CN113572135B - 一种继电器保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种继电器保护电路，包括控制模组和转换模组，控制模组包括窗口单元、第一驱动单元和第二驱动单元；转换模组包括第一转换单元、第二转换单元和第三转换单元，第一驱动单元包括第一驱动控速模块和继电器驱动模块，第一驱动控速模块通过控制继电器驱动模块输出第一控制信号到第一转换单元的继电器；第二驱动单元包括第二驱动控速模块和PFC驱动模块，第二驱动控速模块通过控制PFC驱动模块输出第二控制信号到第二转换单元的PFC开关模块；第一转换单元的输入端和窗口单元的一端连接到供电设备的电源端，窗口单元的另一端输出控制信号到第一驱动控速模块和第二驱动控速模块。改进后电路能限制启机冲击电流，提高产品可靠性。

Description

一种继电器保护电路

技术领域

本发明涉及继电器技术领域，具体涉及一种继电器保护电路。

背景技术

继电器是一种通过弱电信号来控制强电信号的控制开关，因此在工业控制领域中大量实用。

现有模拟区块链电源产品，其输入端继电器控制逻辑简单，仅通过检测控制电压VCC以控制继电器的吸合与断开，此控制逻辑存在如下风险：VCC异常，继电器未吸合，正常输入情况下，主路工作，此时母线带负载，会损坏缓起电阻；在热机状态下，空载反复上下电操作，由于VCC电压未释放完成，VCC电压仍旧存在，此时继电器维持吸合状态，开机后对母线电压进行充电，造成极大的启动冲击电流，导致器件损坏。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种继电器保护电路。

在本实施例中提供了一种继电器保护电路，用于依据输入电压的范围精确控制电路输出并保护输出电路，包括，控制模组和转换模组，所述控制模组包括窗口单元、第一驱动单元和第二驱动单元；

所述转换模组包括依次连接的第一转换单元、第二转换单元和第三转换单元；其中，所述第一转换单元包括继电器和与所述继电器并联的缓起电阻；

所述第一驱动单元包括第一驱动控速模块和继电器驱动模块，所述第一驱动控速模块通过控制所述继电器驱动模块输出第一控制信号到所述第一转换单元的继电器；

所述第二驱动单元包括第二驱动控速模块和PFC驱动模块，所述第二驱动控速模块通过控制所述PFC驱动模块输出第二控制信号到所述第二转换单元的PFC开关模块；

所述第一转换单元的输入端和所述窗口单元的一端连接到供电设备的电源端，所述窗口单元的另一端输出控制信号到所述第一驱动控速模块和所述第二驱动控速模块；

当输入电压超出阈值范围时，所述窗口单元同时输出低电平的禁止信号，通过所述第二驱动控速模块的反向导通功能，使所述第二驱动控速模块的输出端的高电平瞬时降为低电平，使得所述第二驱动控速模块先于所述第一驱动控速模块关断输出，从而关断所述转换模组的输出。

进一步地，所述窗口单元包括最大值比较模块和最小值比较模块；

所述供电设备的电源端分别与所述最大值比较模块的输入端和所述最小值比较模块的输入端连接，所述最大值比较模块的输出端和所述最小值比较模块的输出端并联后与所述第一驱动控速模块的输入端和所述第二驱动控速模块的输入端连接。

进一步地，所述第一驱动控速模块包括第一延时子模块和第一单向导通部件，所述第一延时子模块和所述第一单向导通部件并联，且所述第一单向导通部件的导通方向为从所述第一延时子模块的输入端到输出端；

所述第二驱动控速模块包括第二延时子模块和第二单向导通部件，所述第二延时子模块和所述第二单向导通部件并联，且所述第二单向导通部件的导通方向为从所述第二延时子模块的输出端到输入端。

进一步地，所述第一单向导通部件和第二单向导通部件均为二极管。

进一步地，所述第一转换单元还包括整流模块，所述整流模块的输入端接并联后的所述继电器和所述缓起电阻的输出端，所述整流模块的输出端接所述PFC开关模块。

进一步地，所述第二转换单元还包括母线电容，所述母线电容的输入端接所述PFC开关模块的输出端。

进一步地，所述第三转换单元包括LLC开关模块，所述LLC开关模块的输入端接所述母线电容的输出端，所述LLC开关模块的输出端输出供电到负载。

进一步地，所述控制模组还包括第三驱动单元，所述第三驱动单元包括第三驱动控速模块和LLC驱动模块，所述第三驱动控速模块的输入端接所述窗口单元的输出端，所述第三驱动控速模块通过控制所述LLC驱动模块输出第三控制信号到所述LLC开关模块。

进一步地，所述LLC开关模块包括控制其开启或闭合的LLC开关管，所述LLC开关管的输入端接所述LLC驱动模块的输出端。

进一步地，所述PFC开关模块包括控制其开启或闭合的PFC开关管，所述PFC开关管的输入端接所述PFC驱动模块的输出端。

本申请具有以下优点：

在本申请的实施例中，通过控制模组和转换模组，所述控制模组包括窗口单元、第一驱动单元和第二驱动单元；所述转换模组包括依次连接的第一转换单元、第二转换单元和第三转换单元；其中，所述第一转换单元包括继电器和与所述继电器并联的缓起电阻；所述第一驱动单元包括第一驱动控速模块和继电器驱动模块，所述第一驱动控速模块通过控制所述继电器驱动模块输出第一控制信号到所述第一转换单元的继电器；所述第二驱动单元包括第二驱动控速模块和PFC驱动模块，所述第二驱动控速模块通过控制所述PFC驱动模块输出第二控制信号到所述第二转换单元的PFC开关模块；所述第一转换单元的输入端和所述窗口单元的一端连接到供电设备的电源端，所述窗口单元的另一端输出控制信号到所述第一驱动控速模块和所述第二驱动控速模块；当输入电压超出阈值范围时，所述窗口单元同时输出低电平的禁止信号，通过所述第二驱动控速模块的反向导通功能，使所述第二驱动控速模块的输出端的高电平瞬时降为低电平，使得所述第二驱动控速模块先于所述第一驱动控速模块关断输出，从而关断所述转换模组的输出。本发明通过窗口单元判断输入电压范围，在输入设定范围内，窗口单元输出高电平的使能信号，使能第一驱动单元和第二驱动单元，在输入设定范围外，窗口单元输出低电平的禁止信号，禁止第一驱动单元和第二驱动单元，窗口单元保证输入电压在欠压、过压状态下，继电器能及时保护；在输入正常供电范围内，窗口单元使能第一驱动单元和第二驱动单元，通过调节设置第一驱动单元和第二驱动单元的延迟时间，开机时保证继电器驱动模块先动作，再动作PFC驱动模块；关机时保证PFC驱动模块先断开，再断开继电器驱动模块。改进后电路能保证在输入过、欠压工况下，缓起电阻正常工作，并限制启机冲击电流，提高产品可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种继电器保护电路的电路原理图；

图2是本发明一实施例提供的窗口单元的电路原理图；

图3是本发明一实施例提供的第一驱动控速模块和第二驱动控速模块的电路原理图。

1、窗口单元；11、最大值比较模块；12、最小值比较模块；2、第一驱动单元；21、第一驱动控速模块；211、第一延时子模块；212、第一单向导通部件；22、继电器驱动模块；3、第二驱动单元；31、第二驱动控速模块；311、第二延时子模块；312、第二单向导通部件；32、PFC驱动模块；4、第一转换单元；41、继电器；42、缓起电阻；43、整流模块；5、第二转换单元；51、PFC开关模块；52、母线电容；6、第三转换单元；61、LLC开关模块；7、第三驱动单元；71、第三驱动控速模块；72、LLC驱动模块。

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。

参照图1，示出了本发明提供的一种继电器保护电路的电路原理图。具体地，用于依据输入电压的范围精确控制电路输出并保护输出电路，包括，控制模组和转换模组，所述控制模组包括窗口单元1、第一驱动单元2和第二驱动单元3；

所述转换模组包括依次连接的第一转换单元4、第二转换单元5和第三转换单元6；其中，所述第一转换单元4包括继电器41和与所述继电器41并联的缓起电阻42；

所述第一驱动单元2包括第一驱动控速模块21和继电器驱动模块22，所述第一驱动控速模块21通过控制所述继电器驱动模块22输出第一控制信号到所述第一转换单元4的所述继电器41；

所述第二驱动单元3包括第二驱动控速模块31和PFC驱动模块32，所述第二驱动控速模块31通过控制所述PFC驱动模块32输出第二控制信号到所述第二转换单元5的PFC开关模块51；

所述第一转换单元4的输入端和所述窗口单元1的一端连接到供电设备的电源端，所述窗口单元1的另一端输出控制信号到所述第一驱动控速模块21和所述第二驱动控速模块31；

当输入电压超出阈值范围时，所述窗口单元1同时输出低电平的禁止信号，通过所述第二驱动控速模块31的反向导通功能，使所述第二驱动控速模块31的输出端的高电平瞬时降为低电平，使得所述第二驱动控速模块31先于所述第一驱动控速模块21关断输出，从而关断所述转换模组的输出。

在本申请的实施例中，在本申请的实施例中，通过控制模组和转换模组，所述控制模组包括窗口单元1、第一驱动单元2和第二驱动单元3；所述转换模组包括依次连接的第一转换单元4、第二转换单元5和第三转换单元6，其中，所述第一转换单元4包括继电器41和与所述继电器41并联的缓起电阻42；所述第一驱动单元2包括第一驱动控速模块21和继电器驱动模块22，所述第一驱动控速模块21通过控制所述继电器驱动模块22输出第一控制信号到所述第一转换单元4的继电器41；所述第二驱动单元3包括第二驱动控速模块31和PFC驱动模块32，所述第二驱动控速模块31通过控制所述PFC驱动模块32输出第二控制信号到所述第二转换单元5的PFC开关模块51；所述第一转换单元4的输入端和所述窗口单元1的一端连接到供电设备的电源端，所述窗口单元1的另一端输出控制信号到所述第一驱动控速模块21和所述第二驱动控速模块31；当输入电压超出阈值范围时，所述窗口单元1同时输出低电平的禁止信号，通过所述第二驱动控速模块31的反向导通功能，使所述第二驱动控速模块31的输出端的高电平瞬时降为低电平，使得所述第二驱动控速模块31先于所述第一驱动控速模块21关断输出，从而关断所述转换模组的输出。本发明通过窗口单元1判断输入电压范围，在输入设定范围内，窗口单元1输出高电平的使能信号，使能第一驱动单元2和第二驱动单元3，在输入设定范围外，窗口单元1输出低电平的禁止信号，禁止第一驱动单元2和第二驱动单元3，窗口单元1保证输入电压在欠压、过压状态下，继电器41能及时保护；在输入正常供电范围内，窗口单元1使能第一驱动单元2和第二驱动单元3，通过调节设置第一驱动单元2和第二驱动单元3的延迟时间，开机时保证继电器驱动模块22先动作，再动作PFC驱动模块32；关机时保证PFC驱动模块32先断开，再断开继电器驱动模块22。改进后电路能保证在输入过、欠压工况下，缓起电阻42正常工作，并限制启机冲击电流，提高产品可靠性。

下面，将对本示例性实施例中一种继电器保护电路作进一步地说明。

参照图2，在本实施例中，所述窗口单元1包括最大值比较模块11和最小值比较模块12；

所述供电设备的电源端分别与所述最大值比较模块11的输入端和所述最小值比较模块12的输入端连接，所述最大值比较模块11的输出端和所述最小值比较模块12的输出端并联后与所述第一驱动控速模块21的输入端和所述第二驱动控速模块31的输入端连接。

作为一种示例，输入电压与设定的最小值和设定的最大值比较，满足输入电压范围，最大值比较模块11或最小值比较模块12输出使能信号，不满足输入电压范围，最大值比较模块11或最小值比较模块12输出禁止信号。窗口单元1保证电源在任何状态下，只要输入电压异常，继电器41处于断开状态，避免反复上下电操作过程中由于VCC放电不及时导致的冲击电流过大而损坏器件。

参照图3，在本实施例中，所述第一驱动控速模块21包括第一延时子模块211和第一单向导通部件212，所述第一延时子模块211和所述第一单向导通部件212并联，且所述第一单向导通部件212的导通方向为从所述第一延时子模块211的输入端到输出端；

所述第二驱动控速模块31包括第二延时子模块311和第二单向导通部件312，所述第二延时子模块311和所述第二单向导通部件312并联，且所述第二单向导通部件312的导通方向为从所述第二延时子模块311的输出端到输入端。

具体地，所述第一单向导通部件212和第二单向导通部件312均为二极管，所述第一单向导通部件212为二极管D1，所述第二单向导通部件312为二极管D2。

作为一种示例，窗口单元1输出使能信号后，第一驱动控速模块21通过二极管D1快速驱动继电器41驱动电路22，使继电器41吸合，使能信号通过第二驱动控速模块31的第二延时子模块311延时驱动PFC驱动模块32，在此状态下，继电器41先于PFC开关模块51动作，保证缓起电阻42不由于母线拉载而损坏；窗口单元1输出禁止信号后，第二驱动控速模块31通过二极管D2快速关断PFC驱动模块32，继电器41通过第一驱动控速模块21的第一延时子模块211延时后断开，在此状态下，PFC开关模块51先于继电器41断开，保证缓起电阻42可靠工作。

在本实施例中，所述第一转换单元4还包括整流模块43，所述整流模块43的输入端接并联后的所述继电器41和所述缓起电阻42的输出端，所述整流模块43的输出端接所述PFC开关模块51。

作为一种示例，输入电压通过缓起电阻42经整流模块43，将输入的交流电转换为直流电，输出给PFC开关模块51。

在本实施例中，所述第二转换单元5还包括母线电容52，所述母线电容52的输入端接所述PFC开关模块51的输出端。

作为一种示例，输入电压通过缓起电阻42经整流模块43，将输入的交流电转换为直流电，输出给PFC开关模块51后给母线电容52充电；待母线电容52充电完成后，控制继电器41闭合，再通过PFC开关模块51调节母线电压，使电压保持平衡稳定的状态。

在本实施例中，所述第三转换单元6包括LLC开关模块61，所述LLC开关模块61的输入端接所述母线电容52的输出端，所述LLC开关模块61的输出端输出供电到负载。

作为一种示例，输入电压通过缓起电阻42经整流模块43，将输入的交流电转换为直流电，输出给PFC开关模块51后给母线电容52充电；待母线电容52充电完成后，控制继电器41闭合，再通过PFC开关模块51调节母线电压，最后通过LLC开关模块61调节输出电压的稳定。

在本实施例中，所述控制模组还包括第三驱动单元7，所述第三驱动单元7包括第三驱动控速模块71和LLC驱动模块72，所述第三驱动控速模块71的输入端接所述窗口单元1的输出端，所述第三驱动控速模块71通过控制所述LLC驱动模块72输出第三控制信号到所述LLC开关模块61。

在本实施例中，所述LLC开关模块61包括用于控制其开启或闭合的LLC开关管，所述LLC开关管的输入端接所述LLC驱动模块72的输出端；窗口单元1输出禁止信号后，所述第三驱动控速模块71快速关断所述LLC开关管从而禁止LLC开关模块61工作。

在本实施例中，所述PFC开关模块51包括用于控制其开启或闭合的PFC开关管，所述PFC开关管的输入端接所述PFC驱动模块32的输出端。窗口单元1输出禁止信号后，第二驱动控速模块31通过二极管D2快速关断PFC开关管驱动，继电器41通过第一驱动控速模块21的第一延时子模块211延时后断开，在此状态下，PFC开关管先于继电器41断开，保证缓起电阻42可靠工作。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种继电器保护电路，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种继电器保护电路，其特征在于，用于依据输入电压的范围精确控制电路输出并保护输出电路，包括，控制模组和转换模组，所述控制模组包括窗口单元、第一驱动单元和第二驱动单元；

所述转换模组包括依次连接的第一转换单元、第二转换单元和第三转换单元；其中，所述第一转换单元包括继电器和与所述继电器并联的缓起电阻；

所述第一驱动单元包括第一驱动控速模块和继电器驱动模块，所述第一驱动控速模块通过所述继电器驱动模块输出第一控制信号到所述第一转换单元的所述继电器；

所述第二驱动单元包括第二驱动控速模块和PFC驱动模块，所述第二驱动控速模块通过所述PFC驱动模块输出第二控制信号到所述第二转换单元的PFC开关模块；

所述第一转换单元的输入端和所述窗口单元的一端连接到供电设备的电源端，所述窗口单元的另一端输出控制信号到所述第一驱动控速模块和所述第二驱动控速模块；

所述第一驱动控速模块包括第一延时子模块和第一单向导通部件，所述第一延时子模块和所述第一单向导通部件并联，且所述第一单向导通部件的导通方向为从所述第一延时子模块的输入端到输出端；

所述第二驱动控速模块包括第二延时子模块和第二单向导通部件，所述第二延时子模块和所述第二单向导通部件并联，且所述第二单向导通部件的导通方向为从所述第二延时子模块的输出端到输入端；

当输入电压超出阈值范围时，所述窗口单元同时输出低电平的禁止信号，通过所述第二驱动控速模块的反向导通功能，使所述第二驱动控速模块的输出端的高电平瞬时降为低电平，使得所述第二驱动控速模块先于所述第一驱动控速模块关断输出，从而关断所述转换模组的输出。

2.根据权利要求1所述的继电器保护电路，其特征在于，所述窗口单元包括最大值比较模块和最小值比较模块；

所述供电设备的电源端分别与所述最大值比较模块的输入端和所述最小值比较模块的输入端连接，所述最大值比较模块的输出端和所述最小值比较模块的输出端并联后与所述第一驱动控速模块的输入端和所述第二驱动控速模块的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的继电器保护电路，其特征在于，所述第一单向导通部件和所述第二单向导通部件均为二极管。

4.根据权利要求1所述的继电器保护电路，其特征在于，所述第一转换单元还包括整流模块，所述整流模块的输入端接并联后的所述继电器和所述缓起电阻的输出端，所述整流模块的输出端接所述PFC开关模块。

5.根据权利要求4所述的继电器保护电路，其特征在于，所述第二转换单元还包括母线电容，所述母线电容的输入端接所述PFC开关模块的输出端。

6.根据权利要求5所述的继电器保护电路，其特征在于，所述第三转换单元包括LLC开关模块，所述LLC开关模块的输入端接所述母线电容的输出端，所述LLC开关模块的输出端输出供电到负载。

7.根据权利要求6所述的继电器保护电路，其特征在于，所述控制模组还包括第三驱动单元，所述第三驱动单元包括第三驱动控速模块和LLC驱动模块，所述第三驱动控速模块的输入端接所述窗口单元的输出端，所述第三驱动控速模块通过控制所述LLC驱动模块输出第三控制信号到所述LLC开关模块。

8.根据权利要求7所述的继电器保护电路，其特征在于，所述LLC开关模块包括控制其开启或闭合的LLC开关管，所述LLC开关管的输入端接所述LLC驱动模块的输出端。

9.根据权利要求1所述的继电器保护电路，其特征在于，所述PFC开关模块包括控制其开启或闭合的PFC开关管，所述PFC开关管的输入端接所述PFC驱动模块的输出端。

Images