CN109300740A - 一种继电器和电磁阀的控制电路及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电流型感性负载控制领域，尤其是一种继电器和电磁阀的控制电路及其控制方法；包括异或门元件、延时芯片、感性元件和开关管，开关管包括第一开关管和第二开关管；异或门元件的第一输入端对外连接控制信号，其输出端与第一开关管的第一端电连接；延时芯片的输入端对外连接控制信号，其输出端分别与异或门元件的第二输入端、第二开关管的第一端电连接；感性元件的一端分别与第一开关管的第二端、第二开关管的第二端电连接，其另一端外接直流电压；感性元件并联有与直流电压方向相反的续流二极管，第二开关管的第一端与感性元件的电连接通路上设有限流电阻。本发明能保持较快启动速度和关断速度，同时降低感性负载的关断反电势。
Description
技术领域
本发明涉及电流型感性负载控制领域，尤其是一种继电器和电磁阀的控制电路及其控制方法。
背景技术
继电器和电磁阀是电控制器件，通常应用于自动化的电路中，是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，继电器控制输出电路导通或断开，电磁阀控制管道上液体或气体的流动或截止。
如图1所示，目前继电器和电磁阀常以控制器或单片机通过一只三极管驱动继电器(或电磁阀)的控制电路，但是这种控制电路中，启动电流和工作电流不能切换，功耗大，并导致关断时的反电势较大，在集成化程度高的环境下，容易产生电磁干扰；不能同时满足启动电流大、响应快和关断电流小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种继电器和电磁阀的控制电路及其控制方法，克服因启动电流和工作电流不能切换造成的功耗大及关断反电势大的缺陷。
本发明的技术方案为：
一种继电器和电磁阀的控制电路，包括异或门元件、延时芯片、感性元件和开关管，其特征在于：
所述开关管包括第一开关管和第二开关管；异或门元件的第一输入端对外连接控制信号，异或门元件的输出端与第一开关管的第一端电连接；所述延时芯片的输入端对外连接控制信号，延时芯片的输出端分别与异或门元件的第二输入端、第二开关管的第一端电连接；感性元件的一端分别与第一开关管的第二端、第二开关管的第二端电连接，感性元件的另一端外接直流电压；感性元件并联有与直流电压方向相反的续流二极管，第二开关管的第一端与感性元件的电连接通路上设有用于降低感性元件工作电流的限流电阻。
感性元件为继电器或电磁阀。
第一开关管的第一端和第三端之间以及第二开关管的第一端和第三端之间分别并联有接地电阻，所述接地电阻并联有滤波电容；所述接地电阻分别将第一开关管的第一端和第二开关管下拉接地，滤波电容去除干扰信号。
控制电路还设有用于防止开关管电压过大的分压电阻，分压电阻分别串接于异或门元件与第一开关管之间的通路以及延时芯片与第二开关管之间的通路上。
第一开关管和第二开关管为晶体三极管或场效应管。
延时芯片的输入端接有用于调节延时时长的延时电容和充电电阻；其中，延时电容跨接在延时芯片的输入端和接地端上，充电电阻的一端电连接延时芯片的输入端，另一端电连接控制信号。
所述继电器、电磁阀控制电路包括以下控制方法：
向所述异或门元件和延时芯片输入高电平信号，由于延时芯片的延时作用，所述第一开关管导通，第二开关管暂时截止；接通直流电压，使直流电压流通第一开关管，启动感性元件；延时芯片输出高电平信号至异或门元件和第二开关管，第二开关管导通，异或门元件输出低电平，第一开关管截止，第二开关管以低于启动电流的工作电流维持感性元件工作。
本发明的有益效果：通过延时电路以及异或逻辑结构，以较高的电流启动电流型感性负载，并以较低的电流维持其工作，保持较快启动速度和关断速度，同时降低。感性负载的关断反电势。
附图说明
图1：现有技术提供的一种继电器和电磁阀的控制电路。
图2：本发明实施例提供的一种继电器和电磁阀的控制电路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合附图和实施例，对本发明作进一步的描述。
实施例
如图2所示，本发明实施例1提供的一种继电器和电磁阀的控制电路，包括：异或门元件U1、延时芯片U2、感性元件和开关管。
开关管包括第一开关管Q1和第二开关管Q2；异或门元件U1的第一输入端对外连接控制信号RelayC，异或门元件U1的输出端与第一开关管Q1的第一端电连接；延时芯片U2的输入端对外连接控制信号RelayC，延时芯片U2的输出端分别与异或门元件U1的第二输入端、第二开关管Q2的第一端电连接；感性元件的一端分别与第一开关管Q1的第二端、第二开关管Q2的第二端电连接，感性元件的另一端外接直流电压VCC；感性元件并联有与直流电压VCC方向相反的续流二极管D1，第二开关管Q2的第一端与感性元件的电连接通路上设有用于降低感性元件工作电流的限流电阻R1。
其中，感性元件为继电器或电磁阀；第一开关管Q1可以是晶体三极管或场效应管，第二开关管Q2也可以是晶体三极管或场效应管。如果第一开关管Q1和第二开关管Q2是晶体三极管，第一开关管Q1和第二开关管Q2的第一端可以为基极，，第二端可以为集电极，第三端可以为发射极；如果第一开关管Q1和第二开关管Q2是场效应管，第一开关管Q1和第二开关管Q2的第一端可以为漏极，，第二端可以为源极，第三端可以为栅极。
在第一开关管Q1的第一端和第三端之间以及第二开关管Q2的第一端和第三端之间分别并联接地电阻R4和R5，并在接地电阻R4和R5的旁路分别并联滤波电容C1和C2；其中，接地电阻R4和R5分别将第一开关管Q1和第二开关管Q2的第一端下拉接地，滤波电容C1和C2去除干扰信号。
异或门元件U1与第一开关管Q1之间的通路，以及延时芯片U2与第二开关管Q2之间的通路上分别串接有防止开关管电压过大的分压电阻R2和R3。
延时芯片U2的延时时长可以通过在其输入端接延时电容C3和充电电阻R6设定，电容值越大则延时时间越长；其中，延时电容C3跨接在延时芯片U2的输入端和接地端上，充电电阻R6的一端电连接延时芯片C3的输入端，另一端电连接控制信号RelayC。
继电器、电磁阀控制电路用于控制继电器或电磁阀的闭合或分离。其中，向异或门元件U1和延时芯片U2输入高电平信号，由于延时芯片U2具有延时作用，异或门元件U1的两个输入端的输入信号不同，输出高电平信号，第一开关管Q1导通，第二开关管Q2暂时截止；接通直流电压，使直流电压流通第一开关管Q1，继电器(或电磁阀)闭合；延时芯片U2输出高电平信号至异或门元件U1和第二开关管Q2，第二开关管Q2导通，异或门元件U1的两个输入端的输入信号均为高电平，异或门元件U1输出低电平，第一开关管Q1截止，第二开关管Q2以低于启动电流的工作电流维持继电器(或电磁阀)的闭合状态。
在本发明与现有技术相比，由于启动电流与工作电流分开控制，通过第一开关管Q1导通的启动电流较大，能较快地启动继电器(或电磁阀)，当第一开关管Q1截止而第二开关管Q2导通后，限流电阻降低了工作电流，工作电流维持继电器(或电磁阀)的闭合状态。在需要断开继电器(或电磁阀)时，由于工作电流较小，能有效减少关断时间短，和降低继电器(或电磁阀)产生的反电势。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个所述特征。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种继电器和电磁阀的控制电路，包括异或门元件、延时芯片、感性元件和开关管，其特征在于：
所述开关管包括第一开关管和第二开关管；所述异或门元件的第一输入端对外连接控制信号，异或门元件的输出端与第一开关管的第一端电连接；所述延时芯片的输入端对外连接控制信号，延时芯片的输出端分别与异或门元件的第二输入端、第二开关管的第一端电连接；
所述感性元件的一端分别与第一开关管的第二端、第二开关管的第二端电连接，感性元件的另一端外接直流电压；感性元件并联有与直流电压方向相反的续流二极管，第二开关管的第一端与感性元件的电连接通路上设有用于降低感性元件工作电流的限流电阻。
2.根据权利要求1所述的一种继电器和电磁阀的控制电路，其特征在于：所述的感性元件为继电器或电磁阀。
3.根据权利要求2所述的一种继电器和电磁阀的控制电路，其特征在于：所述第一开关管的第一端和第三端之间以及第二开关管的第一端和第三端之间分别并联有接地电阻，所述接地电阻并联有滤波电容；所述接地电阻分别将第一开关管的第一端和第二开关管的第一端下拉接地，滤波电容去除干扰信号。
4.根据权利要求2所述的一种继电器和电磁阀的控制电路，其特征在于：所述的控制电路设有用于防止开关管电压过大的分压电阻，分压电阻分别串接于异或门元件与第一开关管之间的通路以及延时芯片与第二开关管之间的通路。
5.根据权利要求3或4所述的一种继电器和电磁阀的控制电路，其特征在于：所述第一开关管为晶体三极管或场效应管。
6.根据权利要求3或4所述的一种继电器和电磁阀的控制电路，其特征在于：所述第二开关管为晶体三极管或场效应管。
7.根据权利要求1所述的一种继电器和电磁阀的控制电路，其特征在于：所述延时芯片的输入端接有用于调节延时时长的延时电容和充电电阻；其中，延时电容跨接在延时芯片的输入端和接地端上，充电电阻的一端电连接延时芯片的输入端，另一端电连接控制信号。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种继电器和电磁阀的控制电路，其特征在于，所述继电器、电磁阀控制电路包括以下控制方法：
向所述异或门元件和延时芯片输入高电平信号，由于延时芯片的延时作用，所述第一开关管导通，第二开关管暂时截止；
接通直流电压，使直流电压流通第一开关管，启动感性元件；
延时芯片输出高电平信号至异或门元件和第二开关管，第二开关管导通，异或门元件输出低电平，第一开关管截止，第二开关管以低于启动电流的工作电流维持感性元件工作。
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