CN104769697A - 继电器驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的继电器驱动装置防止继电器在线圈的电压降低时断开。继电器开关(103)具有在一端施加规定的电压并且另一端通过电阻(104)接地的线圈(201)，在线圈(201)的电压为规定值以上的情况下接通，将电源供给至电子设备。晶体管(106)在开始电源的供给时，通过引入流过线圈(201)的电流且不通过电阻(104)使其流至接地，由此使线圈(201)的电压为规定值以上，并且在开始电源的供给后，通过逐渐减少流过线圈(201)的电流的引入量，由此使线圈(201)的电压降低以避免该线圈(201)的电压小于规定值。
Description
技术领域
本发明涉及控制对电子设备的电源供给的继电器驱动装置。
背景技术
以往，已知驱动继电器来对电子设备供给电源的继电器驱动装置(例如，专利文献1)。专利文献1的继电器驱动装置中，在将继电器8接通时，暂时性地提高继电器8的线圈6的电压。暂时性地提高线圈6的电压的理由在于，在车载充电装置等高温环境中使用继电器驱动装置时，继电器8的动作容易不稳定，在这样的情况下也切实地接通继电器8。专利文献1的继电器驱动装置中，通过从控制电路2的第一输出端子2a对第一晶体管3输出接通信号，使第一晶体管3为导通状态。由此，专利文献1的继电器驱动装置中，能够暂时性地提高继电器8的线圈6的电压。
另一方面，专利文献1的继电器驱动装置中，在接通继电器8之后，为了低功耗而使线圈6的电压降低。
即，专利文献1的继电器驱动装置中，如图1所示，第一晶体管3从时刻t0到时刻t1维持为导通状态。然后，第一晶体管3在时刻t1以后为截止。另外，专利文献1的继电器驱动装置中，如图2所示，继电器8的线圈6的电压从时刻t0到时刻t1为高电压，在时刻t1以后为低电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-255627号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1中，在使第一晶体管3从导通到截止时，无法使流过继电器8的线圈6的电流急剧地变化。其结果，专利文献1中，在将第一晶体管3截止后，向线圈6流动的电流流入电阻5，从而线圈6的电压暂时性地变小。如图2所示，存在继电器8在暂时性地变小的电压小于继电器8的开路电压S1时断开的问题。
本发明的目的在于，提供在将流过继电器的线圈的电流引入并使线圈的电压为高电压的情况下，通过逐渐地减少流过线圈的电流的引入量来使线圈的电压降低，从而能够防止继电器在线圈的电压降低时断开的继电器驱动装置。
解决问题的方案
本发明的继电器驱动装置控制对电子设备的电源供给，具有：继电器开关，其具有在一端施加规定的电压并且另一端通过电阻接地的线圈，该继电器开关在所述线圈的电压为规定值以上的情况下接通，将所述电源供给至所述电子设备；以及电压调整单元，其在开始所述电源的供给时，通过将流过所述线圈的电流引入且不通过所述电阻使其流向接地，由此使所述线圈的电压为所述规定值以上，并且在开始所述电源的供给后，通过逐渐减少流过所述线圈的电流的引入量，由此使所述线圈的电压降低以避免所述线圈的电压小于所述规定值。
发明效果
根据本发明，在将流过继电器的线圈的电流引入且使线圈的电压为高电压的情况下，通过逐渐地减少流过线圈的电流的引入量，使线圈的电压降低，从而能够防止继电器在线圈的电压降低时断开。
附图说明
图1是表示以往的晶体管的导通和截止的切换定时(timing)的图。
图2是表示以往的继电器开关的线圈的电压的时间转换的图。
图3是表示本发明的实施方式1的继电器驱动装置的结构的图。
图4是表示本发明的实施方式1中的晶体管的导通与截止的切换定时的图。
图5是表示本发明的实施方式1中的继电器开关的线圈的电压的时间转换的图。
图6是表示本发明的实施方式2的继电器驱动装置的结构的图。
图7是表示本发明的实施方式3的继电器驱动装置的结构的图。
图8是表示本发明的实施方式3中的可变电阻的电阻值的变化的时间转换的图。
图9是表示本发明的实施方式3中的继电器开关的线圈的电压的时间转换的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。
(实施方式1)
<继电器驱动装置的结构>
使用图3对本发明实施方式1的继电器驱动装置100的结构进行说明。继电器驱动装置100例如设置在HEV(Hybrid Electric Vehicle，混合动力汽车)、PEV(Plug-in Electric Vehicle，插入式电动车)或EV(Electric Vehicle，电动汽车)这样的以蓄电池的电力行驶的车辆所装载的车载充电装置上。
继电器驱动装置100主要由控制单元101、晶体管102、继电器开关103、电阻104、时间常数电路105以及晶体管106构成。控制单元101、时间常数电路105及晶体管106构成了电压调整单元。
控制单元101的端子301将用于切换晶体管102的导通和非导通的控制信号输出到晶体管102。在开始对未图示的电子设备供给电源时，控制单元101的端子301将控制信号输出到时间常数电路105，在开始输出控制信号并经过规定时间后，停止输出控制信号。在此，所谓规定时间例如是从开始输出控制信号之后1秒。
晶体管102的基极连接到控制单元101的端子301。晶体管102的发射极连接到电源。晶体管102的集电极连接到线圈201的一端。
继电器开关103具有线圈201及开关202。线圈201的一端连接到晶体管102的集电极，另一端通过电阻104接地。在导通了晶体管102时，从电源通过晶体管102将规定的电压施加于线圈201的一端(电源侧)。线圈201通过流过电流产生磁力。开关202对电源和未图示的电子设备之间的连接进行通断，在接通了时向电子设备供给电源。在线圈201的电压为规定值以上的情况下，开关202受到来自线圈201的磁力的影响而接通。另外，开关202根据从线圈201产生的磁力的消失而断开。
电阻104串联插入到线圈201和接地之间。电阻104是用于调整线圈201的电压的电阻。
使用电阻401及电容402构成时间常数电路105。时间常数电路105设置在控制单元101的端子302与晶体管106之间。时间常数电路105将从控制单元101的端子302输入的控制信号延迟后输出到晶体管106的基极。在停止了从控制单元101的端子302输出控制信号时，时间常数电路105使控制信号产生过渡性变化。而且，时间常数电路105将产生了过渡性变化的控制信号输出到晶体管106的基极。
晶体管106调整线圈201的电压。晶体管106的基极连接到电阻401。晶体管106的集电极连接到线圈201的另一端(接地侧)。晶体管106的发射极接地。晶体管106在从时间常数电路105对基极输入了控制信号时导通，进行引入动作，即：将流过线圈201的电流引入，且不通过电阻104地使其流向接地。晶体管106在停止从控制单元101的端子302输出控制信号后，通过对基极输入在时间常数电路105中产生过渡性变化的控制信号，使流过线圈201的电流的引入量逐渐减少。
<继电器驱动装置的动作>
使用图3～图5说明本发明实施方式1的继电器驱动装置100的动作。
首先，如图4所示，在时刻t0，控制单元101从端子301对晶体管102的基极供给控制信号而使晶体管102导通。另外，控制单元101从端子302对晶体管106的基极供给控制信号而使晶体管106导通。
由此，从电源供给的电流按照晶体管102、线圈201、晶体管106、及接地的顺序流动。即，流过线圈201的电流被引入晶体管106后经由晶体管106流动到接地。这时，线圈201的一端和另一端的电位差变大，因此，线圈201的电压变高。例如，线圈201的电压如图5所示为v10。
接着，在从时刻t0经过规定时间后的时刻t10，控制单元101停止从端子302输出控制信号。这时，时间常数电路105使控制信号产生过渡性变化，将产生了过渡性变化的控制信号输出到晶体管106的基极。其结果，如图4所示，晶体管10能够使从导通到截止的切换平缓，能够使流过线圈201的电流的引入量逐渐减少。即，按照电源、晶体管102、线圈201、晶体管106及接地的顺序流动的电流逐渐消失。
如上所述，在经过时刻t10后，流过线圈201的电流暂时经由晶体管106流动到接地，因此，能够防止线圈201的电压急剧地变小的情况。从而，在时刻t10以后，如图5所示，线圈201的电压未成为小于继电器的开路电压Vr。其结果，在时刻t10以后，继电器开关103不会断开。
而且，在晶体管106为非导通的情况下，流过线圈201的电流经由电阻104流动到接地。由此，线圈201的电压维持在电压V11。
<实施方式1的效果>
本实施方式中，在将流过继电器开关103的线圈201的电流引入并使线圈201的电压为高电压的情况下，使流过线圈201的电流的引入量逐渐减少来使线圈201的电压降低，从而能够防止继电器开关103在线圈201的电压降低时断开。
另外，根据本实施方式，在开始电源的供给时使线圈201的电压为高电压，因此，即使在将继电器驱动装置100设于车载充电装置等高温环境的情况下，也能够使继电器开关103切实地进行接通动作。
另外，根据本实施方式，在开始电源的供给后且经过规定时间后，使线圈201的电压降低，因此能够省电。
(实施方式2)
<继电器驱动装置的结构>
使用图6说明本发明实施方式2的继电器驱动装置600的结构。继电器驱动装置600例如设置在HEV、PEV或EV这样的以蓄电池的电力行驶的车辆所搭载的车载充电装置上。
与图3所示的实施方式1的继电器驱动装置100相比，图6所示的继电器驱动装置600除去了晶体管102，追加了晶体管602，具有控制单元601以取代控制单元101。此外，图6中，对于作为与图3相同的结构的部分，标以相同的标号并省略其说明。
继电器驱动装置600主要由继电器开关103、电阻104、时间常数电路105、晶体管106、控制单元601以及晶体管602构成。时间常数电路105、晶体管106及控制单元601构成了电压调整单元。
在对未图示的电子设备供给电源时，控制单元601的端子701对时间常数电路105输出控制信号。控制单元601的端子702对晶体管602输出用于切换晶体管602的导通与非导通的控制信号。
继电器开关103的线圈201的一端连接到电源，另一端通过电阻104及晶体管602接地。从电源对线圈201的一端施加规定的电压。此外，继电器开关103的上述以外的结构与上述实施方式1相同，因此省略其说明。
电阻104串联插入到线圈201和晶体管602之间。
晶体管602的基极连接到控制单元601的端子702。晶体管602的集电极连接到电阻104。晶体管602的发射极接地。
时间常数电路105设置于控制单元601的端子701与晶体管106之间。时间常数电路105将从控制单元601的端子701输入的控制信号延迟后输出到晶体管106的基极。在停止从控制单元601的端子701输出控制信号后，时间常数电路105使控制信号产生过渡性变化。此外，时间常数电路105中的上述以外的结构与上述实施方式1相同，因此省略其说明。
<继电器驱动装置的动作>
使用图4～图6说明本发明实施方式2的继电器驱动装置600的动作。此外，晶体管106的导通与截止的切换定时与图4相同，线圈201的电压变化的时间转换与图5相同，因此，在继电器驱动装置600的动作说明中，除了图6以外，还使用图4及图5。
首先，如图4所示，在时刻t0，控制单元601从端子702将控制信号供给到晶体管602的基极而使晶体管602导通。另外，控制单元601从端子701将控制信号供给到晶体管106的基极而使晶体管106导通。
由此，从电源供给的电流按照线圈201、晶体管106、及接地的顺序流动。即，流过线圈201的电流被引入晶体管106后经由晶体管106流动到接地。这时，线圈201的一端和另一端的电位差变大，因此，线圈201的电压变高。例如，线圈201的电压如图5所示为V10。
接着，在从时刻t0经过规定时间后的时刻t10，控制单元601停止从端子701输出控制信号。这时，时间常数电路105使控制信号产生过渡性变化，将产生了过渡性变化的控制信号输出到晶体管106的基极。其结果，如图4所示，晶体管106能够使从导通到截止的切换平缓，能够使流过线圈201的电流的引入量逐渐地减少。即，按照电源、线圈201、晶体管106及接地的顺序流动的电流也逐渐消失。
如上所述，在经过时刻t10后，流过线圈201的电流暂时经由晶体管106流动到接地，因此能够防止线圈201的电压急剧地变小。从而，在时刻t10以后，如图5所示，线圈201的电压未成为小于继电器的开路电压Vr。其结果，在时刻t10以后，继电器开关103不会断开。
而且，在晶体管106为非导通的情况下，流过线圈201的电流经由电阻104及晶体管602流动到接地。由此，线圈201的电压维持在电压V11。
<实施方式2的效果>
本实施方式中，在将流过继电器开关103的线圈201的电流引入并使线圈201的电压为高电压的情况下，使流过线圈201的电流的引入量逐渐减少来使线圈201的电压降低，从而能够防止继电器开关103在线圈201的电压降低时断开。
另外，根据本实施方式，开始电源的供给时使线圈201的电压为高电压，因此，即使在将继电器驱动装置600设置在车载充电装置等高温环境的情况下，也能够使继电器开关103切实地进行接通动作。
另外，根据本实施方式，在开始了电源的供给后且经过规定时间后，使线圈201的电压降低，因此能够省电。
(实施方式3)
<继电器驱动装置的结构>
使用图7说明本发明实施方式3的继电器驱动装置800的结构。继电器驱动装置800例如设置在HEV、PEV或EV这样的以蓄电池的电力行驶的车辆所装载的车载充电装置上。
与图3所示的实施方式1的继电器驱动装置100相比，图7所示的继电器驱动装置800除去了晶体管102、时间常数电路105及晶体管106，追加了可变电阻802及晶体管803，具有控制单元801以取代控制单元101。此外，图7中，对于作为与图3相同的结构的部分，标以相同的标号并省略其说明。
继电器驱动装置800主要由继电器开关103、电阻104、控制单元801、可变电阻802以及晶体管803构成。控制单元801及可变电阻802构成了电压调整单元。
在对未图示的电子设备开始供给电源时及开始供给电源后，控制单元801的端子901对可变电阻802输出控制信号，使可变电阻802的电阻值变化。控制单元801的端子902对晶体管803的基极输出用于切换晶体管803的导通与非导通的控制信号。
继电器开关103的线圈201的一端连接到电源，另一端通过电阻104及晶体管803接地。从电源对线圈201的一端施加规定的电压。此外，继电器开关103的上述以外的结构与上述实施方式1相同，因此省略其说明。
电阻104串联插入到线圈201和晶体管803之间。
可变电阻802的一端连接到线圈201的另一端，另一端接地。在开始对电子设备供给电源时，可变电阻802按照从控制单元801输入的控制信号的控制使电阻值可变，进行引入动作，即：将流过线圈201的电流引入，且不通过电阻104地使其流动到接地。在对电子设备开始供给电源后，可变电阻802按照从控制单元801输入的控制信号的控制使电阻值可变，使流过线圈201的电流的引入量逐渐减少。
晶体管803的基极连接到控制单元801的端子902。晶体管803的集电极连接到电阻104。晶体管803的发射极接地。
<继电器驱动装置的动作>
使用图7～图9说明本发明实施方式3的继电器驱动装置800的动作。
首先，如图8所示，在时刻t0，控制单元801从端子902将控制信号供给到晶体管803的基极而使晶体管803导通。另外，控制单元801从端子901将控制信号供给到可变电阻802而使可变电阻802的电阻值下降至XΩ。此外，与电阻104的电阻值相比，电阻值X极小(电阻值X＜＜电阻104的电阻值)。
由此，从电源供给的电流按照线圈201、可变电阻802、及接地的顺序流动。即，流过线圈201的电流被引入可变电阻802后经由可变电阻802流动到接地。这时，线圈201的一端和另一端的电位差变大，因此，线圈201的电压变高。例如，线圈201的电压如图9所示为V20。
接着，在从时刻t0经过规定时间后的时刻t20，控制单元801从端子901将控制信号供给到可变电阻802而使可变电阻802的电阻值如图8所示那样从XΩ到Y(X＜Y)Ω逐渐地提高。其结果，可变电阻802能够使流过线圈201的电流的引入量逐渐减少。即，按照电源、线圈201、可变电阻802及地面的顺序流动的电流逐渐消失。此外，与电阻104的电阻值相比，电阻值Y极大(电阻值Y＞＞电阻104的电阻值)。
如上所述，在经过时刻t20后，流过线圈201的电流暂时经由可变电阻802流动到接地，因此，能够防止线圈201的电压急剧地变小的情况。从而，在时刻t20以后，如图9所示，线圈201的电压未成为小于继电器的开路电压Vr。其结果，在时刻t20以后，继电器开关103不会断开。
而且，在可变电阻802的电阻值变为YΩ的情况下，流过线圈201的电流经由电阻104及晶体管803流动到接地。由此，线圈201的电压维持在电压V21。
<实施方式3的效果>
本实施方式中，除了上述实施方式1的效果以外，由于使用可变电阻802将流过继电器开关103的线圈201的电流引入，因此能够使结构简单。
<全部实施方式的共同的变形例>
上述实施方式1～实施方式3中，在开始对电子设备供给电源并经过规定时间后将引入量逐渐减少，但是，也可以在由温度传感器检测出的温度为规定温度以下的情况下，使引入量逐渐减少。由此，当在高温环境中使用继电器驱动装置的情况下，能够在高温环境中切实地接通继电器开关，且能够在较低温度的环境中省电。
另外，在上述实施方式1～实施方式3中，虽然将继电器驱动装置设置在车载充电器上，但是，可以将继电器驱动装置设置在车载充电器以外的任意装置上。
在2012年9月25日提出的日本专利申请特愿2012-210962中包含的说明书、附图以及摘要的公开内容全部引用于本申请。
工业实用性
本发明的继电器驱动装置适于控制对电子设备的电源供给。
标号说明
100 继电器驱动装置
101 控制单元
102、106 晶体管
103 继电器开关
104、401 电阻
105 时间常数电路
201 线圈
202 开关
301、302 端子
402 电容
Claims (4)
1.继电器驱动装置，其控制对电子设备的电源供给，具有：
继电器开关，其具有在一端施加规定的电压并且另一端通过电阻接地的线圈，该继电器开关在所述线圈的电压为规定值以上的情况下接通，将所述电源供给至所述电子设备；以及
电压调整单元，其在开始所述电源的供给时，通过引入流过所述线圈的电流且不通过所述电阻使其流向接地，由此使所述线圈的电压为所述规定值以上，并且在开始所述电源的供给后，通过逐渐减少流过所述线圈的电流的引入量，由此使所述线圈的电压降低以避免所述线圈的电压小于所述规定值。
2.根据权利要求1所述的继电器驱动装置，
所述电压调整单元具有：
控制单元，其在开始所述电源的供给时输出控制信号，在开始所述电源的供给后停止输出所述控制信号；
时间常数电路，其在由所述控制单元停止输出所述控制信号时，使所述控制信号产生过渡性变化；以及
晶体管，其在输入了所述控制信号时导通而引入流过所述线圈的电流，并且在停止输出所述控制信号后，通过输入在所述时间常数电路中产生了过渡性变化的所述控制信号，使所述引入量逐渐减少。
3.根据权利要求1所述的继电器驱动装置，
所述电压调整单元在开始所述电源的供给并经过规定时间后，使所述引入量逐渐减少。
4.车载充电装置，其具有权利要求1所述的继电器驱动装置。
Applications Claiming Priority (3)
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Publications (2)
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