CN111508775A - 一种串联式继电器驱动电路及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种串联式继电器驱动电路及驱动方法，其中，串联式继电器驱动电路，包括继电器模块；继电器模块依次与稳压模块和电阻降压模块串联；继电器模块与控制模块通讯连接；控制模块输出高频信息驱动继电器模块。本发明提供的串联式继电器驱动电路，通过继电器模块依次与稳压模块和电阻降压模块串联的结构以及通过控制模块输出的高频信息驱动所述继电器模块，能够极大地减少整个电路系统的电流；另外，由于整个电路系统的所需要电流很小所以本实施例电路用电阻降压就可以满足欧规的待机功耗小于0.5W的要求，待机功耗小，同时减少了生产成本、降低了对空间的要求。

Description

一种串联式继电器驱动电路及驱动方法

技术领域

本发明涉及继电器领域，特别涉及一种串联式继电器驱动电路及驱动方法。

背景技术

继电器是一种电控制器件，是当输入量(激励量)的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。

继电器的工作需要与驱动电路配合，以24V继电器为例，传统的驱动继电器电路如图1所示，其驱动方法为RELAY输出恒定的高电平，三极管Q3导通，继电器吸合；RELAY输出恒定的低电平，Q3截止，继电器释放开。

由于24V-0.36W继电器的额定吸合电流15MA，所以传统方案的系统电流必须要大于15MA，才能保证继电器的正常工作。而电路中的电流大，则会造成待机功耗大的问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的待机功耗大的问题，本发明提供一种串联式继电器驱动电路及驱动方法，其中，串联式继电器驱动电路，包括继电器模块；所述继电器模块依次与稳压模块和电阻降压模块串联；所述继电器模块与控制模块通讯连接；所述控制模块输出高频信息驱动所述继电器模块。

进一步地，所述电阻降压模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和二极管D1，其中：

所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1阴极依次串联；所述二极管D1阳极与稳压模块接地端连接；

所述电阻R4和二极管D1的连接节点通过电阻R5与控制模块连接。

进一步地，所述二极管D1和稳压模块的连接节点依次通过蜂鸣器BZ、电阻R9与控制模块连接。

进一步地，所述电阻R1和电阻R4的阻值为1.8KΩ；所述电阻R2和电阻R3的阻值为6.8KΩ；所述电阻R5的阻值为2.2MΩ；所述电阻R9的阻值为1KΩ；所述二极管D1的型号为IN4007。

进一步地，所述稳压模块包括稳压管ZD2、电容C2、电容C3和保险丝J1，其中：

所述稳压管ZD2阴极、保险丝J1、电容C2正极、电容C3一端均与继电器模块连接；所述稳压管ZD2阳极、电容C2负极、电容C3另一端与所述二极管D1的阳极均接地连接。

进一步地，所述稳压管ZD2为5V稳压管；所述电容C2的型号为220μF/10V；所述电容C3的电容量为0.1μF。

进一步地，继电器模块包括继电器K1、二极管D2、三极管Q1、电容C1、电容C4、稳压管ZD1、电阻R6、电阻R7和电阻R8，其中：

所述继电器K1的触点一端与继电器K1的线圈一端、二极管D2阴极、电容C1正极、稳压管ZD1阴极均相互连接作为负载端；所述继电器K1的触点另一端为H端；继电器K1的线圈另一端、二极管D2阳极与三极管Q1集电极连接；所述电容C1负极、稳压管ZD1阳极与电阻R6一端、电阻R8一端均与电容C2阳极连接；所述电阻R6另一端与三极管Q1基极、电阻R7一端连接；所述电阻R8另一端与三极管Q1发射极连接；所述电阻R7另一单通过电容C4接地。

进一步地，所述继电器K1的型号为HF3FA-1HSTF 24VDC。

进一步地，所述二极管D2的型号为IN4184；所述三极管Q1的型号为1N5551；所述电容C1的型号为10μF/100V；所述电容C4的电容量为1μF；所述稳压管ZD1为75V稳压管；所述电阻R6的阻值为33KΩ；所述电阻R7的阻值为10KΩ；所述电阻R8的阻值为51Ω。

本发明还提供如上任意所述的串联式继电器驱动电路的驱动方法，所述驱动方法具体如下：

当继电器要吸合时，控制模块先输出频率为18KHZ-22KHZ且占空比为28％-33％的脉冲波；利用电容的电压不能突变效应来实现继电器的驱动；

当继电器要释放开时，控制模块输出恒低电平，三极管Q1截止使继电器释放开。

本实施例提供的串联式继电器驱动电路，通过继电器模块依次与稳压模块和电阻降压模块串联的结构以及通过控制模块输出的高频信息驱动所述继电器模块，能够极大地减少整个电路系统的电流；另外，由于整个电路系统的所需要电流很小所以本实施例电路用电阻降压就可以满足欧规的待机功耗小于0.5W的要求，待机功耗小；同时降低了成本，减小了空间上的要求。

本发明提供的串联式继电器驱动电路的驱动方法,能够用很小的电流，通过串联高压、高频驱动继电器，节省了电路所需的功耗，具有良好的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的继电器驱动电路图；

图2为本发明提供的串联式继电器驱动电路的电路图。

附图标记：

10继电器模块 20稳压模块 30电阻降压模块

40控制模块

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楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。

本发明实施例提供一种串联式继电器驱动电路及驱动方法，其中，串联式继电器驱动电路，包括继电器模块10；所述继电器模块10依次与稳压模块20和电阻降压模块30串联；所述继电器模块10与控制模块40通讯连接；所述控制模块40输出高频信息驱动所述继电器模块10。

具体实施时，如图2所示，串联式继电器驱动电路，包括继电器模块10；继电器模块10一端与火线连接，另一端依次与稳压模块20和电阻降压模块30串联，所述电阻降压模块30与稳压模块20连接的一端接地，另一端与零线连接；所述继电器模块10与控制模块40通讯连接。通讯包括但不限于无线通讯或电性连接通讯；其中控制模块40IC为普通单片机即可，例如SN8P2501；驱动时候，采用高压、高频驱动，由于本实施例中采用的串联结构，当高压、高频驱动时，整个电路系统的电流相较于传统的驱动电路节省了很多。

本实施例提供的串联式继电器驱动电路，通过继电器模块依次与稳压模块和电阻降压模块串联的结构以及通过控制模块输出的高频信息驱动所述继电器模块，能够极大地减少整个电路系统的电流；另外，由于整个电路系统的所需要电流很小所以本实施例电路用电阻降压就可以满足欧规的待机功耗小于0.5W的要求，若是常规的并联式电路由于所需的电流比较大无法满足待机功耗小于0.5W的要求，则必须使用阻容降压，这样成本和空间就会要求比较高。

具体实施时，电阻降压模块30包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和二极管D1，其中：本实施例中电阻R1和电阻R4的阻值为1.8KΩ；电阻R2和电阻R3的阻值为6.8KΩ；电阻R5的阻值为2.2MΩ；电阻R9的阻值为1KΩ；二极管D1的型号为IN4007；

电阻R1一端与零线连接，另一端与电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1阴极依次串联；二极管D1阳极与稳压模块20接地端连接；电阻R4和二极管D1的连接节点通过电阻R5与控制模块40连接。本实施例中电阻降压模块30的作用是电阻降压，给整个电路系统供电，由于本电路是串联高频驱动所以所需的总电流约2-3个MA即可。

优选地，所述二极管D1和稳压模块20的连接节点依次通过蜂鸣器BZ、电阻R9与控制模块40连接。

具体地，稳压模块20包括稳压管ZD2、电容C2、电容C3和保险丝J1，其中：本实施例中稳压管ZD2为5V稳压管；电容C2的型号为220μF/10V；电容C3的电容量为0.1μF；

稳压管ZD2阴极、保险丝J1、电容C2正极、电容C3一端均与继电器模块10连接；稳压管ZD2阳极、电容C2负极、电容C3另一端与二极管D1的阳极均接地连接。本实施例中，稳压模块20是5V的稳压电路系统，用于给后端的电路或芯片供电的。

具体地，继电器模块10包括继电器K1、二极管D2、三极管Q1、电容C1、电容C4、稳压管ZD1、电阻R6、电阻R7和电阻R8，其中：本实施中继电器K1的型号为HF3FA-1HSTF 24VDC；二极管D2的型号为IN4184；三极管Q1的型号为1N5551；电容C1的型号为10μF/100V；电容C4的电容量为1μF；稳压管ZD1为75V稳压管；电阻R6的阻值为33KΩ；电阻R7的阻值为10KΩ；电阻R8的阻值为51Ω；

继电器K1的触点一端与继电器K1的线圈一端、二极管D2阴极、电容C1正极、稳压管ZD1阴极均相互连接作为负载端与火线连接；继电器K1的触点另一端为H端，H端为整机装配上接发热盘等负载；继电器K1的线圈另一端、二极管D2阳极与三极管Q1集电极连接；电容C1负极、稳压管ZD1阳极与电阻R6一端、电阻R8一端均与电容C2阳极连接；电阻R6另一端与三极管Q1基极、电阻R7一端连接；电阻R8另一端与三极管Q1发射极连接；电阻R7另一单通过电容C4接地。

本发明实施例提供的串联式继电器驱动电路，通过上述电路结构设计，与控制模块的高压、高频驱动相结合，减少了整个电路所需要的电流；并且，由于系统回路的电流需求比较少，所以本发明可以采用电阻降压的方式来进降压；同时，本发明提供的的电源部分的元器件也比传统方案的节省很多，用一个二极管替代了四个二极管组成的全桥整流电路，减少了24V稳压电路，从而减小了PCBA的空间尺寸，也减小元器件的体积和数量，增加了产品的市场竞争力。能够适用于小家电产品上，减小小家电产品的成本压力。

上述元器件的型号以及具体参数可根据实际情况设定，再次不再赘述。

本发明实施例还提供如上任意所述的串联式继电器驱动电路的驱动方法，所述驱动方法具体如下：

当继电器要吸合时，控制模块的RELAY端先输出频率为20KHZ且占空比为30的脉冲波，整个电路属于串联形式，大大节省了总电路所需求的电流；利用电容的电压不能突变效应来实现继电器的驱动；该步骤中，电压不能突变效应中的电容具体为电容C4，具体为驱动继电器时输出高频脉冲，当控制模块40的relay端输出低电平信号时，三极管Q1基极和发射极电压均为5V，三极管Q1处于截止状态，电容C4两端的压差约5V，当控制模块40的RELAY端输出高电平信号时，叠加上电容C4两端的压差，则三极管Q1基极的电压就被抬升上去，三极管Q1处于导通状态；

当继电器要释放开时，控制模块的RELAY端输出恒低电平，三极管Q1截止使继电器释放开。

本发明实施例提供的串联式继电器驱动电路的驱动方法,能够用很小的电流，通过串联高压、高频驱动继电器，节省了电路所需的功耗，具有良好的市场前景。

尽管本文中较多的使用了诸如继电器模块、稳压模块、电阻降压模块和控制模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种串联式继电器驱动电路，其特征在于：包括继电器模块(10)；所述继电器模块(10)依次与稳压模块(20)和电阻降压模块(30)串联；所述继电器模块(10)与控制模块(40)通讯连接；所述控制模块(40)输出高频信息驱动所述继电器模块(10)。

2.根据权利要求1所述的串联式继电器驱动电路，其特征在于：所述电阻降压模块(30)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和二极管D1，其中：

所述电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1阴极依次串联；所述二极管D1阳极与稳压模块(20)接地端连接；

所述电阻R4和二极管D1的连接节点通过电阻R5与控制模块(40)连接。

3.根据权利要求2所述的串联式继电器驱动电路，其特征在于：所述二极管D1和稳压模块(20)的连接节点依次通过蜂鸣器BZ、电阻R9与控制模块(40)连接。

4.根据权利要求2或3所述的串联式继电器驱动电路，其特征在于：所述电阻R1和电阻R4的阻值为1.8KΩ；所述电阻R2和电阻R3的阻值为6.8KΩ；所述电阻R5的阻值为2.2MΩ；所述电阻R9的阻值为1KΩ；所述二极管D1的型号为IN4007。

5.根据权利要求4所述的串联式继电器驱动电路，其特征在于：所述稳压模块(20)包括稳压管ZD2、电容C2、电容C3和保险丝J1，其中：

所述稳压管ZD2阴极、保险丝J1、电容C2正极、电容C3一端均与继电器模块(10)连接；所述稳压管ZD2阳极、电容C2负极、电容C3另一端与所述二极管D1的阳极均接地连接。

6.根据权利要求5所述的串联式继电器驱动电路，其特征在于：所述稳压管ZD2为5V稳压管；所述电容C2的型号为220μF/10V；所述电容C3的电容量为0.1μF。

7.根据权利要求5所述的串联式继电器驱动电路，其特征在于：继电器模块(10)包括继电器K1、二极管D2、三极管Q1、电容C1、电容C4、稳压管ZD1、电阻R6、电阻R7和电阻R8，其中：

所述继电器K1的触点一端与继电器K1的线圈一端、二极管D2阴极、电容C1正极、稳压管ZD1阴极均相互连接作为负载端；所述继电器K1的触点另一端为H端；继电器K1的线圈另一端、二极管D2阳极与三极管Q1集电极连接；所述电容C1负极、稳压管ZD1阳极与电阻R6一端、电阻R8一端均与电容C2阳极连接；所述电阻R6另一端与三极管Q1基极、电阻R7一端连接；所述电阻R8另一端与三极管Q1发射极连接；所述电阻R7另一单通过电容C4接地。

8.根据权利要求7所述的串联式继电器驱动电路，其特征在于：所述继电器K1的型号为HF3FA-1HSTF 24VDC。

9.根据权利要求8所述的串联式继电器驱动电路，其特征在于：所述二极管D2的型号为IN4184；所述三极管Q1的型号为1N5551；所述电容C1的型号为10μF/100V；所述电容C4的电容量为1μF；所述稳压管ZD1为75V稳压管；所述电阻R6的阻值为33KΩ；所述电阻R7的阻值为10KΩ；所述电阻R8的阻值为51Ω。

10.如权利要求1-9任一项所述的串联式继电器驱动电路的驱动方法，其特征在于：所述驱动方法具体如下：

当继电器要吸合时，控制模块先输出频率为18KHZ-22KHZ且占空比为28％-33％的脉冲波；利用电容的电压不能突变效应来实现继电器的驱动；

当继电器要释放开时，控制模块输出恒低电平，三极管Q1截止使继电器释放开。

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