CN104752099A - 一种继电器的驱动模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种继电器的驱动模块，包括：处理器，用于输出控制信号；脉冲发生电路，所述脉冲发生电路的输入端与所述处理器的输出端连接，用于接收所述控制信号并输出脉冲信号；开关控制电路，所述开关控制电路的信号输入端与所述脉冲发生电路的输出端连接，所述开关控制电路的输出端与继电器的输入端连接，用于接收所述脉冲信号并控制所述继电器通断；电源输入电路，与所述开关控制电路的电源输入端连接，用于对所述继电器进行供电。本发明的有益效果：可以实现继电器通电时间精确可控，避免了继电器内部线圈由于长时间通电发热导致线圈短路从而烧断，本发明大部分采用硬件控制，避免程序“跑飞”或进入“死循环”，较为安全可靠。

Description

一种继电器的驱动模块

技术领域

本发明涉及驱动模块，尤其涉及一种继电器的驱动模块。

 背景技术

电磁继电器可以实现远距离控制和自动化控制，电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成的，只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到工作电路导通、切断的目的。然而，很多电磁继电器都不适合长时间通电，因为长时间通电后，电磁继电器内部线圈会发热导致线圈短路从而烧断。此外，采用软件方式控制继电器的通电时间也不可靠，有时候一旦程序“跑飞”或者进入“死循环”不能正确返回，会造成输出端保持在“高”或“低”的状态，不能对工作电路进行有效的控制，若工作电路此时处于运行状态，那将导致无法预料的危险事故发生。

 发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可以实现电磁继电器通电时间精准可控的继电器驱动模块。

本发明是这样实现的：一种继电器的驱动模块，包括：处理器，用于输出控制信号；

脉冲发生电路，所述脉冲发生电路的输入端与所述处理器的输出端连接，用于接收所述控制信号并输出脉冲信号；

开关控制电路，所述开关控制电路的信号输入端与所述脉冲发生电路的输出端连接，所述开关控制电路的输出端与继电器的输入端连接，用于接收所述脉冲信号并控制所述继电器通断；

电源输入电路，与所述开关控制电路的电源输入端连接，用于对所述继电器进行供电。

进一步地，所述继电器的驱动模块还包括续流电路，所述续流电路与所述继电器的线圈并联，用于在所述线圈断电瞬间与所述线圈形成电流回路。

进一步地，所述续流电路采用肖特基二极管Q1。

进一步地，所述继电器的驱动模块还包括RC滤波电路，所述RC滤波电路与所述继电器的线圈并联，用于吸收所述线圈通电瞬间产生的高压脉冲尖峰。

进一步地，所述继电器的驱动模块还包括晶振电路，所述晶振电路与所述处理器连接。

进一步地，所述处理器包括CAN通信接口或USB通信接口。

进一步地，所述处理器采用STM32系列单片机。

进一步地，所述脉冲发生电路采用单稳态多谐振荡器。

进一步地，所述开关控制电路包括PMOS管、NPN型三极管、阻容器件、电阻R2及电阻R3，所述NPN型三极管的基极通过电阻R2接收脉冲发生电路输出的脉冲信号，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极通过电阻R3与所述PMOS管的栅极连接，所述PMOS管的源极通过保险丝与所述电源输入电路连接，所述PMOS管的漏极与所述继电器连接，所述阻容器件接在所述所述PMOS管的栅极与所述PMOS管的源极之间。

进一步地，所述电源输入电路包括电源转换芯片，用于对输入电源进行转换。

本发明的有益效果：可以实现电磁继电器通电时间可控，而且还能做到精确控制通电时间，避免了电磁继电器内部线圈由于长时间通电发热导致线圈短路从而烧断的情况，而且本发明大部分采用硬件控制，避免程序“跑飞”或进入“死循环”的情况，所以较为安全可靠。

 附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以从这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种继电器的驱动模块的原理框图；

图2本发明一种继电器的驱动模块的开关控制电路实施例的原理图；

图3为本发明一种继电器的驱动模块的脉冲发生电路实施例的原理图。

 具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

参考图1所示，本发明一种继电器的驱动模块包括处理器1、脉冲发生电路2、开关控制电路3、继电器4和电源输入电路5。所述处理器1的输出端与所述脉冲发生电路2的输入端连接，所述脉冲发生电路2的输出端与所述开关控制电路3的信号输入端连接，所述开关控制电路3的输出端与继电器4的输入端连接，所述电源输入电路5与所述开关控制电路3的电源输入端连接。所述处理器1输出控制信号传递给所述脉冲产生电路2，所述控制信号作为脉冲产生电路2的触发信号，在本实施例中，采用沿触发方式触发（可设计为上升沿或下降沿），使脉冲产生电路2输出一个脉冲宽度为Tw的脉冲信号，并把所述脉冲信号传递给开关控制电路3，该脉冲信号作为开关控制电路3的开关信号，所述开关控制电路3根据所述开关信号控制继电器4的通断，则继电器4通电时间将由所述脉冲信号的宽度Tw决定，电源输入电路5用于对所述继电器4进行供电。

该技术方案的有益效果：可以实现电磁继电器4通电时间可控，而且还能做到精确控制通电时间，避免了电磁继电器4内部线圈41由于长时间通电发热导致线圈41短路从而烧断的情况，而且本发明大部分采用硬件控制，避免软件控制方式程序“跑飞”或进入“死循环”的情况，所以较为安全可靠。

一并参考图2所示，本发明一种继电器的驱动模块进一步包括续流电路6，所述续流电路6采用肖特基二极管Q1，所述续流电路6与所述继电器4的线圈41并联，用于在所述线圈41断电瞬间与所述线圈41形成电流回路。

该技术方案的有益效果：在线圈41断电的瞬间，续流电路6与线圈41形成电流回路，反向电动势所储存的电能便会通过续流电路6释放，从而大大减小了对工作电路产生的干扰，还杜绝了反向电动势击穿烧毁电气元件的情况，使整个工作电路运行更加稳定，从而确保了生产，降低了生产、维修成本。

本发明一种继电器的驱动模块进一步包括RC滤波电路7，所述RC滤波电路7与所述继电器4的线圈41并联，RC滤波电路7由电阻R1与电容C1串联组成，用于吸收所述线圈41通电瞬间产生的高压脉冲尖峰。

本发明一种继电器的驱动模块进一步包括晶振电路8，所述晶振电路8与所述处理器1连接。虽然有些处理器内部带有晶振，但由于使用内部晶振时，时钟精准度不高，为了得到精准的时钟，以此外接晶振电路8。

所述处理器1包括CAN（控制器局域网络(Controller Area Network)）通信接口11或USB（通用串行总线（Universal Serial Bus））通信接口12，用于接收来至外部其他更高级处理器的命令，通信接口符合常用标准，所以具有较好的通用性，应用灵活。

所述处理器1采用STM32系列单片机，但不限于此。

参考图3所示，所述脉冲发生电路2采用单稳态多谐振荡器，单稳态多谐振荡器可选用SN74AHC123系列的集成芯片  Q3。在本实施例中，采用上升沿触发方式，处理器1输出的控制信号接到SN74AHC123的B输入端，该控制信号由STM32的I/O口提供，为一个单脉冲或多脉冲信号，脉冲数和宽度均不限，脉冲信号由SN74AHC123的Q端输出传递给开关控制电路3，利用单稳态多谐振荡器特性，其Q端输出的脉冲信号宽度Tw由电阻R5和电容C3决定。可见脉冲信号不受处理器1的影响。

参考图2所示，较佳实施方式中，所述开关控制电路3包括PMOS管P1、NPN型三极管Q2、电阻R2、电阻R3和阻容器件。所述NPN型三极管Q2的基极通过电阻R2接收脉冲发生电路2输出的脉冲信号，所述NPN型三极管Q2的发射极接地，所述NPN型三极管Q2的集电极通过电阻R3与所述PMOS管P1的栅极连接，所述PMOS管P1的源极通过保险丝9与电源输入电路5连接，所述PMOS管P1的漏极与所述继电器4连接。所述阻容器件接在所述所述PMOS管P1的栅极与所述PMOS管P1的源极之间。本实施方式中，所述阻容器件由电阻R4与C2并联构成，所述脉冲发生电路2输出脉冲信号并传递给开关控制电路3，所述脉冲信号作为开关控制电路3的开关信号，所述开关控制电路3根据所述开关信号控制继电器4的通断。

所述电源输入电路5包括电源转换芯片51，用于对输入电源进行转换，转换成符合继电器线圈41电流规格的输出电源。在本实施例中，输入电源范围可在+5V~+36V，电源转换芯片51采用了LM22676开关电源芯片，实现+5V~+36V到+3.3V的转换，模块各逻辑电路采用+3.3V电源供电。此外，还对输出电源的限流采用了保险丝9进行限流保护，防止因过流烧坏继电器4。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种继电器的驱动模块，其特征在于，包括：

处理器，用于输出控制信号；

脉冲发生电路，所述脉冲发生电路的输入端与所述处理器的输出端连接，用于接收所述控制信号并输出脉冲信号；

开关控制电路，所述开关控制电路的信号输入端与所述脉冲发生电路的输出端连接，所述开关控制电路的输出端与继电器的输入端连接，用于接收所述脉冲信号并控制所述继电器通断；以及

电源输入电路，与所述开关控制电路的电源输入端连接，用于对所述继电器进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，还包括续流电路，所述续流电路与所述继电器的线圈并联，用于在所述线圈断电瞬间与所述线圈形成电流回路。

3.根据权利要求2所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，所述续流电路采用肖特基二极管。

4.根据权利要求1所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，还包括RC滤波电路，所述RC滤波电路与所述继电器的线圈并联，用于吸收所述线圈通电瞬间产生的高压脉冲尖峰。

5.根据权利要求1所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，还包括晶振电路，所述晶振电路与所述处理器连接。

6.根据权利要求1所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，所述处理器带有CAN通信接口或USB通信接口。

7.根据权利要求1所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，所述处理器采用STM32系列单片机。

8.根据权利要求1所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，所述脉冲发生电路采用单稳态多谐振荡器。

9.根据权利要求1所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，所述开关控制电路包括PMOS管、NPN型三极管、阻容器件、电阻R2及电阻R3，所述NPN型三极管的基极通过电阻R2接收脉冲发生电路输出的脉冲信号，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极通过电阻R3与所述PMOS管的栅极连接，所述PMOS管的源极通过保险丝与所述电源输入电路连接，所述PMOS管的漏极与所述继电器连接，所述阻容器件接在所述所述PMOS管的栅极与所述PMOS管的源极之间。

10.根据权利要求1所述的一种继电器的驱动模块，其特征在于，所述电源输入电路包括电源转换芯片，用于对输入电源进行转换。