CN111313363A - 一种过流保护继电器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种过流保护继电器;包括继电器控制电路、继电器输出电路、过流反馈电路、基准电路、延时电路;本发明通过过载保护电路保证电路的安全可靠。且过载保护集成在继电器中,使产品小型化,避免复杂的过载保护电路,使过载保护得以简单化。

Description

一种过流保护继电器
技术领域
本发明涉及一种过流保护继电器。
背景技术
固体继电器一般作为电路中作信号转换、传输等作用,其在电路中主要是作为一种隔离开关;但是在电路中控制开关时可能会出现负载端出现过流,从而烧坏开关甚至整套电路的情况;为避免这种过流烧坏电路的情况,一般在电路中会设计出过流保护电路。现有的过流保护电路比较复杂,且需要用户单独设计保护电路。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种过流保护继电器。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种过流保护继电器;包括继电器控制电路、继电器输出电路、过流反馈电路、基准电路、延时电路;
所述继电器控制电路分别与继电器输出电路、基准电路连接;
所述继电器输出电路通过二极管反向抑制电路,通过三极管放点放大后通过MOS管控制继电器输出;
所述基准电路与过流反馈电路连接,通过放大器判断继电器输出电压,通过稳压器输出更加精准的电压值;
所述过流反馈电路与继电器输出电路连接;
所述过流反馈电路还与延时电路连接。
所述继电器控制电路包括光电耦合器U1,光电耦合器U1的输入端正极与电阻R4后极连接,电阻R4另一极与电阻R1连接,电阻R1与TVS管D1的正极连接,TVS管D1的负极与二极管D2的负极连接,二极管D2的正极与继电器的输入端正极连接,所述光电耦合器U1的输入端负极与三极管Q2的集电极连接,三极管Q2的发射机与继电器的输入端负极连接,三极管Q2的基极与二极管D3的负极连接,二极管D3的正极与电阻R3和开关二极管V1负极共同连接,电阻R3的另一端与电阻R1的后极连接,开关二极管V1的负极与继电器的输入端负极连接。
所述继电器输出电路包括MOS管Q4,MOS管Q4的漏记与继电器的输出端正极连接,MOS管Q4的栅极与二极管D5的负极连接,二极管D5的正极与光电耦合器U1的输出端正极连接,MOS管Q4的源极与光电耦合器U1的输出端负极连接,光电耦合器U1的输出端负极还与继电器的输出端负极连接,MOS管Q4的栅极和源极还分别与三极管Q3的发射极和集电极连接,三极管Q3的基极与二极管D5的正极连接,光电耦合器U1的输出端正负极之间还通过电阻R8连接。
所述基准电路包括稳压器WY,稳压器WY的输入端与电阻R2连接,电阻R2的另一端与TVS管D1的正极连接,稳压器WY的输出端与电阻R6、电阻R7依次连接,电阻R7与继电器输出端负极连接,稳压器WY的输入端和输出端还分别与电容连接后与其接地端共同接入继电器的输入端负极。
所述过流反馈电路包括电流传感器DL、放大器BJ,电流传感器DL的感应端接入继电器的输出端负极,电流传感器DL和放大器BJ的VCC端均与稳压器WY的输出端连接,电流传感器DL的输出端与电阻R10连接,电阻R10的另一端与放大器BJ的输入端正极连接,放大器BJ的输出端与二极管D4的正极连接,二极管D4的负极与开关二极管V1的检测脚连接,开关二极管V1的检测脚通过电阻与继电器的输入端负极连接,电流传感器DL和放大器BJ的接地端均接入继电器的输入端负极,放大器BJ的VCC端和其输出端之间还连接有电阻R5。
所述延时电路包括电阻R10,电阻R10连接在电流传感器DL和放大器BJ之间的连接线路上,电阻R10与电路传感器DL连接的一端还与二极管D6的正极连接,二极管D6的负极与二极管D7的正极连接,二极管D7的负极接入继电器的输出端负极,电阻R10与放大器连接的一端还与电容C4连接,电容C4的另一端接入继电器的输入端负极。
所述继电器控制电路还设置MOS管Q1作为反馈开关,反馈开关为MOS管Q1,MOS管Q1的栅极与光电耦合器U1的输入端正极连接,源极与继电器输入端负极连接,漏极输出反馈电流反馈继电器状态。
本发明的有益效果在于:通过过载保护电路保证电路的安全可靠。且过载保护集成在继电器中,使产品小型化,避免复杂的过载保护电路,使过载保护得以简单化。
附图说明
图1是本发明的电路原理图;
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
一种过流保护继电器;包括继电器控制电路、继电器输出电路、过流反馈电路、基准电路、延时电路;
所述继电器控制电路分别与继电器输出电路、基准电路连接;
所述继电器输出电路通过二极管反向抑制电路,通过三极管放点放大后通过MOS管控制继电器输出;
所述基准电路与过流反馈电路连接,通过放大器判断继电器输出电压,通过稳压器输出更加精准的电压值;
所述过流反馈电路与继电器输出电路连接;
所述过流反馈电路还与延时电路连接。
所述继电器控制电路包括光电耦合器U1,光电耦合器U1的输入端正极与电阻R4后极连接,电阻R4另一极与电阻R1连接,电阻R1与TVS管D1的正极连接,TVS管D1的负极与二极管D2的负极连接,二极管D2的正极与继电器的输入端正极连接,所述光电耦合器U1的输入端负极与三极管Q2的集电极连接,三极管Q2的发射机与继电器的输入端负极连接,三极管Q2的基极与二极管D3的负极连接,二极管D3的正极与电阻R3和开关二极管V1负极共同连接,电阻R3的另一端与电阻R1的后极连接,开关二极管V1的负极与继电器的输入端负极连接。二极管D2作为继电器反向抑制用,可以避免反向加电时,烧坏产品。TVS管D1为分压作用,当输入端电压过高时,降低后极电压。电阻R1、R4作为限流电阻。光电耦合器U1当通过电流时,输出电信号,控制后极电路。三极管Q2作为继电器输入端的回路控制,三极管Q2接通,继电器接通,三极管Q2关断,继电器关断。电阻R3作为三极管Q2和开关二极管V1的限流电阻。二极管D3作为拉高三极管Q2基极的控制电压,使开关二极管V1导通时,三极管Q2能够完全截止。当开关二极管V1关断时,三极管Q2接通,继电器正常工作,当开关二极管V1接通,三极管Q2关断。电阻R2作为稳压器WY的分压电阻。
所述继电器输出电路包括MOS管Q4,MOS管Q4的漏记与继电器的输出端正极连接,MOS管Q4的栅极与二极管D5的负极连接,二极管D5的正极与光电耦合器U1的输出端正极连接,MOS管Q4的源极与光电耦合器U1的输出端负极连接,光电耦合器U1的输出端负极还与继电器的输出端负极连接,MOS管Q4的栅极和源极还分别与三极管Q3的发射极和集电极连接,三极管Q3的基极与二极管D5的正极连接,光电耦合器U1的输出端正负极之间还通过电阻R8连接。电阻R8为上拉电阻,二极管D5作为抑制栅极电压反向抑制作用。三极管Q3作为栅极放电放大作用。MOS管Q4为继电器开关。光电耦合器U1通过光耦合隔离,驱动MOS管Q4接通或者关断。
所述基准电路包括稳压器WY,稳压器WY的输入端与电阻R2连接,电阻R2的另一端与TVS管D1的正极连接,稳压器WY的输出端与电阻R6、电阻R7依次连接,电阻R7与继电器输出端负极连接,稳压器WY的输入端和输出端还分别与电容连接后与其接地端共同接入继电器的输入端负极。电阻R6和电阻R7组成基准电路,分给放大器BJ进行判断。稳压器WY使基准电路和电流传感器DL获得更好的电压值。从而使输出更精准。
所述过流反馈电路包括电流传感器DL、放大器BJ,电流传感器DL的感应端接入继电器的输出端负极,电流传感器DL和放大器BJ的VCC端均与稳压器WY的输出端连接,电流传感器DL的输出端与电阻R10连接,电阻R10的另一端与放大器BJ的输入端正极连接,放大器BJ的输出端与二极管D4的正极连接,二极管D4的负极与开关二极管V1的检测脚连接,开关二极管V1的检测脚通过电阻与继电器的输入端负极连接,电流传感器DL和放大器BJ的接地端均接入继电器的输入端负极,放大器BJ的VCC端和其输出端之间还连接有电阻R5。电流传感器DL接入继电器的输出端,感应输出端电流大小,然后电流传感器DL输出信号给放大器BJ。放大器BJ通过获取信号进行判断,输出高电平或低电平。
所述延时电路包括电阻R10,电阻R10连接在电流传感器DL和放大器BJ之间的连接线路上,电阻R10与电路传感器DL连接的一端还与二极管D6的正极连接,二极管D6的负极与二极管D7的正极连接,二极管D7的负极接入继电器的输出端负极,电阻R10与放大器连接的一端还与电容C4连接,电容C4的另一端接入继电器的输入端负极。延时电路避免容性负载的误触发
所述继电器控制电路还设置MOS管Q1作为反馈开关,反馈开关为MOS管Q1,MOS管Q1的栅极与光电耦合器U1的输入端正极连接,源极与继电器输入端负极连接,漏极输出反馈电流反馈继电器状态。
电路中电容C3作为滤波电容。电阻R5作为比较器输出低电平时的限流电阻。
开关二极管V1作为维持电路,当开关二极管V1获得比较器输出的高低电平时,控制开关二极管V1的是否接通或关断。当开关二极管V1获得高电平时,开关二极管V1接通,并保持接通状态。二极管D4作为防止开关二极管V1重新流入放大器BJ端,电阻R9作为下拉电阻。
MOS管Q1作为反馈状态开关,当继电器接通时,MOS管Q1关断,状态端处于高阻状态,当继电器接通时,MOS管Q1接通,状态端处于低阻状态。
本发明为在继电器中集成过流保护电路,从而达到保护继电器在工作过程中,避免由于过流时造成继电器甚至电路的损坏。
由于在继电器中集成了过流保护电路,用户在使用过程中不需要额外增加过流保护。
本发明采用了霍尔电流传感器与比较器组成的负载电流反馈电路,避免使用单片机等复杂电路,使整个电路简洁。
本发明使用了稳压器与基准电路组成的基准源,使过流保护更加精确可控。
本发明使用了比较器与可控硅组成的过流信号反馈电路,通过比较器的判断,将信号传递给可控硅,从而使可控硅接通或者关断。
本发明使用可控硅与三极管组成的继电器控制电路,当可控硅关断时,三极管正常接通,使继电器正常接通;当可控硅接通时,三极管截止,继电器关断。
本发明采用了过流反馈电路,可以反馈继电器通断状态情况。
本发明使用了延时保护电路,使可以避免继电器的误动作。
本发明的继电器功能为光耦合驱动结构,输出端仍采用MOS管作为负载的开关。当输入端in+加电时,输出端out正常接通,反馈状态到in-端为高阻状态;当输出端电流过载时,继电器输出端out断开,这时状态到in-端由高阻状态变为低阻状态,且继电器输出端out保持断开状态。输入端in端去电后并重新加电,继电器重新恢复正常工作状态。
继电器过流保护工作的原理是:负载端接入霍尔电流传感器,通过电流传感器,感应输出端负载电流大小,电流传感器将获取的信号传递给比较器,由于电流传感器传递的是一个电压信号,通过设置的基准电路,比较器进行基准电路输出的电压信号和电流传感器输出的电压信号比较,当电流传感器输出的电压大于基准电路输出的电压时,电流传感器输出高电平;当电流传感器传递输出的电压小于基准电路输出的电压时,比较器输出低电平。
基准电路的原理:根据保护电流,设计基准值,通过高精度的电阻分压,获得基准电压值。并通过基准电压源,避免供电不稳定造成基准源的偏差。
反馈电路工作原理:比较器输出的高电平信号或低电平信号,传递给反馈电路,当传递的信号为高电平时,通过反馈电路使继电器断开,并维持断开状态,当传递的信号为低电平时,继电器正常工作。
状态端的工作原理:反馈电路还将信号传递给状态端,当反馈信号为高电平使,状态端为接通的低阻状态,当反馈电路传递的为低电平时,状态端为关断的高阻状态。

Claims (7)

1.一种过流保护继电器,其特征在于:包括继电器控制电路、继电器输出电路、过流反馈电路、基准电路、延时电路;
所述继电器控制电路分别与继电器输出电路、基准电路连接;
所述继电器输出电路通过二极管反向抑制电路,通过三极管放点放大后通过MOS管控制继电器输出;
所述基准电路与过流反馈电路连接,通过放大器判断继电器输出电压,通过稳压器输出更加精准的电压值;
所述过流反馈电路与继电器输出电路连接;
所述过流反馈电路还与延时电路连接。
2.如权利要求1所述的过流保护继电器,其特征在于:所述继电器控制电路包括光电耦合器U1,光电耦合器U1的输入端正极与电阻R4后极连接,电阻R4另一极与电阻R1连接,电阻R1与TVS管D1的正极连接,TVS管D1的负极与二极管D2的负极连接,二极管D2的正极与继电器的输入端正极连接,所述光电耦合器U1的输入端负极与三极管Q2的集电极连接,三极管Q2的发射机与继电器的输入端负极连接,三极管Q2的基极与二极管D3的负极连接,二极管D3的正极与电阻R3和开关二极管V1负极共同连接,电阻R3的另一端与电阻R1的后极连接,开关二极管V1的负极与继电器的输入端负极连接。
3.如权利要求1所述的过流保护继电器,其特征在于:所述继电器输出电路包括MOS管Q4,MOS管Q4的漏记与继电器的输出端正极连接,MOS管Q4的栅极与二极管D5的负极连接,二极管D5的正极与光电耦合器U1的输出端正极连接,MOS管Q4的源极与光电耦合器U1的输出端负极连接,光电耦合器U1的输出端负极还与继电器的输出端负极连接,MOS管Q4的栅极和源极还分别与三极管Q3的发射极和集电极连接,三极管Q3的基极与二极管D5的正极连接,光电耦合器U1的输出端正负极之间还通过电阻R8连接。
4.如权利要求1所述的过流保护继电器,其特征在于:所述基准电路包括稳压器WY,稳压器WY的输入端与电阻R2连接,电阻R2的另一端与TVS管D1的正极连接,稳压器WY的输出端与电阻R6、电阻R7依次连接,电阻R7与继电器输出端负极连接,稳压器WY的输入端和输出端还分别与电容连接后与其接地端共同接入继电器的输入端负极。
5.如权利要求1所述的过流保护继电器,其特征在于:所述过流反馈电路包括电流传感器DL、放大器BJ,电流传感器DL的感应端接入继电器的输出端负极,电流传感器DL和放大器BJ的VCC端均与稳压器WY的输出端连接,电流传感器DL的输出端与电阻R10连接,电阻R10的另一端与放大器BJ的输入端正极连接,放大器BJ的输出端与二极管D4的正极连接,二极管D4的负极与开关二极管V1的检测脚连接,开关二极管V1的检测脚通过电阻与继电器的输入端负极连接,电流传感器DL和放大器BJ的接地端均接入继电器的输入端负极,放大器BJ的VCC端和其输出端之间还连接有电阻R5。
6.如权利要求1所述的过流保护继电器,其特征在于:所述延时电路包括电阻R10,电阻R10连接在电流传感器DL和放大器BJ之间的连接线路上,电阻R10与电路传感器DL连接的一端还与二极管D6的正极连接,二极管D6的负极与二极管D7的正极连接,二极管D7的负极接入继电器的输出端负极,电阻R10与放大器连接的一端还与电容C4连接,电容C4的另一端接入继电器的输入端负极。
7.如权利要求1所述的过流保护继电器,其特征在于:所述继电器控制电路还设置MOS管Q1作为反馈开关,反馈开关为MOS管Q1,MOS管Q1的栅极与光电耦合器U1的输入端正极连接,源极与继电器输入端负极连接,漏极输出反馈电流反馈继电器状态。
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