CN105027250B - 用于控制继电器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

用于与具有线圈电压输入端的继电器一起使用的继电器控制电路。继电器控制电路包括接收能够激励处于去激励状态的继电器的第一电压的第一输入端、接收能够将继电器保持在激励状态的小于第一电压的第二电压的第二输入端以及装置,该装置响应于具有第一状态和第二状态中的一个的继电器控制信号,用于在足以激励继电器的时段内可切换地将线圈电压输入端耦合到第一输入端以响应于具有第一状态的继电器控制信号,且用于可切换地将线圈电压输入端耦合到第二输入端以响应于时段的期满。

Description

用于控制继电器的系统和方法
背景
领域
本发明的实施例总体上针对控制继电器的系统和方法,并且更具体地涉及控制具有降低的功耗的继电器或多个继电器的系统和方法。
相关技术讨论
许多电子设备和电路包括用于各种目的的一个或多个继电器,各种目的诸如控制电机或照明,利用低压信号控制高压电路(例如音频放大器),利用低电流信号控制高电流电路(例如汽车的起动机电磁线圈)等等,。在不间断电源(UPS)中,继电器可以用于输入切换,以从AC电力下的操作切换到电池(DC)电力下的操作用于反向馈电(back-feed)保护或用于其它目的。
图1示出了可以被包括在电子设备(如UPS系统)以及用于控制继电器的典型的控制电路中的传统形式的C继电器(也称为切换继电器或单刀双掷(SPDT)继电器)。如图1中所示,继电器100包括公共(C)端子101、常闭(NC)端子102、常开(NO)端子103、电压供给端子104、控制端子105和线圈106。在如UPS的设备中,其中继电器100用于反向馈电保护或输入线路切换,公共端子101可以电耦合到AC电源的线路输出端子(例如,热输出端子或中性输出端子),NO端子103电耦合到UPS的设备输入端子,且NC端子102悬空或用于反馈(feedback)或某些其它目的。如图1中所示,继电器100的电压供给端子104将通常电耦合到能够激励继电器的合适的电压源,并且继电器的控制端子105将通常通过开关110(诸如MOS晶体管)电耦合到接地端(ground)。
其中期望激励继电器100,控制信号(S1)在开关110的控制端子111上生效(assert)以闭合开关从而在电压源和接地之间电耦合继电器的线圈106。继电器的线圈中的电流将继电器的公共端子101电耦合到NO端子103并且保持在该位置直到控制信号失效(de-asserted)。
概述
根据本发明的方面,提供了继电器控制电路,其被配置为用于与具有线圈电压输入端的继电器一起使用。继电器控制电路包括第一输入端、第二输入端、开关、二极管、和脉冲发生器,第一输入端接收能够激励未激励的状态的继电器的第一电压以响应于具有第一状态的继电器控制信号,第二输入端接收能够将继电器保持在激励状态中的第二电压以响应于具有第一状态的继电器控制信号,第二电压小于第一电压,开关被串联布置在第一输入端和线圈电压输入端之间,开关具有接收控制信号的控制输入端,开关将第一输入端电耦合到线圈电压输入端以响应于具有第一状态的控制信号以及将第一输入端从线圈电压输入端电解耦以响应于具有第二状态的控制信号,二极管在第二输入端和线圈电压输入端之间电耦合,脉冲发生器具有接收继电器控制信号的输入端和电耦合到开关的控制输入端的输出端,脉冲发生器被配置为在时段内输出具有第一状态的控制信号以响应于具有第一状态的继电器控制信号。
根据一个实施例,脉冲发生器还被配置为在该时段过去之后、将控制信号转换为具有第二状态之前的所述时段内输出具有第一状态的控制信号。根据该实施例的一个方面,二极管的阳极电耦合到第二输入端并且二级管的阴极电耦合到继电器的线圈电压输入端。根据各个实施例,继电器和继电器控制电路可以包括在UPS中。
根据以上描述的方面和实施例中的每个,第一电压至少对应于继电器的最小拾取电压,第二电压至少对应于继电器的最小保持电压,以及所述时段至少对应于继电器的最小设定持续时间。
根据各个实施例,脉冲发生器可以包括单稳态多谐振荡器和RC延迟电路中的一个。
根据另一个实施例,继电器是第一继电器,继电器控制信号是第一继电器控制信号,二极管是第一二极管,并且继电器控制电路配置为用于与包括第一继电器和第二继电器的多个继电器一起使用,第二继电器具有电耦合到第一继电器的线圈电压输入端的线圈输入端。根据该实施例,继电器控制电路还包括具有接收第一继电器控制信号的阳极和电耦合到脉冲发生器的输入端的阴极的第二二极管以及具有接收具有能够激励第二继电器的第一状态和不能够激励第二继电器的第二状态的第二继电器信号的阳极的第三二极管,第三二极管具有电耦合到脉冲发生器的输入端的阴极。根据该实施例的方面,脉冲发生器还被配置为在时段内输出具有第一状态的控制信号以响应于具有第一状态的第二继电器控制信号。根据该实施例的另一个方面,脉冲发生器还被配置为,在第一时段过去之后在将控制信号转换为具有第二状态之前的所述时段输出具有第一状态的控制信号。根据该实施例的又一个方面,第一电压至少对应于多个继电器的每个继电器的最小拾取电压,第二电压至少对应于多个继电器的每个继电器的最小保持电压,并且时段至少对应于多个继电器的每个继电器的最小设定的持续时间。
根据另一个实施例,脉冲发生器包括被编程以提供第一控制信号的处理器。根据该实施例的一个方面,在该实施例中,继电器是第一继电器,并且继电器控制信号是第一继电器控制信号,继电器控制电路配置为用于与包括第一继电器和第二继电器的多个继电器一起使用,第二继电器具有电耦合到第一继电器的线圈电压输入端的线圈电压输入端。根据该实施例,处理器被编程为在所述时段内提供具有第一状态的控制信号以响应于具有能够激励第二继电器的第一状态的第二继电器控制信号,第二继电器控制信号具有不能够激励第二继电器的第二状态。
根据另一个实施例,在该实施例中继电器是第一继电器,继电器控制信号是第一继电器控制信号,并且二极管是第一二极管,继电器控制电路配置为用于与包括第一继电器和第二继电器的多个继电器一起使用。第二继电器具有电耦合到第一继电器的线圈电压输入端的线圈电压输入端。根据该实施例,继电器控制电路还包括具有接收第一继电器控制信号的阳极和电耦合到脉冲发生器的输入端的阴极的第二二极管以及具有接收具有能够激励第二继电器的第一状态和不能够激励第二继电器的第二状态的第二继电器控制信号的阳极的第三二极管,第三二极管具有电耦合到脉冲发生器的输入端的阴极。根据该实施例的一个方面,脉冲发生器还被配置为,在所述时段内输出具有第一状态的控制信号以响应于在将控制信号转换为具有第二状态之前在第一时段过去之后具有第一状态的第二继电器控制信号。根据该实施例的另一个方面,脉冲发生器是单稳态多谐振荡器和RC延迟电路中的一个。
根据另一个实施例,继电器是第一继电器并且继电器控制电路被配置为用于与包括第一继电器和至少一个附加的继电器的多个继电器一起使用。根据该实施例,至少一个附加的继电器中的每个继电器具有电耦合到第一继电器的线圈电压输入端的线圈电压输入端。
根据本发明的另一个方面,提供了控制继电器的方法。该方法包括接收具有第一状态和第二状态中的一个状态的继电器控制信号,其可切换地将继电器的线圈电压输入端耦合到能够激励处于未激励状态的继电器的第一电压以响应于具有第一状态的继电器控制信号,将继电器的线圈电压输入端保持在第一电压持续足以激励继电器的时段,以及可切换地将继电器的线圈电压输入端耦合到低于第一电压的第二电压以响应于所述时段的期满。
根据一个实施例,第二电压能够将继电器保持在激励的状态但不能够激励继电器。
根据另一个实施例,继电器是第一继电器且继电器控制信号是第一继电器控制信号,并且方法还包括接收具有第一状态和第二状态的第二继电器控制信号,其可切换地将第一继电器的线圈电压输入端和第二继电器的线圈电压输入端耦合到第一电压以响应于具有第一状态的第二继电器控制信号,将第一继电器的线圈电压输入端和第二继电器的线圈电压输入端保持在第一电压持续足以激励第一继电器和第二继电器的时段,以及可切换地将第一继电器的线圈电压输入端和第二继电器的线圈电压输入端耦合到低于第一电压的第二电压以响应于所述时段的期满。
根据本发明的另一方面,提供了继电器控制电路,其被配置为用于与具有线圈电压输入端的继电器一起使用。继电器控制电路包括接收能够激励未激励状态的继电器的第一电压的第一输入端、接收能够将继电器保持在激励状态的第二电压的第二输入端(第二电压低于第一电压)以及切换装置。该切换装置响应于具有第一状态和第二状态中的一个的继电器控制信号,并且在足以激励继电器的时段内可切换地将线圈电压输入端耦合到第一输入端以响应于具有第一状态的继电器控制信号,且可切换地将线圈电压输入端耦合到第二输入端以响应于时段的期满。
根据一个实施例,继电器是第一继电器,并且切换装置包括,响应于具有第一状态和第二状态中的一个的继电器控制信号的装置,用于在足以激励第一继电器以及第二继电器的时段内可切换地将第一继电器的线圈电压输入端和第二继电器的线圈电压输入端耦合到第一输入端以响应于具有第一状态的继电器控制信号,且用于可切换地将第一继电器的线圈电压输入端和第二继电器的线圈电压输入端耦合到第二输入端以响应于时段的期满。
根据各个实施例,第一电压至少对应于继电器的最小拾取电压,第二电压至少对应于继电器的最小保持电压,并且时段至少对应于继电器的最小设定持续时间。
附图简述
附图不旨在按比例绘制。在附图中,在不同的图中示出的每一个相同的或者几乎相同的组件都由相似的数字来表示。为了清楚的目的,不是每个组件都可以在每个附图中进行标记。在附图中:
图1是继电器和用于控制继电器的传统方法的示意图;
图2A是根据本发明的实施例的继电器和用于控制继电器的控制电路的示意图;
图2B是示出了提供到图2A中的继电器控制电路的继电器的继电器控制信号和电压等级之间的关系的示例性波形图;
图3是根据本发明的实施例的多个继电器和可以控制多个继电器中的每个继电器的控制电路的示意图;
图4是示出了提供到图3中的继电器控制电路的多个继电器的一个或多个继电器控制信号和电压等级之间的关系的示例性波形图;
图5是根据本发明的另一个实施例的继电器和用于控制继电器的控制电路的示意图;
图6是根据本发明的另一个实施例的多个继电器和可以控制多个继电器中的每个继电器的控制电路的示意图
图7A是根据本发明的另一个实施例的继电器和用于控制继电器的控制电路的示意图;
图7B是根据本发明的实施例的图7A的继电器和继电器控制电路的示例性实现的详细示意图;
图7C示出了图7B的继电器和控制电路的在继电器的未激励状态期间是激活的那些部分;以及
图7D示出了图7B的继电器和控制电路的在继电器的激励状态期间是激活的那些部分。
详细描述
本发明的实施例不限于下面说明中阐述的或附图中示出的组件的构造和布置的细节。本发明的实施例能够以各种方式来实践或执行。同样,本文所使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应被视为限制。本文使用的“包含(including)”、“包括(comprising)”或“具有(having)”、“含有(containing)”、“涉及(involving)”以及其各种变体意在包括其后所列的项和其等价物以及附加的项。
如本文所使用的,术语“继电器”是指低功率继电器和/或中等功率继电器也指高功率继电器(经常被称为“接触器”)。
许多继电器需要最初激励继电器的最小电压(通常称为拾取电压),其实质上大于将继电器保持在激励状态所需要的最小电压(通常称为保持电压)。在许多继电器中,将继电器保持在激励状态的所需要的最小电压可能大约是最初激励继电器所需要的最小电压的一半。鉴于即将出现的能源之星指南(Energy Star guidelines)和能源部(DOE)的要求以及各种其他当前要求或即将要求所有插件产品提高能源效率的“绿色”技术标准,申请人已经开发了用于控制继电器或用于控制多个继电器的各种系统和方法,其比传统的方法消耗更少的功率。根据本发明的各个实施例,提供了控制电路,该控制电路能够在第一时段内将第一电压提供给继电器以初始激励继电器,并且然后在剩余的时段内将实质上小于第一电压的第二电压提供给继电器。根据本发明的其它实施例,提供了控制电路,该控制电路能够在第一时段内将第一电压提供给多个继电器中的每个继电器以初始激励多个继电器中的每个继电器,并且在剩余的时段内将实质上小于第一电压的第二电压提供给多个继电器中的每个继电器。这些和其它的方面以及实施例现在在以下进行详细描述。
图2A是根据本发明的一个方面的可以包括在电子设备中的继电器和相关的控制电路的示意图,该相关的控制电路可以控制继电器而实质上消耗比传统的方法更少的功率。如在图2A中所示,继电器200被描述为如通常用在电子设备(如UPS)中的传统形式的C继电器,然而应该理解的是,可以可替换地使用其它类型的继电器(例如,单刀单掷(SPST)继电器)。
如图2A中所示,继电器200又包括公共(C)端子201、常闭(NC)端子202、常开(NO)端子203、电压供给端子204、控制端子205和线圈206。在如UPS的设备中,其中继电器200用于反向馈电保护或输入线路切换,公共端子201可以电耦合到AC电源的线路输出端子(例如,热输出端子或中性输出端子),NO端子203电耦合到UPS的设备输入端子,且NC端子202悬空或用于反馈或某些其它目的。如在图1的电路中,继电器的控制端子205通常将通过如MOS晶体管(如在图2A中所示)的开关210电耦合到接地端。如在图1的电路中,在开关的控制端子211上接收到的控制信号(S1)用来驱动继电器200。
然而,与以上关于图1描述的继电器100相比,在图2A中所描绘的继电器200包括继电器控制电路290,其使用第一电压有效激励继电器200且然后使用实质上小于第一电压的第二电压将继电器200保持在该激励状态。在图2A中所示的实施例中,控制电路290包括开关220、脉冲发生器230、第一二极管240以及可选地包括第二二极管250。如在图2A中所示,开关220串联电耦合在提供第一电压(所示为24V)的第一电压供给端子260和继电器200的电压供给端子204之间。第一电压至少对应于激励先前处于未激励状态的继电器的所需的最小电压等级,并且经常称为拾取电压。开关220的控制端子221电耦合到脉冲发生器230的输出端。二极管240串联电耦合在提供第二电压(所示为12V)的第二电压供给端子270和继电器200的电压供给端子204之间。第二电压至少对应于将继电器保持在激励状态所需的最小电压等级,并且经常称为保持电压。应该理解的是,拾取电压和保持电压将根据正在使用的继电器的类型而改变,这样本文所描述的24伏特和12伏特的电压仅仅是示例性的。
脉冲发生器230的输入端子被配置为接收可能与用于激励继电器200的控制信号(S1)相同的控制信号。可选地,如图2A中所示,控制电路290可以包括具有接收控制信号的阳极和电耦合到脉冲发生器230的输入端的阴极的第二二极管250。脉冲发生器230可以是能够在时间段内使具有第一电压等级(如逻辑高电压)的输出信号生效然后返回第二电压等级(如逻辑低电压)以响应于控制信号的生效的任何已知类型的脉冲发生器,诸如单稳态多谐振荡器(也称为“单稳态(one-shot)”)或RC定时器延迟电路。根据本发明的一个方面,脉冲发生器230的输出信号生效的时段应该大于继电器200的最小设定的持续时间(即,当被提供等于或大于拾取电压的电压时激励继电器所需的最小时段)。例如,在一个实施例中,脉冲发生器230的输出信号生效的时段被设定为在二到五倍的继电器的最小设定持续时间之间(例如,在100ms-1秒之间),然而可以使用其他时段。通常,脉冲发生器230的输出信号生效的时段可以选定为确保(即使在更坏的情况条件下)该时段足以驱动继电器。类似于拾取电压和保持电压,继电器的最小设定持续时间是通常由继电器的制造商指定的电参数,且将根据使用的继电器的类型而改变。
现在结合图2B对图2A的继电器和控制电路的操作进行描述。最初(例如,在图2B中的时间=0),开关210和220是断开的且继电器200的电压供给端子204通过二极管240电耦合到第二电压供给端子270(例如,12V)。在其中继电器没有被激励的这个初始状态中,没有电压施加到继电器线圈206两端且继电器的公共端子201电耦合到NC端子202。
响应于在时间=200ms处的控制信号(S1)的生效,开关210被闭合,且在返回第二电压等级(例如,逻辑低电压)之前的时段内,脉冲发生器230输出第一电压等级(例如,逻辑高电压)。在图2A和2B中描绘的实施例中,脉冲发生器在大约200ms内(其中时段被选择为等于或大于继电器的最小设定持续时间)输出第一等级电压。将脉冲发生器230的输出提供至开关220的控制端子221,开关220闭合以响应于第一输出等级,从而将继电器的电压供给端子204电耦合到第一电压供给端子并且在等于或大于继电器的最小设定持续时间的时段内向继电器的电压供给端子204提供等于或大于拾取电压(例如,24V)的电压。因此,开关210和220的闭合激励继电器200引起继电器的公共端子201被电耦合到继电器的NO端子203。
二极管240的存在在其中开关220闭合的时段期间将第二电压供给端子270和第一电压供给端子260电隔离。在该时段过去后,脉冲发生器230的输出端返回第二电压等级(例如,逻辑低电压),因此使开关220断开,并且提供给继电器200的电压供给端子204的电压返回到第二电压等级(12V)。应该理解的是,一旦继电器200被激励,则控制信号(S1)的失效将引起开关210断开,因此使继电器去激励(关断)。
如本领域的技术人员应当理解的,在激励继电器所需的时段内只有必要使用全额定拾取电压,而且可以使用更低的电压来将继电器保持在被激励的位置。其中继电器的保持电压是拾取电压的一半,申请人的发明的实施例可以使用控制继电器的传统方法的功率的四分之一。
根据本发明的一个实施例,以上关于图2A中所描述的继电器控制电路可以修改为控制如可以包括在如UPS系统的电子设备中的多个继电器。现在关于图3来描述这样的实施例。因为图3中示出的继电器控制电路的实施例与以上关于图2A所描述的继电器控制电路相似,在本文只详细描述不同之处。
如在图3中所示,被提供用于控制多个继电器200a、200b和200c提供的继电器控制电路390例如可以通常被包括在UPS系统中。多个继电器200a、200b和200c中的每个继电器同样描绘为传统形式的C继电器,然而应该理解的是,可以替换地使用其它类型的继电器(例如,单刀单掷(SPST)继电器)。多个继电器200a、200b和200c中的每个继电器同样包括公共(C)端子201、常闭(NC)端子202、常开(NO)端子203、电压供给端子204、控制端子205和线圈206。在例如其中多个继电器被用于反向馈电保护或输入线路切换的UPS的设备中,继电器200a的公共端子201a可以电耦合到具有NO端子203a的AC电源的电力的第一相,NO端子203电耦合到UPS的第一设备的输入端子,并且NC端子202A悬空或用于反馈或某些其它目的,继电器200b的公共端子201b可以电耦合到具有NO端子203b的AC电源的电力的第二相,NO端子203b电耦合到UPS的第二设备的输入端子,并且NC端子202B悬空或用于反馈或某些其它目的,并且继电器200c的公共端子201c可以电耦合到具有NO端子203c的AC电源的中性端子,NO端子203c电耦合到UPS的中性设备输入端子,并且NC端子202c悬空或用于反馈或某些其它目的。
如在图1的电路中,每个继电器的控制端子205a、205b、205c通常将通过如在图3中所述的各自的开关210a、210b、210c(如MOS晶体管)电耦合到接地端。每个各自的开关在各自的开关的控制端子211a、211b、211c上接收用于驱动各自的继电器的各自的控制信号(S1、S2、S3)。应该理解的是,电耦合到其它相或接地的线路输入端的附加的继电器或用于不同于反向馈电保护或输入线路切换的目的的附加的继电器也可以被提供并且由控制电路390控制。
控制电路390使用第一电压有效最初激励每个继电器200a、200b、200c并且然后使用实质上小于第一电压的第二电压将继电器保持在该激励状态。在图3中所示的实施例中,控制电路390同样包括开关220、脉冲发生器230和第一二极管240。然而,控制电路390附加地包括可以在数量上对应于被控制的继电器的数量的多个附加的二极管250a、250b、250c。二极管220同样串联电耦合在提供第一电压(所示为24V)的第一电压供给端子260和每个继电器200a、200b、200c的电压供给端子204a、204b、204c之间。第一电压可以同样至少对应于激励先前处于未激励状态的各自的继电器所需的最小电压等级(例如,拾取电压)。开关220的控制端子221同样电耦合到脉冲发生器230的输出端,且二极管240同样串联电耦合在提供第二电压(所示为12V)的第二电压供给端子270和每个继电器的电压供给端子204a、204b、204c之间。第二电压可以同样至少对应于将继电器保持在激励状态的所需的最小电压等级(例如,保持电压)。正如图2A的控制电路290,应该理解的是,拾取电压和保持电压将根据正在使用的继电器的类型而改变,这样24伏特和12伏特的电压仅仅是示例性的。
脉冲发生器230的输入端子被配置为接收可能与用于激励各自的继电器的控制信号S1、S2、S3相同的多个控制信号。因为控制信号在不同的时间或响应于不同的事件可以是有效的,所以多个附加的二极管250a、250b、250c用来将控制信号彼此隔离开,其中每个二极管的阳极接收各自的控制信号并且每个二极管的阴极电耦合到如所示的脉冲发生器230的输入端。如先前所描述的,脉冲发生器230可以是能够在时间段内使具有第一电压等级(如逻辑高电压)的输出信号生效然后返回第二电压等级(如逻辑低电压)以响应于控制信号的生效的任何已知类型的脉冲发生器(诸如单稳态或RC定时器延迟电路)。如先前所描述的,脉冲发生器230的输出信号被生效的时段应该大于每个各自的继电器的最小设定的持续时间。
现在结合图4对图3的继电器和控制电路的操作进行描述。最初(例如,在图4中的时间=0),开关210a、210b、210c和220是断开的且继电器200a、200b 200c中的每个的电压供给端子204通过二极管240电耦合到第二电压供给端子270(例如,12V)。在其中每个各自的继电器没有激励的这个初始状态中,没有电压施加到继电器线圈两端且每个各自的继电器的公共端子201电耦合到NC端子202。响应于生效控制信号S1、S2、或S3(例如,在时间=200ms)中的一个或多个,开关210a、210b、210c中的一个或多个是闭合的,且在返回第二电压等级(例如,逻辑低电压)之前的时段内,脉冲发生器输出第一电压等级(例如,逻辑高电压)。在图3和4中描述的实施例中,脉冲发生器在大约200ms内输出第一电压等级,其中时段被选择为等于或大于每个继电器的最小设定持续时间。将脉冲发生器230的输出端提供到开关220的控制端子221,其闭合以响应于第一输出等级,从而在等于或大于继电器的最小设定持续时间的时段内向继电器中的每个的电压供给端子204a、204b以及204c提供等于或大于拾取电压(例如24V)的电压。开关220的输出端、第一二极管240的阴极以及继电器200a200b以及200c中的每个的电压供给端子204的互连因此形成继电器总线260。
因此,开关220的闭合与开关210a、210b或210c中的一个或多个的闭合的结合激励各自的继电器引起各自的继电器的公共端子201电耦合到各自的继电器的NO端子203。如上所述,二极管250a、250b以及250c的存在准许激励各自的继电器中的每个而不激励其他的继电器。例如,其中只有控制信号S1被生效,将只激励继电器200a。控制信号S2可以在不同的时间被生效,且控制信号S3也在不同的时间可以被生效。可替代地,如果每个控制信号是基本上同时生效的,则继电器200a、200b以及200c中的每个将在基本相同的时间被激励(假设它们是具有相似操作特性的相似的继电器)。
二极管240的存在同样在其中开关220闭合的时段内用于将第二电压供给端子270和第一电压供给端子260进行电隔离。在该时段过去后,脉冲发生器230的输出端返回第二电压等级(例如,逻辑低电压),因此使开关220断开以及提供到继电器200a、200b、200c中的每个的电压供给端子204的电压返回到第二电压等级。应该理解的是,一旦各自的继电器200a、200b、200c被激励,则各自的控制信号S1、S2或S3的失效将引起各自的开关210a、210b或210c断开,因此去激励(关断)各自的继电器。应该理解的是,提供到继电器中的一个的控制信号的失效将不影响其他的继电器。因此,例如,其中控制信号S1被失效而不是控制信号S2或S3被失效,只有继电器200a将被去激励(关断)。
如本领域的技术人员应当理解的,在激励各自的继电器所需的时段内只有必要使用全额定拾取电压,而且可以使用更低的电压来将继电器保持在被激励的位置。因此,其中继电器的保持电压实质上小于拾取电压,与控制继电器的传统方法相比,申请人的发明的实施例可以使用相当小的功率。
图5是根据本发明的另一个实施例的继电器和相关的控制电路的示意图,该相关的控制电路可以包括在电子设备中且可以控制继电器而实质上消耗较低的功率(与传统方法相比)。因为该继电器和控制电路与上文关于参考图2所描述的继电器和控制电路相似,所以只在本文详细描述不同之处。
如在图5中所示,提供继电器控制电路590用来控制单个继电器,然而如参考图6进一步所描述的,该控制电路可以修改为控制多个继电器。如在关于图2A所描述的实施例中,继电器200继电器同样描绘为传统形式的C继电器,然而应该理解的是,可以替换地使用其它类型的继电器(例如,单刀单掷(SPST)继电器)。继电器200同样包括公共(C)端子201、常闭(NC)端子202、常开(NO)端子203、电压供给端子204、控制端子205和线圈206。如在图2A的电路中,继电器的控制端子205通常将通过如所示的开关210(如MOS晶体管)电耦合到接地端。在开关210的控制端子211上接收到的控制信号(S1)用来驱动继电器200。
本实施例的继电器控制电路590同样使用第一电压最初有效激励继电器200并且然后使用实质上小于第一电压的第二电压将继电器200保持在该激励状态。继电器控制电路590同样包括开关220和第一二极管240,该第一二极管240以与如图2A的相同方式配置并且以先前关于2A所描述的方式进行操作。然而,在该实施例中,使用处理器530(而不是使用专用组件或电路,诸如以上关于图2和3所描述的脉冲发生器230)以生成用来控制开关220的输出信号。在实施例中,其中继电器和控制电路包括在如UPS的电子设备中,处理器530可以是负责控制UPS的操作的PUS的处理器中的一个。
图5的继电器和控制电路590的操作类似于图2A的继电器和控制电路290的操作,且现在结合图2B进行描述。最初(例如,在时间=0,图2B中),开关210和220是断开的且继电器200的电压供给端子204通过二极管240电耦合到第二电压供给端子270(例如,12V)。在其中继电器没有被激励的这个初始状态中,没有电压施加到继电器线圈206两端且继电器的公共端子201电耦合到NC端子202。
响应于控制信号S1的生效(例如,在时间=200ms),开关210被闭合,且在返回第二电压等级(例如,逻辑低电压)之前的时段内,处理器530输出第一电压等级(例如,逻辑高电压)。处理器530可以被编程以在等于或大于继电器的最小设定持续时间的时段内使第一电压等级生效。将处理器530的输出提供到开关220的控制端子221,开关220闭合以响应于第一输出等级,因此将继电器的电压供给端子204电耦合到第一电压供给端子260且在等于或大于继电器的最小设定持续时间的时段内给继电器的电压供给端子提供等于或大于拾取电压(例如,24V)的电压。
开关210和220的闭合因此激励继电器200,引起继电器的公共端子201被电耦合到继电器的NO端子203。二极管240的存在同样在其中开关220闭合的时段内将第二电压供给端子270和第一电压供给端子260电隔离。在该时段过去后,处理器的输出返回第二电压等级(例如,逻辑低电压),因此使开关220断开,并且提供给继电器200的电压供给端子204的电压返回到第二电压等级。应该理解的是,一旦继电器200被激励,则控制信号S1失效将引起开关210断开,因此使继电器去激励(关断)。正如先前描述的实施例中的每个,在激励继电器所需的时段内只有必要使用全额定拾取电压,而且可以使用更低的电压来将继电器保持在被激励的位置,因此与传统方法相比实质上消耗更少的功率。
根据本发明的一个实施例,以上关于图5中所描述的继电器控制电路也可以修改为控制多个继电器(例如可以包括在例如UPS系统的电子设备中)。现在关于图6来描述这样的实施例。因为图6中示出的继电器控制电路的实施例与以上关于图5中所描述的继电器控制电路相似,所以在此只详细描述不同之处。
如在图6中所示,继电器控制电路690配置为控制如通常可以包括UPS系统中的多个继电器200a 200b以及200c。多个继电器200a、200b和200c中的每个继电器同样描绘为传统形式的C继电器,然而应该理解的是,可以可替换地使用其它类型的继电器。多个继电器200a、200b、200c中的每个继电器同样包括公共(C)端子201、常闭(NC)端子202、常开(NO)端子203、电压供给端子204、控制端子205和线圈206。如在图5的电路中,每个继电器的控制端子205a、205b、205c通常将通过如所示出的各自的开关210a、210b、210c(如MOS晶体管)电耦合到接地端。每个各自的开关在各自的开关的控制端子211a、211b、211c上接收用于驱动各自的继电器的各自的控制信号(S1、S2、S3)。应该理解的是,可以提供附加的继电器并且由控制电路690控制。
控制电路690使用第一电压最初有效激励每个继电器200a、200b、200c并且然后使用实质上小于第一电压的第二电压将继电器保持在该激励状态。控制电路690同样包括开关220、第一二极管240和处理器530。开关220同样电串联电耦合在提供第一电压(所示为24V)的第一电压供给端子260和每个继电器200a、200b、200c的电压供给端子204a、204b、204c之间。第一电压可以同样至少对应于激励先前处于未激励状态的各自的继电器所需的最小电压等级(例如,拾取电压)。开关220的控制端子221同样电耦合到处理器530的输出端,且二极管240同样串联电耦合在提供第二电压(所示为12V)的第二电压供给端子270和每个继电器的电压供给端子204a、204b、204c之间。第二电压可以同样至少对应于将继电器保持在激励状态的所需的最小电压等级(例如,保持电压)。正如先前描述的实施例,应该理解的是,拾取电压和保持电压将根据正在使用的继电器的类型而改变。
现在结合图4对图6的继电器和控制电路的操作进行描述。最初(例如,在时间=0,图4中),开关210a、210b、210c和220是断开的且继电器200a、200b、200c中的的电压供给端子204通过二极管240电耦合到第二电压供给端子270(例如,12V)。在其中每个各自的继电器没有被激励的这个初始状态中,没有电压施加到继电器线圈两端且每个各自的继电器的公共端子201电耦合到NC端子202。
响应于控制信号S1、S2、S3中的一个或多个的生效(例如,在时间=200ms),开关210a、210b、210c中的一个或多个被闭合,且在返回第二电压等级(例如,逻辑低电压)之前的时段内,处理器530输出第一电压等级(例如,逻辑高电压)。在图6中所描绘的实施例中,处理器530在大约200ms内输出第一电压等级,其中时段被选择为等于或大于每个继电器的最小设定持续时间。处理器530的输出被提供给开关220的控制端子221,开关220闭合以响应于第一输出等级,因此在等于或大于继电器的最小设定持续时间的时段内向继电器中的每个的电压供给端子204a、204b和204c提供等于或大于拾取电压(例如24V)的电压。开关220的输出端、第一二极管240的阴极以及继电器200a、200b以及200c中的每个的的电压供给端子204的互连因此形成继电器总线260。
开关220的闭合结合开关210a、210b或210c中的一个或多个的闭合因此激励各自的继电器,引起各自的继电器的公共端子201电耦合到各自的继电器的NO端子203。二极管240的存在同样在其中开关220闭合的时段期间将第二电压供给端子270和第一电压供给端子260电隔离。在该时段过去后,处理器530的输出返回第二电压等级(例如,逻辑低电压),因此使开关220断开,以及提供到继电器200a、200b和200c的每个电压供给端子的电压返回第二电压等级。
处理器530可以被编程以在等于或大于每个各自的继电器的最小设定持续时间的时段内使第一电压等级生效,以响应于控制信号S1、S2或S3中的的任何一个(或多于一个)被生效。例如,其中只有控制信号S1被生效,将只激励继电器200a以响应于处理器530使第一电压等级生效。控制信号S2在不同的时间被生效,并且控制信号S3也在不同的时间被生效,其中处理器使第一电压等级在不同的时间生效以响应于每个控制信号的生效。可替代地,如果每个控制信号基本上同时生效,则继电器200a、200b以及200c中的每个将在基本相同的时间被激励(假设它们是相似的继电器)。应该理解的是,其中继电器200a、200b和200c中的每个被在不同的时间激励,处理器的第一电压等级的重新生效将不改变先前激励的继电器的状态,也不改变对于那个其控制信号还没有生效的未激励的继电器的状态。一旦各自的继电器200a、200b、200c被激励,则各自的控制信号S1、S2或S3的失效将引起各自的开关210a、210b或210c断开,因此使各自的继电器去激励(断开)。应该理解的是,提供到继电器中的一个的控制信号的失效将不影响其他的继电器。因此,例如,其中控制信号S1失效但不是控制信号S2或S3失效,只有继电器200a将被去激励(关断)。
正如先前描述的实施例中的每个实施例,在激励各自的继电器所需的时段内只有必要使用全额定拾取电压,而且可以使用更低的电压以将继电器保持在被激励的位置。因此,其中继电器的保持电压实质上小于拾取电压,与控制继电器的传统的方法相比,申请人的发明的实施例可以使用相当少的功率。虽然本发明的方面和实施例已经主要在电子设备(例如UPS)方面进行了描述,但是应该理解的是,本发明的各个方面可以与包括一个或多个继电器的其他类型的电子设备一起使用。其中电子设备包括具有不同操作参数的多个继电器,可以提供一个以上的继电器总线和继电器控制电路,其中第一继电器总线和继电器控制电路控制具有相似操作参数(诸如拾取电压、保持电压、以及最小设定持续时间)的第一多个继电器,并且第二继电器总线和继电器控制电路控制具有相似的操作参数的第二多个继电器。
在图7A-7D示出了根据本发明的另一个实施例的继电器和相关的控制电路,该相关的控制电路可以包括在电子设备中且可以控制继电器而与传统方法相比消耗实质上较少的功率。如在图7A中所示,继电器700同样被描述为传统形式的C继电器(例如通常用在如UPS的电子设备中),然而应该理解的是,可以可替换地使用其它类型的继电器(例如,单刀单掷(SPST)继电器)。如所描绘的,继电器700同样包括公共(C)端子701、常闭(NC)端子702、常开(NO)端子703、电压供给端子704、控制端子705和线圈706。在如UPS的设备中,其中继电器700用于反向馈电保护或输入线路切换,公共端子701可以电耦合到AC电源的线路输出端子(例如,热输出端子或中性输出端子),NO端子703电耦合到UPS的设备输入端子,且NC端子702悬空或用于反馈或某些其它目的。如在先前所描绘的电路中,继电器的控制端子705通常将通过开关710(如MOS晶体管)电耦合到接地端。在开关的控制端子711上接收到的控制信号(S1)可以用来驱动继电器700。
如在先前描述的实施例中,提供了继电器控制电路790,其使用第一电压有效激励继电器700并且然后使用实质上小于第一电压的第二电压将继电器700保持在被激励的状态。然而,与先前描述的继电器控制电路(其中当继电器处于去激励状态并且控制信号被失效时,向继电器的电压供给端子提供第二电压和更小的电压)进行对比,本实施例的继电器控制电路790当继电器700处于去激励状态并且控制信号被失效时向继电器700的电压供给端子704提供能够激励处于去激励状态的继电器的第一电压。以类似于先前描述的实施例的方式的方式,在继电器被激励之后,继电器控制电路790通过向电压供给端子提供第二电压和更小的电压来将继电器保持在被激励的状态。
在图7A中所示的实施例中,继电器控制电路790包括开关720、开关控制电路730、二极管740以及电容器734。如在图7A中所示,开关720串联电耦合在提供第一电压(所示为24V)的第一电压供给端子760和继电器700的电压供给端子704之间。第一电压至少对应于激励先前处于未激励状态的继电器的所需的最小电压等级(经常称为拾取电压)。开关720的控制端子721电耦合到开关控制电路730的输出端。电容器734电耦合在继电器700的电压供给端子704和接地端之间,且二极管740串联电耦合在提供第二电压(所示为12V)的第二电压供给端子770和继电器700的电压供给端子704之间。第二电压至少对应于将继电器保持在激励状态的所需的最小电压等级(经常称为保持电压)并且其实质上小于第一电压。应该理解的是,拾取电压和保持电压将同样根据正在使用的继电器的类型而改变,这样本文所描述的24伏特的电压和12伏特的电压仅仅是示例性的。
开关控制电路730的输入端子配置为接收控制信号,该控制信号(如在下文关于图7B-D进一步详细描述的)可以是用于激励继电器700的相同的控制信号S1。开关控制电路730被配置为使具有闭合开关720的一个状态的输出信号生效,以响应于的控制信号S1没有生效(例如,具有逻辑低电压),并且使具有关断开关的另一个状态的输出信号生效,以响应于控制信号生效。例如,开关控制电路730可以提供具有断开开关720的第一电压等级(如,逻辑高电压)的控制信号以响应于控制信号S1(例如,具有逻辑高电压)生效,并且提供具有闭合开关的第二电压等级(如,逻辑低电压)的输出信号以响应于控制信号没有生效。应该理解的是,开关控制电路和开关可以可替换地配置,这样逻辑低电压等级断开开关720以响应于控制信号S1生效以及高电压等级闭合开关720以响应于控制信号没有生效。
现在对图7A的继电器和控制电路的操作进行描述。最初,控制信号S1没有生效,并且因此开关710断开。响应于处于失效状态的控制信号S1,开关控制电路730提供闭合开关720并且将开关720保持在闭合状态的输出信号。使用处于闭合状态的开关720,继电器700的电压供给端子704有效地耦合到第一电压供给端子760(例如,24V)。由于二极管740的存在,当开关720处于闭合状态时,由于二极管740反向偏置,第二电压供给端子770与第一电压供给端子760电隔离。在其中继电器没有被激励的这个初始状态中,由第一电压供给端子760提供的电压等级能够激励继电器700且继电器的公共(C)端子701电耦合到NC端子702。此外,在该初始状态中,对电容器734充电到第一电压供给端子的电压等级(例如,24V)。
响应于控制信号S1的生效,闭合开关710并且开关控制电路730提供关断开关720和将开关720保持在关断状态的输出信号。利用处于断开状态的开关720,继电器700的电压供给端子704不再有效地耦合到第一电压供给端子760。然而,电容器734的存在在足够的时段内将继电器700的电压供给端子704的电压等级保持在第一电压供给端子的电压等级以激励继电器700。电容器734的额定电压和电容值将当然根据继电器的电参数和使用的供电电压来改变,然而,一般可以选择电容器以便于在至少继电器的最小设定的持续时间内将电压等级保持在继电器的拾取电压。响应于控制信号的生效,继电器700被激励,引起继电器的公共端子701电耦合到继电器的NO端子703。
在取决于电容器的电参数的时段之后,电容器两端的电压(并且因此在继电器的电压供给端子704看到的电压等级)降低到第二电压供给端子的等级(例如,12V,小于二极管740两端的任何电压降),其中然后,将其保持在该电压直到控制信号S1失效。一旦控制信号S1随后失效,则开关(710)被断开,从而去激励(关断)继电器700。响应于控制信号S1的失效,开关控制电路730提供闭合开关720并且将开关720保持在闭合状态的输出信号。响应于开关720的闭合,对电容器734充电到第一电压供给端子的等级(例如,24V),这样可以重新激励继电器700以响应于控制信号S1的重新生效。
图7B是根据本发明的一个实施例的示出了其中可以实现图7A的继电器和控制电路790的方式的详细的示意图。如在图7B中所描绘的,继电器控制电路790通常对应于图7B中所示出的没有被封闭在虚线内的那些元件。尽管使用MOS晶体管来实现在图7B中所描绘的继电器控制电路790,但是应该理解的是,可以可替换地使用其它类型的晶体管(例如,双极晶体管)。
如在图7B中所示,第一电压供给端子760电耦合到能够提供足够的功率以激励处于未激励状态的继电器700的第一电压源762。第一电压供给端子760也通过开关720(在图7B中所示的实施例中,其示出为POMS晶体管)电耦合到继电器700的电压供给端子704,开关720与二极管732串联电耦合。如所示,晶体管的源极电耦合到第一电压供给端子760并且漏极电耦合到二极管732的阳极。电容器734电耦合在接地端和二极管732的阴极与继电器的电压供给端子704的公共连接部分之间。第二电压供给端子770电耦合到能够提供足够的功率以在继电器700已经先前被激励之后将其保持在激励状态的第二电压源772。如先前所示,根据本发明的一个方面,由第二电压源772所提供的电压等级可以(例如,是由第一电压源762所提供的电压等级的一半或小于由第一电压源762所提供的电压等级)实质上小于由第一电压源762所提供的电压等级。第二电压供给端子770通过二极管740电耦合到继电器700的电压供给端子704,二极管740的阳极电耦合到第二电压供给端子770且其阴极电耦合到继电器700的电压供给端子704。
电阻器712、电容器714以及二极管716并联电耦合在第一电压供给端子760和控制端子或用于使开关720生效(implement)的MOS晶体管的栅极之间。与晶体管758(示出为NMOS晶体管)串联的电阻器738电耦合在用来使开关720生效的晶体管的栅极和接地端之间。晶体管758的漏极电耦合到电阻器738并且源极电耦合到接地端。电阻器786和二极管788并联电耦合在控制端子或晶体管758的栅极和接地端之间,其中晶体管788的阴极电耦合到晶体管758的栅极。第一电阻器736和第二电阻器784串联电耦合在第一电压供给端子760和晶体管758的栅极之间。
如在图7B的实施例中所示,晶体管(示出为NMOS晶体管)可以用来使开关710生效,其中晶体管的漏极电耦合到继电器的控制端子705,源极电耦合到接地端,并且控制端子或栅极通过电阻器752电耦合到提供控制信号S1的继电器驱动器。二极管754和电阻器756彼此并联电耦合在晶体管的栅极和接地端之间,其中二级管754的阴极电耦合到晶体管的栅极。二极管782具有阳极和阴极,其阳极电耦合到电阻器736和784并且其阴极电耦合到用来使开关710生效的晶体管的漏极。
现在关于图7C和7D对在图7B中所描绘的继电器控制电路790的操作进行描述,在图7C和7D中,在其中继电器700未被激励的时段期间是有效的继电器控制电路的那些部分被示出为邻近图7C中的点划线和虚线,并且在其中继电器700被激励的时段期间是有效的继电器控制电路的那些部分被示出为邻近图7D中的点划线和虚线。
首先参考图7C,当控制信号S1未生效时(例如,当控制信号在逻辑低等级)时,开关710断开(即,处于断开或非导通状态)且不激励继电器700。因为开关710是断开的,所以二极管782被反向偏置,允许第一电压(例如,24V)在晶体管758的栅极是可用的,因此接通晶体管758。晶体管758的接通状态接通(即闭合)开关720,从而允许第一供电电压(例如,24V)在继电器700的电压供给端子704处是可用的。在该状态中,激励继电器700所需的全部是控制信号S1的生效。
现在参考图7D,响应于控制信号S1的生效(例如,当控制信号在逻辑高等级时),开关710被接通(即,处于导通或闭合状态),并且基于第一电压(例如,24V)来激励继电器700。开关710的接通正向偏置二极管782,其依次将晶体管758的栅极拉到低状态,从而关断晶体管758。晶体管758的关断状态关断(即,断开)开关720,从而阻止第一电压供给端子给继电器700的电压供给端子704提供功率。然而,电容器734能够将第一电压保持足够的时间量(例如,继电器700的最小设定持续时间或更长)以准许激励继电器。响应于开关720的断开以及继电器700的激励,由于第二电压供给端子770与电容器734和继电器的电压供给端子704的二极管或操作(ORing),存储在电容器734上的电压实质上降低到第二电压的电压等级(例如,12V,小于二极管740两端的任何电压降)。第二电压供给端子770继续提供保持继电器处于激励状态所必需的功率直到控制信号S1失效。
当随后控制信号失效时,开关710被关断(即,处于断开或非导通状态),因此去激励继电器700,将晶体管758返回到接通,由此闭合开关720以及因此准许第一电源电压同样在继电器700的电压供给端子704处是可用的,这样当控制信号S1下一次被生效时可以同样激励继电器700。
如本领域的技术人员应该理解的,本发明的实施例在激励继电器所需的该时段内只需将全额定拾取电压提供给继电器,而且可以使用更低的电压来将继电器保持在激励的位置。因此,其中继电器的保持电压是拾取电压的一半,申请人的发明的实施例可以使用控制继电器的传统方法的功率的四分之一。
已经如此描述了本发明的至少一个实施例的几个方面,应该理解的是,各种改变、修改和改进将很容易地被本领域的技术人员想到。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分,并且旨在处于本发明范围之内。因此,前面的描述和附图仅通过示例的方式。

Claims (20)

1.一种继电器控制电路,其被配置为用于与具有线圈电压输入端的继电器一起使用,所述继电器控制电路包括:
第一输入端,其接收能够激励处于去激励状态的所述继电器的第一电压,以响应于具有第一状态的继电器控制信号;
第二输入端,其接收能够将所述继电器保持在激励状态的第二电压以响应于具有所述第一状态的所述继电器控制信号,所述第二电压小于所述第一电压;
开关,其串联设置在所述第一输入端和所述线圈电压输入端之间,所述开关具有接收控制信号的控制输入端,所述开关响应于具有第一状态的所述控制信号而将所述第一输入端电耦合到所述线圈电压输入端,并且响应于具有第二状态的所述控制信号而将所述第一输入端从所述线圈电压输入端电解耦;
二极管,其串联电耦合在所述第二输入端和所述线圈电压输入端之间,其中所述二极管的阳极电耦合到所述第二输入端,并且所述二极管的阴极电耦合到所述继电器的所述线圈电压输入端;以及
脉冲发生器,其具有接收所述继电器控制信号的输入端和电耦合到所述开关的所述控制输入端的输出端,所述脉冲发生器被配置为响应于具有所述第一状态的所述继电器控制信号,输出具有所述第一状态的所述控制信号持续一时段。
2.根据权利要求1所述的继电器控制电路,其中所述脉冲发生器还被配置为在所述时段过去之后将所述控制信号转换为具有所述第二状态。
3.根据权利要求1所述的继电器控制电路,其中所述继电器和所述继电器控制电路被包括在UPS中。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的继电器控制电路,其中所述第一电压至少对应于所述继电器的最小拾取电压,所述第二电压至少对应于所述继电器的最小保持电压,并且所述时段至少对应于所述继电器的最小设定持续时间。
5.根据权利要求4所述的继电器控制电路,其中所述脉冲发生器包括单稳态多谐振荡器和RC延迟电路中的一个。
6.根据权利要求5所述的继电器控制电路,其中所述继电器是第一继电器,所述继电器控制信号是第一继电器控制信号,所述二极管是第一二极管,并且所述继电器控制电路配置为用于与包括所述第一继电器和第二继电器的多个继电器一起使用,所述第二继电器具有电耦合到所述第一继电器的所述线圈电压输入端的线圈电压输入端,所述继电器控制电路还包括:
第二二极管,其具有接收所述第一继电器控制信号的阳极和电耦合到所述脉冲发生器的输入端的阴极;以及
第三二极管,其具有接收第二继电器控制信号的阳极,所述第二继电器控制信号具有能够激励所述第二继电器的第一状态和不能够激励所述第二继电器的第二状态,所述第三二极管具有电耦合到所述脉冲发生器的所述输入端的阴极。
7.根据权利要求6所述的继电器控制电路,其中,所述脉冲发生器还配置为,响应于具有所述第一状态的所述第二继电器控制信号,输出具有所述第一状态的所述控制信号持续所述时段。
8.根据权利要求7所述的继电器控制电路,其中,所述脉冲发生器还被配置为在所述时段过去之后将所述控制信号转换为具有所述第二状态。
9.根据权利要求8所述的继电器控制电路,其中,所述第一电压至少对应于所述多个继电器中的每个继电器的最小拾取电压,所述第二电压至少对应于所述多个继电器中的每个继电器的最小保持电压,并且所述时段至少对应于所述多个继电器中的每个继电器的最小设定持续时间。
10.根据权利要求4所述的继电器控制电路,其中所述脉冲发生器包括被编程为提供所述控制信号的处理器。
11.根据权利要求10所述的继电器控制电路,其中所述继电器是第一继电器,所述继电器控制信号是第一继电器控制信号,所述继电器控制电路配置为用于与包括所述第一继电器和第二继电器的多个继电器一起使用,所述第二继电器具有电耦合到所述第一继电器的所述线圈电压输入端的线圈电压输入端,并且其中所述处理器被编程为响应于具有能够激励所述第二继电器的第一状态的第二继电器控制信号而提供具有所述第一状态的所述控制信号持续所述时段,所述第二继电器控制信号具有不能够激励所述第二继电器的第二状态。
12.根据权利要求1所述的继电器控制电路,其中所述继电器是第一继电器,所述继电器控制信号是第一继电器控制信号,所述二极管是第一二极管,并且所述继电器控制电路被配置为用于与包括所述第一继电器和第二继电器的多个继电器一起使用,所述第二继电器具有电耦合到所述第一继电器的所述线圈电压输入端的线圈电压输入端,所述继电器控制电路还包括:
第二二极管,其具有接收所述第一继电器控制信号的阳极和电耦合到所述脉冲发生器的输入端的阴极;以及
第三二极管,其具有接收第二继电器控制信号的阳极,所述第二继电器控制信号具有能够激励所述第二继电器的第一状态和不能够激励所述第二继电器的第二状态,所述第三二极管具有电耦合到所述脉冲发生器的所述输入端的阴极。
13.根据权利要求12所述的继电器控制电路,其中所述脉冲发生器还被配置为,响应于具有所述第一状态的所述第二继电器控制信号,输出具有所述第一状态的所述控制信号持续所述时段,并且在所述时段过去之后将所述控制信号转换为具有所述第二状态,并且其中所述脉冲发生器是单稳态多谐振荡器和RC延迟电路中的一个。
14.根据权利要求1所述的继电器控制电路,其中所述继电器是第一继电器,并且其中所述继电器控制电路被配置为用于与包括所述第一继电器和至少一个附加的继电器的多个继电器一起使用,所述至少一个附加的继电器中的每个附加的继电器具有电耦合到所述第一继电器的所述线圈电压输入端的线圈电压输入端。
15.一种控制继电器的方法,包括:
接收具有第一状态和第二状态中的一个的继电器控制信号;
响应于具有所述第一状态的所述继电器控制信号,可切换地将所述继电器的线圈电压输入端耦合到能够激励处于去激励状态的所述继电器的第一电压;
将所述继电器的所述线圈电压输入端保持在所述第一电压持续足以激励所述继电器的时段;
使用其阳极电耦合到第二电压且其阴极电耦合到所述继电器的所述线圈电压输入端的二极管在所述时段期间将所述第二电压与所述第一电压隔离;以及
响应于所述时段的期满,可切换地将所述继电器的所述线圈电压输入端耦合到所述第二电压,其中所述第二电压低于所述第一电压。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述第二电压能够将所述继电器保持在激励的状态但不能够激励所述继电器。
17.根据权利要求15所述的方法,其中所述继电器是第一继电器并且所述继电器控制信号是第一继电器控制信号,所述方法还包括:
接收具有第一状态和第二状态的第二继电器控制信号;
响应于具有所述第一状态的所述第二继电器控制信号,可切换地将所述第一继电器的所述线圈电压输入端以及第二继电器的线圈电压输入端耦合到所述第一电压;
将所述第一继电器的所述线圈电压输入端和所述第二继电器的所述线圈电压输入端保持在所述第一电压持续足以激励所述第一继电器和所述第二继电器的所述时段;以及
响应于所述时段的期满,可切换地将所述第一继电器的所述线圈电压输入端和所述第二继电器的所述线圈电压输入端耦合到所述第二电压。
18.一种继电器控制电路,其被配置为用于与具有线圈电压输入端的继电器一起使用,所述继电器控制电路包括:
第一输入端,其接收能够激励处于去激励状态的所述继电器的第一电压;
第二输入端,其接收能够将所述继电器保持在激励状态的第二电压,所述第二电压小于所述第一电压;
响应于具有第一状态和第二状态中的一个的继电器控制信号的切换装置,其用于响应于具有所述第一状态的所述继电器控制信号,可切换地将所述线圈电压输入端耦合到所述第一输入端持续足以激励所述继电器的时段,并且响应于所述时段的期满,可切换地将所述线圈电压输入端耦合到所述第二输入端;以及
串联电耦合在所述第二输入端和所述线圈电压输入端之间的二极管,其中所述二极管的阳极电耦合到所述第二输入端,并且所述二极管的阴极电耦合到所述线圈电压输入端。
19.根据权利要求18所述的继电器控制电路,其中所述继电器是第一继电器,并且其中所述切换装置包括响应于具有所述第一状态和所述第二状态中的一个的所述继电器控制信号用于进行如下操作的装置:用于响应于具有所述第一状态的所述继电器控制信号,可切换地将所述第一继电器的所述线圈电压输入端和第二继电器的线圈电压输入端耦合到所述第一输入端持续足以激励所述第一继电器和所述第二继电器的所述时段,并且响应于所述时段的期满,可切换地将所述第一继电器的所述线圈电压输入端和所述第二继电器的所述线圈电压输入端耦合到所述第二输入端。
20.根据权利要求18所述的继电器控制电路,其中所述第一电压至少对应于所述继电器的最小拾取电压,所述第二电压至少对应于所述继电器的最小保持电压,并且所述时段至少对应于所述继电器的最小设定持续时间。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015117593A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Eaton Electrical Ip Gmbh & Co. Kg Steuervorrichtung für einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts
CN110113137B (zh) * 2019-05-17 2021-07-30 石家庄科林电气股份有限公司 一种消除数据传输干扰的方法
CN209881490U (zh) * 2019-06-19 2019-12-31 深圳光峰科技股份有限公司 电源切换电路及电源装置
CN113053696A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 施耐德电气工业公司 用于接触器的控制电路及其控制方法
US11257645B2 (en) * 2020-01-13 2022-02-22 Hamilton Sundstrand Corporation Relay drive with power supply economizer
US20210249872A1 (en) * 2020-02-06 2021-08-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417651B1 (en) * 2000-05-02 2002-07-09 James W. Kronberg Digitally-controlled AC voltage stabilizer
US20050012505A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-20 Carrier Corporation Control of relay opening events
CN101106040A (zh) * 2007-08-10 2008-01-16 江苏西蒙奇通电器有限公司 继电器电气控制电路装置
EP1956622A2 (en) * 2007-02-06 2008-08-13 Yazaki Corporation Relay control apparatus
US20110109168A1 (en) * 2008-05-30 2011-05-12 Yazaki Corporation Relay controller

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3852646A (en) * 1970-12-28 1974-12-03 Design Elements Inc Solenoid drive circuit
US4143283A (en) 1978-01-17 1979-03-06 General Atomic Company Battery backup system
US4729056A (en) * 1986-10-02 1988-03-01 Motorola, Inc. Solenoid driver control circuit with initial boost voltage
US5633779A (en) 1995-05-01 1997-05-27 Thomas Lighting Relay control circuit and method for controlling a relay
US6094086A (en) * 1997-05-12 2000-07-25 Industrial Technology Research Institute High drive CMOS output buffer with fast and slow speed controls
US5975057A (en) * 1998-04-02 1999-11-02 Motorola Inc. Fuel injector control circuit and system with boost and battery switching, and method therefor
US5986896A (en) * 1998-09-29 1999-11-16 Allen-Bradley Company, Llc Programmable controller having a system for reducing energy consumption of relay outputs
US6100605A (en) * 1998-10-27 2000-08-08 Liebert Corporation Neutral bonding system for uninteruptible power supply
DE29909901U1 (de) * 1999-06-08 1999-09-30 Moeller Gmbh Elektronische Antriebssteuerung für einen Schützantrieb
US6666676B2 (en) * 2000-08-17 2003-12-23 Comercial Acros Whirlpool S.A. De C.V. Programmable burner for gas stoves
US6674628B1 (en) * 2002-01-25 2004-01-06 Credence Systems Corporation Pulse-width modulated relay
US20030227785A1 (en) 2002-06-06 2003-12-11 Johnson Robert W. On-line uninterruptible power supplies with two-relay bypass circuit and methods of operation thereof
DE10235297B3 (de) 2002-08-02 2004-02-19 Moeller Gmbh Steueranordnung für einen elektromagnetischen Antrieb
US7057870B2 (en) * 2003-07-17 2006-06-06 Cummins, Inc. Inductive load driver circuit and system
WO2008142824A1 (ja) 2007-05-18 2008-11-27 Panasonic Corporation リレー駆動回路、及びそれを用いた電池パック
US8614595B2 (en) 2008-11-14 2013-12-24 Beniamin Acatrinei Low cost ultra versatile mixed signal controller circuit
US8896152B2 (en) 2011-06-30 2014-11-25 Schneider Electric It Corporation Systems and methods for operating an uninterruptible power supply

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417651B1 (en) * 2000-05-02 2002-07-09 James W. Kronberg Digitally-controlled AC voltage stabilizer
US20050012505A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-20 Carrier Corporation Control of relay opening events
EP1956622A2 (en) * 2007-02-06 2008-08-13 Yazaki Corporation Relay control apparatus
CN101106040A (zh) * 2007-08-10 2008-01-16 江苏西蒙奇通电器有限公司 继电器电气控制电路装置
US20110109168A1 (en) * 2008-05-30 2011-05-12 Yazaki Corporation Relay controller

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AU2013372965A1 (en) 2015-07-23

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