器之一第一继电器的线圈，该第一二极管的另一端耦接该些继电器之一第二继电器的线圈；以及

一第二二极管，其一端耦接至该电源与该驱动控制电路，该第二二极管的另一端耦接至该第一继电器的线圈。

本发明中，其中该驱动控制电路包含：

一电容，其一端耦接至该些继电器的线圈；

一偏压单元，其耦接该开关控制电路；

一第一开关单元，其一第一端耦接该偏压单元，该第一开关单元之一第二端耦接该电容的另一端，该第一开关单元之一第三端耦接该偏压单元；以及

一第二开关单元，其一第一端耦接至该偏压单元，该第二开关单元之一第二端耦接至该电源，该第二开关单元之一第三端耦接至该电容与该第一开关单元之间，该第一开关单元与该第二开关单元依据该偏压单元与该开关控制单元控制该电容储存该电源之一驱动电压，以结合该电源所供应的该驱动电压，而控制该些继电器的线圈的电压准位分别大于等于N分之一该驱动电压并小于等于该驱动电压。

本发明中，其中该偏压单元包含：

一第一电阻，其一端耦接该开关控制电路；

一第二电阻，其一端耦接该第一电阻的另一端，该第一电阻与该第二电阻之间耦接该第一开关单元的该第一端，该第二电阻的另一端耦接至该参考电位；以及

一第三电阻，其一端耦接至该第一电阻的一端，该第三电阻的另一端耦接至该第二开关单元的该第一端。

本发明中，其中该驱动控制电路包含：

一偏压单元，其耦接该电源；

一第一开关单元，其一第一端耦接该偏压单元，该第一开关单元之一第二端耦接该电源与该些继电器之一第一继电器，该第一开关单元之一第三端耦接该些继电器之一第二继电器之一端；以及

一第二开关单元，其一第一端耦接一控制讯号，该第二开关单元之一第二端耦接该第一继电器之另一端与该偏压单元，该第二开关单元之一第三端耦接至该参考电位，该第一开关单元与该第二开关单元依据该控制讯号驱使该第一继电器与该第二继电器的线圈形成一串联电路或一并联电路，而控制该些继电器的线圈的电压准位分别大于等于N分之一该驱动电压并小于等于该驱动电压。

本发明中，其中该偏压单元包含：

一第一电阻，其一端耦接该电源；以及

一第二电阻，其一端耦接该第一电阻的一端，该第一电阻与该第二电阻的间耦接至该第一开关单元的该第一端，该第二电阻的另一端耦接至该第二开关单元的该第二端。

本发明中，更包含：

一二极体，其一端耦接至该第一继电器的线圈与该第二开关单元的该第二端，该二极管的另一端耦接至该第二继电器的线圈。

本发明中，其中该驱动控制电路更包含：

一偏压单元，其耦接该电源；

一第一开关单元，其一第一端耦接该偏压单元，该第一开关单元之一第二端耦接该电源与该些继电器之一第一继电器的线圈，该第一开关单元之一第三端耦接该些继电器之一第二继电器的线圈；

一时间控制单元，其耦接于该开关控制电路，并依据该驱动讯号产生一时间控制讯号；以及

一第二开关单元，其一第一端耦接该时间控制单元，该第二开关单元之一第二端耦接该第一继电器的线圈与该偏压单元，该第二开关单元之一第三端耦接至该参考电位，该第一开关单元与该第二开关单元依据该时间控制讯号驱使该第一继电器与该第二继电器的线圈形成一串联电路或一并联电路，而控制该些继电器的线圈的电压准位分别大于等于N分之一该驱动电压并小于等于该驱动电压。

本发明中，其中该偏压单元包含：

一第一电阻，其一端耦接该电源；以及

一第二电阻，其一端耦接该第一电阻的一端，该第一电阻与该第二电阻的间耦接至该第一开关单元的该第一端，该第二电阻的另一端耦接至该第二开关单元的该第二端。

本发明中，其中该时间控制单元包含：

一电容，其一端接收该驱动讯号；

一第一电阻，其一端耦接该第二开关单元的该第一端，该第一电阻耦接该电容的另一端；以及

一第二电阻，其一端耦接该第一电阻的一端，该第二电阻的另一端耦接该参考电位。

本发明中，更包含：

一二极体，其一端耦接至该第一继电器的另一端与该第二开关单元的该第二端，该二极管的另一端耦接至该第二继电器的一端。

本发明具有的有益效果：本发明系提供一种继电器驱动电路，其包含复数继电器、一开关控制电路与一驱动控制电路。该些继电器的线圈耦接一电源，且该些继电器的线圈相互耦接；开关控制电路耦接第二继电器与一参考电位，并依据一驱动讯号控制该些继电器的线圈导通/截止；驱动控制电路耦接该些继电器，并控制该些继电器激磁(线圈通过电流产生磁力)状态，利用N个继电器线圈串接驱动电源，继电器线圈电压将均分驱动电压的特性，来使得单一继电器线圈电压准位将等于N分之一该驱动电压，其中N为该些继电器的数量。藉此降低继电器激磁线圈的功率损耗，进一步提高继电器使用寿命及可靠度。

附图说明

图1A为本发明的一实施例的电路图；

图1B为本发明的一实施例的波形示意图；

图2A为本发明的另一实施例的电路图；

图2B为本发明的另一实施例的波形示意图；

图3A为本发明的另一实施例的电路图；以及

图3B为本发明的另一实施例的波形示意图。

【图号对照说明】

10     继电器驱动电路    12     驱动控制电路

122    偏压单元          14     开关控制电路

20     继电器驱动电路    22     开关控制电路

24     驱动控制电路      242    偏压单元

30     继电器驱动电路    32     开关控制电路

34     驱动控制电路      342    偏压单元

36     时间控制单元      C1     电容

Q1     第一开关单元      Q2     第二开关单元

Q3     第三开关单元      R1     电阻

R2     电阻              R3     电阻

R4     电阻              Rlycoil线圈电压

Vcoil  线圈电压

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

请参阅图1A与图1B，其为本发明的一实施例的电路图及波形示意图。如图所示，本发明的继电器驱动电路10系包含复数继电器、一驱动控制电路12与一开关控制电路14，其中本实施例的该些继电器系以一第一继电器Rly1、一第二继电器Rly2作为举例说明。驱动控制电路12包含一第一开关单元Q1、一第二开关单元Q2、一电容C1与一偏压单元122，其中偏压单元122包含复数电阻R2、R3、R4；开关控制电路14包含一第三开关单元Q3与一电阻R1。此外，本实施例的驱动电路更进一步包含一第一二极管D1与一第二二极管D2。

第二极体D2阳极及第二开关单元Q2的第三端(射极)连接驱动电源Vdd，第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈串接，由第一继电器Rly1耦接至第二二极管D2的阴极及电容器C1，并由第二继电器Rly2经第三开关单元Q3连接到一参考电位(本实施例为一接地电位)达成串联驱动的作用；驱动控制电路12耦接第一继电器Rly1与第二继电器Rly2，其中，电容C1系耦接至第一继电器Rly1与第一开关单元Q1的一第二端(汲极)，偏压单元122的电阻R2、R3耦接开关控制电路14，亦即耦接至第三开关单元Q3的第三端(集极)，第一开关单元Q1之一第一端(闸极)耦接偏压单元122的电阻R2、R3之间，第一开关单元Q1之一第三端(源极)耦接偏压单元122的电阻R3及参考电位，第二开关单元Q2之一第一端耦接至偏压单元122的电阻R4，第三开关单元Q3之一第二端(集极)耦接至第二继电器Rly2，第二开关单元Q2之一第二端(集极)耦接至电容C1与第一开关单元Q1之间。

承接上述，开关控制电路14耦接该第二继电器与一参考电位，并依据一驱动讯号Vdr控制第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的导通/截止，其中，电阻R1系一端接收一驱动讯号以及另一端耦接第三开关单元Q3之一第一端(基极)，第三开关单元Q3之一第二端(集极)耦接第二继电器Rly2，第三开关单元Q3之一第三端(射极)耦接至参考电位。此外，本实施例的驱动控制电路12为一倍压电路，偏压单元122、第一开关单元Q1、第二开关单元Q2与电容C1，利用充电帮浦(charge pump)的原理，将瞬时驱动电压提升为驱动电压Vdd的2倍，亦即让节点电压VB的瞬时电压呈现2倍驱动电压Vdd。

再者，第一二极管D1为飞轮二极管(freewheeling diode)，其一端耦接第一继电器Rly1的线圈，第一二极管D1的另一端耦接第二继电器Rly2的线圈，以提供一路径在第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈于截止瞬间将线圈的储能释放，避免线圈于瞬间电流di/dt的能量所产生的高压超过第三开关单元Q3的电压额定而烧燬，第二二极管D2为一阻隔二极管(blocking diode)，其一端耦接至该驱动电源Vdd与该驱动控制电路12，而另一端耦接至该第一继电器Rly1，其作用为使得驱动控制电路12在瞬时驱动期间可以将驱动电压Vdd和第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈隔开。

在驱动讯号Vdr还未产生时，驱动讯号Vdr的电压系保持在低位准，此时第三开关单元Q3截止，第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈无法对驱动电压Vdd构成回路，所以视同断路；第三开关单元Q3的集极(collector)的电压系相当于驱动电压Vdd，透过偏压单元122的电阻R2、R3使第一开关单元Q1导通，如此驱动电压Vdr将透过第二二极管D2、电容C1、第一开关单元Q1构成一回路，驱动电压Vdd将对电容C1储能，直到电容C1的电压等于驱动电位Vdd，第一开关单元Q1的导通期间也因为第三开关单元Q3的汲极的高位准使得Q2截止，当电容C1储能完毕后所有原件都保持在截止状态，此时驱动电路10将无任何损耗。

接续上述，直到驱动讯号Vdr由低凖位转态到高准位，第三开关单元Q3将随的导通，此时第三开关单元Q3的汲极电位由原先驱动电压准位Vdd逐渐降低到第三开关单元Q3饱和电位Vce(sat)，期间将匹配偏压单元122的电阻R2、R3及R4使得第三开关单元Q3导通时，第一开关单元Q1的导通量逐渐降低而原先截止的第二开关单元Q2的导通量逐渐增加，直到第一开关单元Q1完全截止，而第二开关单元Q2完全导通，此时第二开关单元Q2进入饱和状态，第二开关单元Q2的射集极电位Vec维持饱和电压Vec(sat)约为0.2～0.3V，由回路的关系得知此时第二开关单元Q2的汲极为Vdd-Vec(sat)，如前所叙前一个状态电容C1的稳态电压为Vdd。

如图1B所示，节点电压VB的电位在驱动讯号Vdr由低凖位转态到高准位瞬间，将等于电容C1的稳态电压加上第二开关单元Q2的汲极电压为2Vdd-Vec(sat)，若不考虑饱和电压，节点电压VB将等于驱动电压Vdd的2倍电压，因线圈经第三开关单元Q3串接到地，所以第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈电压Vcoil在导通瞬间分别约等于驱动电位Vdd。在电路设计时，驱动电压Vdd的选取必须满足大于等于激磁线圈最低动作电压(即足够让继电器线圈激磁，接点导通的电压)，方能使得此串联驱动回路得以动作，因此让第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈激磁而闭合簧片。第二二极管D2的作用为阻隔电容C1的能量灌回驱动电源Vdd，在第二二极管D2截止期间，电容C1的储能不断释放能量至第一继电器Rly1与第二继电器Rly2，随着电容C1所释放的能量的不断减少，节点电压VB的电压值亦随的逐渐下降，直到电容C1的储能释放完毕时，第二二极管D2即会进入导通状态，同时，节点电压VB约略等于驱动电压Vdd，若不考虑第三开关单元Q3的饱和电压，第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈电压Vcoil分别约等于Vdd/2，随后驱动电路进入稳态，第三开关单元Q3维持导通，而第二开关单元Q2与第一开关单元Q1保持截止，此时驱动控制电路12将无任何功率损耗，在电路设计时，必需确保Vdd/2大于等于继电器最低保持电压方可维持继电器接点导通，直到驱动讯号Vdr的状态改变，才会重复前叙动作。如此，用以降低继电器Rly1、Rly2的线圈稳态功率消耗，因而降低继电器Rly1、Rly2的线圈的温度，提高继电器使用寿命及可靠度。

上述实例为2个继电器Rly1、Rly2激磁线圈串联，并搭配驱动控制电路12，亦即倍压电路，来完成继电器Rly1、Rly2的驱动回路，但基于同样的精神，本实施例可以拓展到单一或复数个继电器激磁线圈串联的应用。

请参阅图2A与图2B，其为本发明的另一实施例的电路图与波形示意图。如图所示，本发明的继电器驱动电路20系包含一第一继电器Rly1、一第二继电器Rly2、一开关控制电路22与一驱动控制电路24。开关控制电路22包含一第一开关单元Q1与一电阻R1；驱动控制电路24包含一第二开关单元Q2、一第三开关单元Q3与一偏压单元242以及一电阻R2，其中偏压单元242包含复数电阻R3、R4。此外，本实施例的驱动电路20更进一步包含一第一二极管D1。

第一继电器Rly1接收电源的驱动电压Vdd，第二继电器Rly2耦接第一继电器Rly1；开关控制电路22耦接第二继电器Rly2与一参考电位，依据一驱动讯号Vdr控制第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的导通/截止，其中，电阻R1系耦接驱动讯号Vdr，第一开关单元Q1之一第一端系耦接电阻R1，第一开关单元Q1之一第二端系耦接第二继电器Rly2，第一开关单元Q1之一第三端(射极)系耦接至一参考电位，因此第一开关单元Q1依据驱动讯号Vdr控制第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的导通/截止；驱动控制电路24耦接第一继电器Rly1与第二继电器Rly2，其中，偏压单元242的电阻R3的一端耦接驱动电压Vdd，第二开关单元Q2之一第一端(基极)系耦接偏压单元242的偏压单元242的电阻R3与电阻R4之间，第二开关单元Q2之一第二端耦接驱动电源Vdd与第一继电器Rly1，第二开关单元Q2之一第三端耦接第二继电器Rly2；第三开关单元Q3之一第一端系经电阻R2接收一控制讯号Vps，第三开关单元Q3之一第二端耦接第一继电器Rly1与偏压单元242的电阻R4的另一端，第三开关单元Q3之一第三端耦接至该参考电位，且第二开关单元Q2与第三开关单元Q3依据控制讯号Vps驱使第一继电器Rly1与第二继电器Rly2形成一串联电路或一并联电路。

第一继电器Rly1、第一二极管D1、第二继电器Rly2与第一开关单元Q1形成串联的电性连接，此外，第一继电器Rly1、第二继电器Rly2之间连接第一二极管D1，以达到稳态的需求。驱动控制电路24，即第二开关单元Q2与偏压单元242的电阻R3R4以及第三开关单元Q3与电阻R2形成一个变换继电器激磁线圈组态的机制，并搭配驱动讯号Vdr及控制讯号Vps，来达到瞬间瞬时激磁驱动，稳态降压保持的目的。

首先将如同前一个实例的假设，驱动开始前驱动讯号及控制讯号维持低位准，因此第一开关单元Q1、第二开关单元Q2与第三开关单元Q3保持截止，直到驱动讯号Vdr及控制讯号Vps转态为高准位，此时第一开关单元Q1及第三开关单元Q3导通，又因第三开关单元Q3的第二端和偏压单元242的电阻R4连接，所以第三开关单元Q3的第二端于导通时的低准位电压驱使第二开关单元Q2也导通，由于并联回路的关系，可获得第一继电器Rly1的线圈电压为驱动电压vdd减去第三开关单元Q3的饱和电压Vce(sat)，若忽略饱和电压可以得到第一继电器Rly1的线圈电压等于驱动电压Vdd；同理，由于第二开关单元Q2及第一开关单元Q1的导通，第二继电器Rly2线圈电压等于驱动电压Vdd减去第二开关单元Q2与第一开关单元Q1的饱和电压Vec(sat)及Vce(sat)，忽略饱和电压同样可以得到，第二继电器Rly2线圈电压等于驱动电压Vdd，因此在这个阶段第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈等于和驱动电压并联，其中，驱动电压Vdd至少必须大于继电器最低动作电压，才可以达到驱动的作用，线圈将被激磁，以闭合簧片。待继电器Rly1、Rly2激磁，簧片闭合后，控制讯号Vps将由高准位转态为低准位，第三开关单元Q3将随的截止，此时适当选取偏压单元242的电阻R3R4使得第二开关单元Q2在第三开关单元Q3截止后随的截止，因此继电器Rly1、Rly2的磁线圈由并联电路的状态回复到串联电路的状态，此时继电器Rly1、Rly2的线圈电压将均分驱动电压Vdd，以此例来说继电器Rly1、Rly2的线圈电压将等于驱动电压Vdd的一半，确保此电压大于等于继电器最低保持电压，将可使接点维此导通，通过降低线圈稳态电压来达到降低继电器Rly1、Rly2的线圈功率消耗，因而降低继电器Rly1、Rly2的线圈温度，提高继电器使用寿命及可靠度。

如图2B所示，为开关控制电路驱动讯号Vdr及驱动控制电路控制讯号Vps，所对应的相位示意图。

请参阅图3A与图3B，为本发明的另一实施例的电路图与波形示意图。其中图2A与图3A的差异在于图2A的第三开关单元Q3经电阻R2耦接一控制讯号Vps，图3A的第三开关单元Q3耦接一时间控制单元36。如图所示，本发明的继电器驱动电路30系包含一第一继电器Rly1、一第二继电器Rly2、一开关控制电路32与一驱动控制电路34。开关控制电路32包含一第一开关单元Q1与一电阻R1；驱动控制电路34包含一第二开关单元Q2、一第三开关单元Q3与一偏压单元342，其中偏压单元342包含复数电阻R3、R4；时间控制单元36包含电容C1与复数电阻R2、R5。此外，本实施例的驱动电路20更进一步包含一第一二极管D1。

本实施例的第一继电器Rly1、第二继电器Rly2与开关控制电路32同于前一实施例的第一继电器Rly1、第二继电器Rly2与开关控制电路22，因此本实施例对于连接关系不再赘述；驱动控制电路耦接第一继电器Rly1与第二继电器Rly2，其中，偏压单元342耦接驱动电源Vdd，第二开关单元Q2之一第一端系耦接偏压单元342，第二开关单元Q2之一第二端耦接驱动电源Vdd与第一继电器Rly1，第二开关单元Q2之一第三端耦接第二继电器Rly2及第一二极体阴极，第三开关单元Q3之一第一端系耦接时间控制单元36，亦即第三开关单元Q3的第一端耦接电阻R2、R5及电容C1，而电容C1耦接至驱动讯号Vdr，因此时间控制单元36依据驱动讯号Vdr产生一时间控制讯号，其即为电阻R2、R5所产生之一基射极电位Vbe，以供控制第三开关单元Q3，第三开关单元Q3之一第二端耦接第一继电器Rly1、第一二极管阳极与偏压单元342，第三开关单元Q3之一第三端耦接至参考电位，第二开关单元Q2与第三开关单元Q3依据时间控制讯号驱使第一继电器Rly1与第二继电器Rly2形成一串联电路或一并联电路。

再者，本实施例的继电器驱动电路30为本发明的另一个应用，其主要整合前一实施例的驱动讯号Vbr及控制讯号Vps，因此本实施例的继电器驱动电路30仅需一个驱动讯号Vbr，即可达到瞬时快速驱动，稳态降压维持的目的，图中新增的电容C1在驱动初期提供一个路径使得第三开关单元Q3可以同步与第一开关单元Q1同时导通，此时线圈等效为并联驱动，线圈电压为Vdd，而后驱动讯号将经由R2R5对电容C1储能，随着能量的上升，第三开关单元Q3基射极电位Vbe将随着下降，直到第三开关单元Q3截止，如同以上的叙述第二开关单元Q2将随的截止，那么此时第一继电器Rly1与第二继电器Rly2的线圈回复为串联驱动，通过调整电容C1的电容值可以调整线圈由并联回复到串连的时间。

图3B所示，为开关控制电路驱动讯号Vdr，第三开关单元Q3第一端点对应参考准位的电压Vbe及线圈电压Rly coil，所对应的相位示意图。

由以上实施例可知，继电器在驱动初期时以一较高的驱动电压，亦即驱动电压Vdd，使得继电器的线圈迅速激磁，以吸引继电器的簧片立刻闭合，随后利用继电器激磁线圈串联的特性，来均分驱动电压，使得激磁后的线圈电压降低，以上所述的继电器驱动电路皆以二继电器的线圈串联为例，但本发明不限于此，更可为更多组继电器的线圈串联使用，稳态之后线圈电压可有效降低，以上所述的实施例即降低为驱动电压Vdd的一半，假设将激磁线圈以电阻R来等效，继电器于激磁时的线圈功率损耗等于Vdd²/R，而激磁后的线圈电压降低，使线圈电压降低至驱动电压的一半，可以使得功率耗损仅剩原来损耗的1/4，所以可以大幅度降低线圈的温度，因此本发明具减少继电器及系统的功率损耗，降低继电器线圈操作温度，增加继电器的使用寿命等优点，且不需另外付出成本增加一组保持电位，也不需额外的控制器产生高频驱动回路。

以上实施例系以二继电器Rly1、Rly2做为举例说明，但本发明不限于此，更可视需求增加继电器的数量，亦即继电器的数量可设为N，且N大于1，驱动控制电路系控制该些继电器线圈的电压准位，于导通瞬间提供足够高的能量激磁线圈闭合簧片，随后利用上叙所阐述的原理，使得线圈电压降低为N分之一驱动电压，达到降低功率损耗的目的。

综上所述，本发明为一种继电器驱动电路，其利用驱动控制电路提供较高的电压至第一继电器线圈与第二继电器线圈所形成的串联回路，或使驱动电压与第一继电器及第二继电器的线圈形成并联回路，以让第一继电器与第二继电器的线圈瞬间激磁，并随后降低第一继电器与第二继电器的线圈电压，以降低第一继电器与第二继电器的线圈功率损耗，进而降低第一继电器与第二继电器的线圈温度，以提高第一继电器与第二继电器的使用寿命与可靠度。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.一种继电器驱动电路，其特征在于，其包含：

复数继电器，其线圈耦接一电源，该电源供应一驱动电压至该些继电器的线圈，该些继电器的线圈相互耦接；

一开关控制电路，其耦接该些继电器的线圈与一参考电位，并依据一驱动讯号控制该些继电器的线圈导通或截止；以及

一驱动控制电路，其耦接该些继电器的线圈，并控制该些继电器的线圈激磁，且该驱动控制电路控制该些继电器的线圈的电压准位分别大于等于N分之一该驱动电压并小于等于该驱动电压，其中N为该些继电器的数量，且N大于1。

2.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，其中该开关控制电路包含：

一电阻，其一端接收该驱动讯号；以及

一开关单元，其一第一端耦接该电阻的另一端，该开关单元的一第二端耦接该些继电器的一第二继电器的线圈，该开关单元的一第三端耦接至该参考电位。

3.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，更包含：

一第一二极管，其一端耦接该些继电器之一第一继电器的线圈，该第一二极管的另一端耦接该些继电器之一第二继电器的线圈；以及

一第二二极管，其一端耦接至该电源与该驱动控制电路，该第二二极管的另一端耦接至该第一继电器的线圈。

4.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，其中该驱动控制电路包含：

一电容，其一端耦接至该些继电器的线圈；

一偏压单元，其耦接该开关控制电路；

一第一开关单元，其一第一端耦接该偏压单元，该第一开关单元之一第二端耦接该电容的另一端，该第一开关单元之一第三端耦接该偏压单元；以及

一第二开关单元，其一第一端耦接至该偏压单元，该第二开关单元之一第二端耦接至该电源，该第二开关单元之一第三端耦接至该电容与该第一开关单元之间，该第一开关单元与该第二开关单元依据该偏压单元与该开关控制单元控制该电容储存该电源之一驱动电压，以结合该电源所供应的该驱动电压，而控制该些继电器的线圈的电压准位分别大于等于N分之一该驱动电压并小于等于该驱动电压。

5.如权利要求4所述的继电器驱动电路，其特征在于，其中该偏压单元包含：

一第一电阻，其一端耦接该开关控制电路；

一第二电阻，其一端耦接该第一电阻的另一端，该第一电阻与该第二电阻的间耦接该第一开关单元的该第一端，该第二电阻的另一端耦接至该参考电位；以及

一第三电阻，其一端耦接至该第一电阻的一端，该第三电阻的另一端耦接至该第二开关单元的该第一端。

6.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，其中该驱动控制电路包含：

一偏压单元，其耦接该电源；

一第一开关单元，其一第一端耦接该偏压单元，该第一开关单元之一第二端耦接该电源与该些继电器之一第一继电器，该第一开关单元之一第三端耦接该些继电器之一第二继电器的一端；以及

一第二开关单元，其一第一端耦接一控制讯号，该第二开关单元之一第二端耦接该第一继电器的另一端与该偏压单元，该第二开关单元之一第三端耦接至该参考电位，该第一开关单元与该第二开关单元依据该控制讯号驱使该第一继电器与该第二继电器的线圈形成一串联电路或一并联电路，而控制该些继电器的线圈的电压准位分别大于等于N分之一该驱动电压并小于等于该驱动电压。

7.如权利要求6所述的继电器驱动电路，其特征在于，其中该偏压单元包含：一第一电阻，其一端耦接该电源；以及

一第二电阻，其一端耦接该第一电阻的一端，该第一电阻与该第二电阻之间耦接至该第一开关单元的该第一端，该第二电阻的另一端耦接至该第二开关单元的该第二端。

8.如权利要求6所述的继电器驱动电路，其特征在于，更包含：

一二极体，其一端耦接至该第一继电器的线圈与该第二开关单元的该第二端，该二极管的另一端耦接至该第二继电器的线圈。

9.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，其中该驱动控制电路更包含：

一偏压单元，其耦接该电源；

一第一开关单元，其一第一端耦接该偏压单元，该第一开关单元之一第二端耦接该电源与该些继电器之一第一继电器的线圈，该第一开关单元之一第三端耦接该些继电器之一第二继电器的线圈；

一时间控制单元，其耦接于该开关控制电路，并依据该驱动讯号产生一时间控制讯号；以及

一第二开关单元，其一第一端耦接该时间控制单元，该第二开关单元之一第二端耦接该第一继电器的线圈与该偏压单元，该第二开关单元之一第三端耦接至该参考电位，该第一开关单元与该第二开关单元依据该时间控制讯号驱使该第一继电器与该第二继电器的线圈形成一串联电路或一并联电路，而控制该些继电器的线圈的电压准位分别大于等于N分之一该驱动电压并小于等于该驱动电压。

10.如权利要求9所述的继电器驱动电路，其特征在于，其中该偏压单元包含：一第一电阻，其一端耦接该电源；以及

一第二电阻，其一端耦接该第一电阻的一端，该第一电阻与该第二电阻之间耦接至该第一开关单元的该第一端，该第二电阻的另一端耦接至该第二开关单元的该第二端。

11.如权利要求9所述的继电器驱动电路，其特征在于，其中该时间控制单元包含：

一电容，其一端接收该驱动讯号；

一第一电阻，其一端耦接该第二开关单元的该第一端，该第一电阻耦接该电容的另一端；以及

一第二电阻，其一端耦接该第一电阻的一端，该第二电阻的另一端耦接该参考电位。

12.如权利要求9所述的继电器驱动电路，其特征在于，更包含：

一二极体，其一端耦接至该第一继电器的另一端与该第二开关单元的该第二端，该二极管的另一端耦接至该第二继电器的一端。

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