CN111211008B - 一种具备过欠压保护的直流继电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备过欠压保护的直流继电器，包括直流线圈继电器、欠压比较电路、过压比较电路、第一参考基准电压产生电路和第二参考基准电压产生电路，直流线圈继电器的输入端用于接收输入电压，直流线圈继电器的外部控制端用于接收外部控制信号；两个电压产生电路产生第一参考基准电压和第二参考基准电压，第一参考基准电压低于第二参考基准电压；欠压比较电路用于比较输入电压和第一参考基准电压；过压比较电路用于比较输入电压和第二参考基准电压；直流线圈继电器在输入电压高于第一参考基准电压且低于参考基准电压时，仅受外部控制信号控制。本发明能够灵活设定过欠压保护值，并且不需要外部主动控制器件。

Description

一种具备过欠压保护的直流继电器
技术领域
本发明涉及电路控制技术领域，特别是涉及一种具备过欠压保护的直流继电器。
背景技术
继电器在各种电子电路中应用广泛，一般用于接通或断开电回路。在继电器的应用场景中常常需要在电压异常时切断回路，比如低压蓄电池组输出继电器需要在电池过充(过压)或过放(欠压)时将电池与负载切断以保护蓄电池组。市场中存在具备过欠压保护的继电器产品，但通常相对于普通继电器价格很高，在低成本系统中无法适用，另一种选择是通过具备采样控制功能的可编程器件对普通继电器进行控制，但同样存在增加成本及复杂度的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种具备过欠压保护的直流继电器，能够灵活设定过欠压保护值，并且不需要外部主动控制器件。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种具备过欠压保护的直流继电器，包括直流线圈继电器、欠压比较电路、过压比较电路、第一参考基准电压产生电路和第二参考基准电压产生电路，所述直流线圈继电器具有输入端、输出端、外部控制端、第一控制端和第二控制端，所述输入端用于接收输入电压，所述外部控制端用于接收外部控制信号；所述第一参考基准电压产生电路用于产生第一参考基准电压，将第一参考基准电压输入至欠压比较电路，所述第二参考基准电压产生电路用于产生第二参考基准电压，将第二参考基准电压输入至过压比较电路，其中，所述第一参考基准电压低于第二参考基准电压；所述欠压比较电路用于接收输入电压，将输入电压和第一参考基准电压进行比较，在输入电压低于第一参考基准电压时，向所述第一控制端发送第一电平信号，在输入电压高于第一参考基准电压时，向所述第一控制端发送第二电平信号；所述过压比较电路用于接收输入电压，将输入电压和第二参考基准电压进行比较，在输入电压高于第二参考基准电压时，向所述第二控制端发送第一电平信号，在输入电压低于第二参考基准电压时，向所述第二控制端发送第二电平信号；所述直流线圈继电器在第一控制端、第二控制端接收到第一电平信号时或者外部控制信号为第一电平信号时，断开输入端与输出端的电路连接，以及在第一控制端、第二控制端均接收到第二电平信号并且外部控制信号为第二电平信号时，接通输入端与输出端的电路连接。
作为本发明的一个优选实施例，还包括供电转换电路，所述供电转换电路用于接收输入电压，将输入电压转换为供电电压，为直流线圈继电器、欠压比较电路、过压比较电路供电。
作为本发明的一个优选实施例，所述第一电平信号为低电平信号，所述第二电平信号为高电平信号。
作为本发明的一个优选实施例，所述直流线圈继电器包括常开触点、控制线圈回路、N型三极管、电阻和三个二极管，所述常开触点的一端为输入端，另一端为输出端，所述N型三极管的基极分别连接电阻的一端以及三个二极管的正极，所述电阻的另一端以及控制线圈回路的一端连接接入供电电压，所述控制线圈回路的另一端连接N型三极管的集电极，所述N型三极管的发射极接地，所述三个二极管的负极分别与欠压比较电路、过压比较电路和外部控制信号连接。
区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：
1.采用直流线圈继电器与纯硬件电路搭建，响应速度快，可靠性高；
2.比较电路的输出可直接控制直流线圈继电器；
3.电路结构复杂度低，方便集成，减少继电器接线复杂度；
4.电路成本低，有利于降低系统成本。
附图说明
图1是本发明实施例的具备过欠压保护的直流继电器的结构示意图。
图2是图1所示的直流线圈继电器的具体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，是本发明实施例的具备过欠压保护的直流继电器的结构示意图。本实施例的具备过欠压保护的直流继电器包括直流线圈继电器10、欠压比较电路20、过压比较电路30、第一参考基准电压产生电路40和第二参考基准电压产生电路50，直流线圈继电器10具有输入端IN、输出端OUT、外部控制端CONF、第一控制端CON1和第二控制端CON2，输入端IN用于接收输入电压，外部控制端CONF用于接收外部控制信号。
第一参考基准电压产生电路40用于产生第一参考基准电压，将第一参考基准电压输入至欠压比较电路20，第二参考基准电压产生电路50用于产生第二参考基准电压，将第二参考基准电压输入至过压比较电路30，其中，第一参考基准电压低于第二参考基准电压。第一参考基准电压产生电路40和第二参考基准电压产生电路50可以通过对输入电压进行转换来得到第一参考基准电压和第二参考基准电压，第一参考基准电压和第二参考基准电压的具体电压值大小可以根据实际需要设定。
欠压比较电路20用于接收输入电压，将输入电压和第一参考基准电压进行比较，在输入电压低于第一参考基准电压时，向第一控制端CON1发送第一电平信号，在输入电压高于第一参考基准电压时，向第一控制端CON1发送第二电平信号；
过压比较电路30用于接收输入电压，将输入电压和第二参考基准电压进行比较，在输入电压高于第二参考基准电压时，向第二控制端CON2发送第一电平信号，在输入电压低于第二参考基准电压时，向第二控制端CON2发送第二电平信号。
直流线圈继电器10在第一控制端CON1、第二控制端CON2接收到第一电平信号时或者外部控制信号为第一电平信号时，断开输入端IN与输出端OUT的电路连接，以及在第一控制端CON1、第二控制端CON2均接收到第二电平信号并且外部控制信号为第二电平信号时，接通输入端IN与输出端OUT的电路连接。其中，第一控制端CON1或者第二控制端CON2接收到第一电平信号时，外部控制信号无论为第一电平信号还是第二电平信号，直流线圈继电器10始终断开输入端IN与输出端OUT的电路连接，第一控制端CON1和第二控制端CON2均接收到第二电平信号，但外部控制信号为第一电平信号时，直流线圈继电器10也断开输入端IN与输出端OUT的电路连接，只有第一控制端CON1和第二控制端CON2接收到第二电平信号并且外部控制信号为第二电平信号时，直流线圈继电器10才接通输入端IN与输出端OUT的电路连接。
需要注意的是，在同一时间，欠压比较电路20和过压比较电路30有且仅有一个会输出第一电平信号，因此只要有第一控制端CON1或者第二控制端CON2接收到第一电平信号，直流线圈继电器10就断开输入端IN与输出端OUT的电路连接，只有所有第一控制端CON1和第二控制端CON2均接收到第二电平信号时，直流线圈继电器10才会受外部控制信号控制。
在本实施例中，直流继电器还包括供电转换电路60，供电转换电路60用于接收输入电压，将输入电压转换为供电电压，为直流线圈继电器10、欠压比较电路20、过压比较电路30供电。
直流线圈继电器10内部的控制方式可以有多种，在本实施例中，第一电平信号为低电平信号，第二电平信号为高电平信号，直流线圈继电器10包括常开触点11、控制线圈回路12、N型三极管13、电阻14和三个二极管D，常开触点11的一端为输入端IN，另一端为输出端OUT，N型三极管13的基极分别连接电阻14的一端以及三个二极管D的正极，电阻14的另一端以及控制线圈回路12的一端连接接入供电电压，控制线圈回路12的另一端连接N型三极管13的集电极，N型三极管13的发射极接地，三个二极管D的负极分别与欠压比较电路20、过压比较电路30和外部控制信号连接。
三个二极管D的负极中的一个作为外部控制端CONF，其余两个分别作为第一控制端CON1和第二控制端CON2，控制线圈回路12在通电时，常开触点11闭合，输入端IN与输出端OUT连通，控制线圈回路12在断电时，常开触点11断开，输入端IN与输出端OUT断开。
通过上述方式，本发明的具备过欠压保护的直流继电器可实现过欠压保护值的灵活设定，且不需要外部主动控制器件，完全由纯硬件搭建，可靠性高、响应速度快，成本低。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种具备过欠压保护的直流继电器，其特征在于，包括直流线圈继电器、欠压比较电路、过压比较电路、第一参考基准电压产生电路和第二参考基准电压产生电路，所述直流线圈继电器具有输入端、输出端、外部控制端、第一控制端和第二控制端，所述输入端用于接收输入电压，所述外部控制端用于接收外部控制信号；
所述第一参考基准电压产生电路用于产生第一参考基准电压，将第一参考基准电压输入至欠压比较电路，所述第二参考基准电压产生电路用于产生第二参考基准电压，将第二参考基准电压输入至过压比较电路，其中，所述第一参考基准电压低于第二参考基准电压；第一参考基准电压产生电路和第二参考基准电压产生电路通过对输入电压进行转换来得到第一参考基准电压和第二参考基准电压；
所述欠压比较电路用于接收输入电压，将输入电压和第一参考基准电压进行比较，在输入电压低于第一参考基准电压时，向所述第一控制端发送第一电平信号，在输入电压高于第一参考基准电压时，向所述第一控制端发送第二电平信号；
所述过压比较电路用于接收输入电压，将输入电压和第二参考基准电压进行比较，在输入电压高于第二参考基准电压时，向所述第二控制端发送第一电平信号，在输入电压低于第二参考基准电压时，向所述第二控制端发送第二电平信号；
所述直流线圈继电器在第一控制端、第二控制端接收到第一电平信号时或者外部控制信号为第一电平信号时，断开输入端与输出端的电路连接，以及在第一控制端、第二控制端均接收到第二电平信号并且外部控制信号为第二电平信号时，接通输入端与输出端的电路连接。
2.根据权利要求1所述的具备过欠压保护的直流继电器，其特征在于，还包括供电转换电路，所述供电转换电路用于接收输入电压，将输入电压转换为供电电压，为直流线圈继电器、欠压比较电路、过压比较电路供电。
3.根据权利要求2所述的具备过欠压保护的直流继电器，其特征在于，所述第一电平信号为低电平信号，所述第二电平信号为高电平信号。
4.根据权利要求3所述的具备过欠压保护的直流继电器，其特征在于，所述直流线圈继电器包括常开触点、控制线圈回路、N型三极管、电阻和三个二极管，所述常开触点的一端为输入端，另一端为输出端，所述N型三极管的基极分别连接电阻的一端以及三个二极管的正极，所述电阻的另一端以及控制线圈回路的一端连接接入供电电压，所述控制线圈回路的另一端连接N型三极管的集电极，所述N型三极管的发射极接地，所述三个二极管的负极分别与欠压比较电路、过压比较电路和外部控制信号连接。
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