CN117790239A - 继电器降压电路及功率变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种继电器降压电路及功率变换器。继电器降压电路包括：延迟变换模块、信号生成模块、逻辑模块和开关模块；延迟变换模块的输入端与继电器降压电路的控制输入端电连接，延迟变换模块的输出端与逻辑模块电连接；信号生成模块的输入端与控制输入端电连接，信号生成模块的输出端与逻辑模块电连接；逻辑模块配置为在保持阶段输出导通信号，在降压阶段输出PWM信号或关断信号；开关模块与继电器的线圈串联，开关模块的控制端与逻辑模块电连接，并配置为响应于PWM信号而周期性导通和关断；其中，第一电平信号与第二电平信号逻辑相反。本发明能够提高继电器降压电路的兼容性。

Description

继电器降压电路及功率变换器

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种继电器降压电路及功率变换器。

背景技术

继电器，如功率继电器在现代电路控制等领域有着重要的应用。功率继电器在使用过程中会存在温升问题，因而一般会使用额定电压吸合功率继电器，吸合一定时间后再将继电器的线圈电压进行降压，从而降低功率继电器的发热。

然而，相关技术中，继电器的降压电路通常可以采用降压电阻来实现继电器的线圈降压供电，但是降压电阻的功耗会影响整机效率，以及电阻的发热问题会增加设备的温度控制难度。通过双电源供电来实现降压控制尽管解决了设备的功耗和温升问题，但是需要额外设计一路电源电路以及相应的控制资源来配合使用，硬件成本和占用的控制资源较高。也存在通过设计PWM控制电路来改变继电器的线圈电压，这需要使用控制模块的PWM口资源，但控制模块的PWM口资源是有限的，往往会限制了整机设备的系统设计需求。因此，继电器降压电路的设计往往较为困难，存在诸多限制条件且兼容性较差。

发明内容

本发明提供了一种继电器降压电路及功率变换器，以解决上述技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种继电器降压电路，所述继电器降压电路包括：延迟变换模块、信号生成模块、逻辑模块和开关模块；

所述延迟变换模块的输入端与所述继电器降压电路的控制输入端电连接，所述延迟变换模块的输出端与所述逻辑模块电连接；所述延迟变换模块配置为将其输入端输入的第一电平信号延迟至保持阶段后跳变为第二电平信号；

所述信号生成模块的输入端与所述控制输入端电连接，所述信号生成模块的输出端与所述逻辑模块电连接；所述信号生成模块配置为在其输入端输入第二电平信号时输出关断信号，并在所述保持阶段响应于其输入端的第一电平信号输出PWM信号；

所述逻辑模块配置为在所述延迟变换模块输出第一电平信号时输出导通信号，在所述延迟变换模块输出第二电平信号时输出所述PWM信号或所述关断信号；

所述开关模块与所述继电器的线圈串联，所述开关模块的控制端与所述逻辑模块电连接，并配置为响应于所述导通信号而维持导通状态，以及响应于所述PWM信号而周期性导通和关断；其中，所述第一电平信号与所述第二电平信号逻辑相反。

可选地，所述信号生成模块包括控制单元和PWM信号产生单元；

所述控制单元的第一端与所述控制输入端电连接，所述控制单元的第二端与所述PWM信号产生单元的控制端电连接，所述PWM信号产生单元的输出端与所述逻辑模块电连接；所述控制单元配置为在所述控制输入端输入第一电平信号时，控制所述PWM信号产生单元输出所述PWM信号，在所述控制输入端输入第二电平信号时，控制所述PWM信号产生单元输出所述关断信号。

可选地，所述控制单元包括第一二极管；所述PWM信号产生单元包括第一电阻、第一电容和第一反相器；

所述第一二极管的阴极作为所述控制单元的第一端，所述第一二极管的阳极作为所述控制单元的第二端；

所述第一电阻的第一端与所述第一反相器的输入端电连接，所述第一反相器的输入端作为所述PWM信号产生单元的控制端，所述第一电阻的第二端与所述第一反相器的输出端电连接，所述第一反相器的输出端作为所述PWM信号产生单元的输出端；所述第一电容的第一端与所述第一反相器的输入端电连接，所述第一电容的第二端接地。

可选地，所述信号生成模块包括选通单元和PWM信号产生单元，所述选通单元的选择端作为所述信号生成模块的输入端，所述选通单元的第一输入端与所述PWM信号产生单元的输出端电连接，所述选通单元的第二输入端接入关断信号，所述选通单元的输出端作为所述信号生成模块的输出端。

可选地，所述第一电平信号为逻辑高电平，所述第二电平信号为逻辑低电平；所述延迟变换模块包括高通滤波器，所述高通滤波器的输入端作为所述延迟变换模块的输入端，所述高通滤波器的输出端作为所述延迟变换模块的输出端；

或者，所述第一电平信号为逻辑低电平，所述第二电平信号为逻辑高电平；所述延迟变换模块包括低通滤波器，所述低通滤波器的输入端作为所述延迟变换模块的输入端，所述低通滤波器的输出端作为所述延迟变换模块的输出端。

可选地，所述延迟变换模块包括高通滤波器；所述高通滤波器包括第二电容和第二电阻，所述第二电容的第一端作为所述高通滤波器的输入端，所述第二电容的第二端作为所述高通滤波器的输出端；所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第二端电连接，所述第二电阻的第二端接地。

可选地，所述继电器降压电路还包括级联的至少一个第二反相器，所述延迟变换模块的输出端通过所述级联的至少一个第二反相器与所述逻辑模块电连接；和/或，

所述继电器降压电路还包括级联的至少一个第三反相器，所述信号生成模块的输出端通过所述级联的至少一个第三反相器与所述逻辑模块电连接。

可选地，所述逻辑模块包括或门；所述继电器降压电路包括一个所述第三反相器和级联的两个所述第二反相器；

所述或门的第一输入端对应的所述第二反相器电连接，所述或门的第二输入端与所述第三反相器电连接，所述或门的输出端与所述开关模块电连接。

可选地，所述继电器降压电路还包括电源连接端和接地连接端；

所述继电器的线圈与所述开关模块依次串联于所述电源连接端和所述接地连接端之间；或者，所述开关模块和所述继电器的线圈依次串联于所述电源连接端和所述接地连接端之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种功率变换器，所述功率变换器包括继电器和如上所述的继电器降压电路；所述开关模块与所述继电器的开关串联。

本发明实施例的技术方案，采用的继电器降压电路包括：延迟变换模块、信号生成模块、逻辑模块和开关模块；延迟变换模块的输入端与继电器降压电路的控制输入端电连接，延迟变换模块的输出端与逻辑模块电连接；延迟变换模块配置为将其输入端输入的第一电平信号在保持阶段维持输出第一电平信号，以及延迟至保持阶段后的降压阶段跳变为输出第二电平信号；信号生成模块的输入端与控制输入端电连接，信号生成模块的输出端与逻辑模块电连接；信号生成模块配置为在保持阶段和降压阶段响应于其输入端的第一电平信号而输出PWM信号；逻辑模块配置为在保持阶段输出导通信号，在降压阶段输出PWM信号；开关模块与继电器的线圈串联，开关模块的控制端与逻辑模块电连接，并配置为响应于导通信号而维持导通状态，以及响应于PWM信号而周期性导通和关断；其中，第一电平信号与第二电平信号逻辑相反。本发明所采用的技术方案中，继电器降压电路无需使用电阻等发热较高的器件为继电器的线圈降压，且无需占用前级控制电路中的PWM输出端，也即占用前级电路的控制资源也较少，极大地提高了继电器降压电路的兼容性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的一种继电器降压电路的电路结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种功率变换器的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种继电器降压电路的电路结构示意图；

图4为图3对应的时序图；

图5为本发明实施例提供的又一种继电器降压电路的电路结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。应当进一步理解，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。再者，本文中使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种参数或模块，但这些参数或模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的参数或模块彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一参数也可以被称为第二参数，类似地，第二参数也可以被称为第一参数。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应该理解，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请的权利范围。

图1为本发明实施例提供的一种继电器降压电路的电路结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种功率变换器的电路结构示意图，参考图1和图2。继电器降压电路包括：延迟变换模块1、信号生成模块2、逻辑模块3和开关模块4；延迟变换模块1的输入端与继电器降压电路的控制输入端V1电连接，延迟变换模块1的输出端V2与逻辑模块3电连接；延迟变换模块1配置为将其输入端输入的第一电平信号在保持阶段保持输出第一电平信号，以及延迟至降压阶段后跳变为第二电平信号；信号生成模块2的输入端与控制输入端V1电连接，信号生成模块2的输出端V3与逻辑模块3电连接；信号生成模块2配置为在保持阶段和降压阶段响应于其输入端的第一电平信号输出PWM信号；逻辑模块3配置为在保持阶段输出导通信号，在降压阶段输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号；开关模块4与继电器的线圈5串联，开关模块4的控制端与逻辑模块3电连接，开关模块4配置为响应导通信号而维持导通状态，以及响应PWM信号周期性导通和关断；其中，第一电平信号与第二电平信号逻辑相反。

具体地，继电器降压电路能够实现对继电器的线圈的多种控制，也即使得继电器的线圈上电开始的预设时间内；维持一个较高的电压，预设时间之后维持一个较低的电压；且还能够控制继电器的线圈掉电。具体而言，如图2所示，将继电器的线圈5和开关模块4串联于第一电源与第二电源之间，第一电源可以是供电电源Usupply，第二电源可以是地；若需要使得继电器的线圈5维持较高电压，则可以控制开关模块4一直处于导通状态；若需要继电器的线圈5维持较低的电压，则可以控制开关模块4周期性导通和关断；若需要继电器的线圈5掉电，则可以控制开关模块4关断。本实施例的延迟变换模块1、信号产生模块2和逻辑模块3能够在控制输入端V1输入的控制信号的控制下，输出控制开关模块4导通的导通信号、控制开关模块4关断的关断信号、以及控制开关模块4周期性导通和关断的PWM信号。

继电器降压电路的控制输入端V1可以和前级的控制系统电连接，该控制系统可以包括DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理单元)。本实施例的继电器降压电路，只有一个控制输入端V1需要与DSP连接，因而能够极大地节约DSP的控制资源。另外，DSP无需向控制输入端V1输出PWM信号，而是仅仅需要发送一个启动信号或者关闭信号，继电器降压电路即可自动完成如上所述的功能，因此可以避免占用DSP的PWM资源。其中，本实施例以启动信号为第一电平信号，关闭信号为第二电平信号为例。更具体地，当控制输入端V1的信号从第二电平信号跳变为第一电平信号时，延迟变换模块1的输出端V2先跳变为第一电平信号，并延迟预设时间后跳变为第二电平信号。以下描述中，将延迟变换模块1的输出端V2由第二电平信号跳变为第一电平信号，并在预设时间后跳变为第二电平信号的时间段定义为保持阶段，保持阶段表示继电器的线圈需要一个较高的电压。在保持阶段，延迟变换模块1输出第一电平信号，此时逻辑模块3不论接收到信号生成模块2的何种输出信号，均会输出导通信号，导通信号控制开关模块4一直处于导通状态。当然需要说明的是，导通信号和第一电平信号可以是逻辑相同的信号，也可以是逻辑相反的信号。但导通信号与关断信号的逻辑相反。在降压阶段，延迟变换模块1输出端V2输出第二电平信号，此时信号生成模块2输出PWM信号，逻辑模块3输出信号生成模块2产生的PWM信号，从而控制开关模块4周期性导通和关断，使得继电器的线圈5两端维持一个较低的电压。由上述分析可知，本实施例的继电器降压电路无需前级电路控制上述保持阶段的时间，前级电路只需要发送启动信号，继电器降压电路即可自动进入保持阶段，并自动在预设时间后进入降压阶段。当然，当前级电路输出关闭信号时，控制输入端V1接收到关闭信号(即第二电平信号)，继电器降压电路进入关闭阶段，此时延迟变换模块1输出为第二电平信号，且信号生成模块2输出关断信号，此时逻辑模块3输出关断信号，开关模块4关断，保证继电器的线圈5掉电。

本实施例的技术方案，采用的继电器降压电路包括：延迟变换模块、信号生成模块、逻辑模块和开关模块；延迟变换模块的输入端与继电器降压电路的控制输入端电连接，延迟变换模块的输出端与逻辑模块电连接；延迟变换模块配置为将其输入端输入的第一电平信号在保持阶段维持输出第一电平信号，以及延迟至保持阶段后的降压阶段跳变为输出第二电平信号；信号生成模块的输入端与控制输入端电连接，信号生成模块的输出端与逻辑模块电连接；信号生成模块配置为在保持阶段和降压阶段响应于其输入端的第一电平信号而输出PWM信号；逻辑模块配置为在保持阶段输出导通信号，在降压阶段输出PWM信号；开关模块与继电器的线圈串联，开关模块的控制端与逻辑模块电连接，并配置为响应于导通信号而维持导通状态，以及响应于PWM信号而周期性导通和关断；其中，第一电平信号与第二电平信号逻辑相反。继电器降压电路无需使用电阻等发热较高的器件为继电器的线圈降压，且无需占用前级控制电路的的PWM输出端，也即占用前级电路的控制资源也较少，极大地提高了继电器降压电路的兼容性。

可选地，如图2所示，继电器降压电路还包括电源连接端和接地端，电源连接端用于连接供电电源Usupply，接地连接端用于接地；继电器的线圈5与开关模块4依次串联于电源连接端和接地连接端之间。或者在其它一些实施方式中，还可以是开关模块4和继电器的线圈5依次串联于电源连接端和接地连接端之间。继电器降压电路还可包括续流模块，续流模块具体可包括第四电阻R4、第二二极管D2和第四电容C4，其中第四电阻R4的第一端与继电器的线圈5的第一端电连接，第四电阻R4的第二端与第二二极管D2的阴极电连接，第二二极管D2的阳极与线圈5的阳极电连接，其中，线圈5的第二端还与开关模块电连接。第四电容C4的第一端与第四电阻R4的第一端电连接，第四电容C4的第二端与第二二极管D2的阳极电连接。续流模块具有续流作用，使得开关模块在周期性导通和关断时，线圈的两端电压由供电电源Usupply和PWM信号的占空比确定。进一步地，开关模块4可以包括晶体管。

以上仅为本发明实施例的核心思想，实现上述思想的具体电路结构多种多样，以下仅具体介绍几种具体电路。

图3为本发明实施例提供的又一种继电器降压电路的电路结构示意图，图4为图3对应的时序图，参考图3和图4。信号生成模块2包括控制单元21和PWM信号产生单元22；控制单元21的第一端与控制输入端V1电连接，PWM信号产生单元22的输出端与逻辑模块3电连接；控制单元21配置为在控制输入端V1输入第一电平信号时，控制PWM信号产生单元22输出PWM信号；当然还可设置PWM信号产生单元22在控制输入端V1输入第二电平信号时，控制PMW信号产生单元22输出关断信号。

具体地，本实施例以第一电平信号为高电平，第二电平信号为低电平，且导通信号为第一电平信号，关断信号为第二电平信号为例。当然高电平的具体电平值和低电平的具体电平值不做限定。

在t0至t1阶段，此时对应关闭阶段。在关闭阶段时，逻辑模块3输出关断信号，且信号生成模块2配置为在其输入端输入第二电平信号时输出关断信号。例如，控制输入端V1为第二电平信号，延迟变换模块1输出第二电平信号，且此时信号生成模块2也生成第二电平信号，逻辑模块3输出第二电平信号，也即输出关断信号，开关模块4关断，继电器的线圈5掉电。

在t1时刻，控制输入端V1由第二电平信号跳变为第一电平信号，此时延迟变换模块1的输出跳变为第一电平信号，继电器降压电路进入保持阶段。

在t1至t2阶段，延迟变换模块1的输出保持为第一电平信号，此时逻辑模块3输出第一电平信号。需要说明的是，图4中在此阶段信号生成模块生成PWM信号，但并不局限于此。开关模块4响应第一电平信号而导通。继电器的线圈获得较高的电压。

在t2时刻，延迟变换模块1延迟时间结束，其输出端跳变为第二电平信号，也就是进入降压阶段。

在t2至t3阶段，即降压阶段，信号生成模块2生成PWM信号。逻辑模块3输出PWM信号。开关模块4响应PWM信号而周期性导通和关断，从而使得继电器的线圈获得一个较低的电压。当然，本领域技术人员所熟知的是，可通过控制PWM信号的占空比来控制继电器的线圈5两端的电压。

在t3时刻，前级电路发出关闭信号，也即控制输入端V1由第一电平信号跳变为第二电平信号，各个端口的信号状态与在t0至t1阶段相同，在此不再赘述。由此继电器降压电路完成对继电器的线圈的一次完整控制。

可选地，如图3和图4所示，控制单元21包括第一二极管D1；PWM信号产生单元22包括第一电阻R1、第一电容C1和第一反相器U1；第一二极管D1的阴极作为控制单元21的第一端，第一二极管D1的阳极作为控制单元21的第二端；第一电阻R1的第一端与第一反相器U1的输入端电连接，第一反相器U1的输入端作为PWM信号产生单元22的控制端，第一电阻R1的第二端与第一反相器U1的输出端电连接，第一反相器U1的输出端作为PWM信号产生单元22的输出端；第一电容C1的第一端与第一反相器U1的输入端电连接，第一电容C1的第二端接地。

具体地，本实施例中，第一电阻R1、第一电容C1和第一反相器U1构成振荡器。第一反相器U1输入端为低电平时，第一反相器U1的输出端为高电平，且第一反相器U1的输出端通过第一电阻R1给第一电容C1充电，当第一电容C1充电到第一反相器U1的输入高电平判断阈值，第一反相器U1输出反转为低电平；然后第一电容C1再通过第一电阻R1向第一反相器U1输出端放电，当第一电容C1放电到第一反相器U1的输入低电平判断阈值，第一反相器输出反转为高电平；以此往复，第一反相器便振荡输出一个PWM信号。

在本实施例中，第一电平信号为高电平，第二电平信号为低电平。当控制输入端V1为第一电平信号时，第一二极管D1截止。PWM信号产生单元振荡输出一个PWM信号。在控制输入端V1为第二电平信号时，第一二极管D1导通，此时第一反相器U1的输入端恒低，因而PWM信号产生单元不振荡，而是输出一个恒压信号。据此，本实施例的信号生成模块1能够在控制输入端V1的控制下输出PWM信号或者恒压信号，从而可以保证后续经逻辑模块处理后，逻辑模块能够输出PWM信号或者恒压的关断信号。

另外，在本实施例中，从t1时刻开始，信号生成模块便生成PWM信号，其控制逻辑较为简单，采用的元器件数量也较少，有利于降低继电器降压电路的成本。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，在本实施例中，第一电平信号为逻辑高电平，第二电平信号为逻辑低电平；延迟变换模块1包括高通滤波器11，高通滤波器11的输入端作为延迟变换模块1的输入端，高通滤波器11的输出端作为延迟变换模块1的输出端。

示例性地，高通滤波器11包括第二电容C2和第二电阻R2，第二电容C2的第一端作为高通滤波器11的输入端，第二电容C2的第二端作为高通滤波器11的输出端；第二电阻R2的第一端与第二电容C2的第二端电连接，第二电阻R2的第二端接地。根据高通滤波器11的特性，其输入端跳变为高电平后，经过一段时间之后变为低电平，其中，高电平的持续时间计算公式为如下公式一：

其中，T₁₂为t1至t2阶段的持续时间，R₂为第二电阻R2的阻值，C₂为第二电容C2的电容值，V₁为控制输入端V1的电压值，V_N为与高通滤波器11的输出端相连的逻辑器件的触发阈值。可通过调整R₂和C₂中至少一个的大小来调整T₁₂的大小。

可选地，继续参考图3，继电器降压电路还包括级联的至少一个第二反相器，延迟变换模块1的输出端通过级联的至少一个第二反相器与逻辑模块电连接；和/或，继电器降压电路还包括级联的至少一个第三反相器，信号生成模块2的输出端通过级联的至少一个第三反相器与逻辑模块3电连接。本实施例中，通过添加第二反相器和第三反相器，可以保证逻辑模块3输入端输入的电平为有效电平，从而保证逻辑模块3的逻辑运算具有较高的准确性。

第二反相器和第三反相器的数量不作限定。逻辑模块3的具体结构根据第二反相器以及第三反相器的数量确定。在图3中，当至少两个第二反相器包括第一个第二反相器U21和第二个第二反相器U22时，且至少一个第三反相器包括一个第三反相器U3时。逻辑模块3包括或门，或门的第一输入端与对应的第二反相器电连接，或门的第二输入端与第三反相器电连接，或门的输出端与开关模块电连接。利用或门即可完成上述逻辑模块3所需要的逻辑功能。需要说明的是，此时公式一中的V_N为第一个第二反相器U21的负触发阈值电压；当高通滤波器直接与逻辑模块电连接时，公式一中的V_N为逻辑模块3的负触发阈值电压。

在上述实施方式中，PWM信号产生单元22的频率以及占空比由如下公式二至公式五确定：

其中，T_w1为一个周期内高电平持续时间，T_w2为一个周期内低电平持续时间，R₁为第一电阻R1的阻值，C₁为第一电容C1的电容值，V_DD为第一反相器U1的供电电压，V_N1为第一反相器U1的负触发阈值电压，V_p为第一反相器U1的正触发阈值电压，f为PWM信号的频率，D为PWM信号的占空比。可见，可通过调整第一电阻R1的阻值、第一电容C1的电容值和第一反相器U1的供电电压中的至少一个调整PWM信号的占空比。

在上述实施方式中，保持阶段继电器的线圈5两端的电压由公式六确定：

U_hold＝D×U_supply 公式六

其中，U_hold为线圈5两端的电压，U_supply为供电电源Usupply的电压。

可选地，如图3所示，继电器降压电路还可包括限流电阻R3，逻辑模块3的输出端通过限流电阻R3与开关模块4的控制端电连接。限流电阻R3用于限流，保证开关模块4能够正常工作。

在上述实施方式中，均以信号生成模块包括控制单元和PWM信号产生单元为例。在其它一些实施方式中，如图5所示，图5为本发明实施例提供的又一种继电器降压电路的电路结构示意图。本实施例中，信号生成模块2包括选通单元23和PWM信号产生单元22。选通单元23的选择端作为信号生成模块的输入端，与控制输入端V1电连接；选通单元23的第一输入端与PWM信号产生单元的输出端电连接；选通单元23的第二输入端接入关断信号，选通单元23作为信号生成模块的输出端与逻辑模块3电连接。与图3所示实施例不同的是，本实施例中PWM信号产生单元2不受控制输入端V1的信号控制，而是一直输出PWM信号。控制输入端V1的信号控制选通单元23的第一输入端或者第二输入端与其输入端导通。更具体而言，当控制输入端V1为第一电平信号时，选通单元23的选择端为第一电平信号，此时其第一输入端与其输出端导通，也即此时信号生成模块2的输出端输出PWM信号；当控制输入端V1为第二电平信号时，选通单元23的选择端为第二电平信号，此时其第二输入端与其输出端导通，也即此时信号生成模块2的输出端输出关断信号。可以理解的是，当第二电平信号为关断信号时，选通单元23的第二输入端可以和控制输入端V1电连接。

在图5所示的方案中，PWM信号产生单元22由于不必受控制输入端V1的控制，因而控制输入端V1的逻辑设计更为灵活，也即既可以设置高电平为导通信号，低电平为关断信号，此时继电器降压电路中其它各个电路可以和图3中的电路一致。也可以设置低电平为导通信号，高电平为关断信号，此时可以将图3中延迟变换模块1的高通滤波器替换为RC低通滤波器，当然逻辑模块3还需要根据第二反相器和第三反相器的数量进行设计。

本发明实施例还提供了一种功率变换器。功率变换器包括继电器和本发明任意实施例提供的继电器降压电路。特别地，功率变换器可以是光伏逆变器、储能逆变器或者车载逆变器中的一种，该继电器在功率变换器中作为电源输入或输出的控制开关。本实施例中的功率变换器，因其包括本发明任意实施例提供的继电器降压电路，因而也具有与前述实施例相同的有益效果，在此不再赘述。

在本申请中，对于相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述，一般只在第一次出现时进行详细描述，后面再重复出现时，为了简洁，一般未再重复阐述，在理解本申请技术方案等内容时，对于在后未详细描述的相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述等，可以参考其之前的相关详细描述。

在本申请中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本申请技术方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本申请记载的范围。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台电子设备执行本申请每个实施例的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种继电器降压电路，其特征在于，所述继电器降压电路包括：延迟变换模块、信号生成模块、逻辑模块和开关模块；

所述延迟变换模块的输入端与所述继电器降压电路的控制输入端电连接，所述延迟变换模块的输出端与所述逻辑模块电连接；所述延迟变换模块配置为将其输入端输入的第一电平信号在保持阶段维持输出所述第一电平信号，以及延迟至所述保持阶段后的降压阶段跳变为输出第二电平信号；

所述信号生成模块的输入端与所述控制输入端电连接，所述信号生成模块的输出端与所述逻辑模块电连接；所述信号生成模块配置为在所述保持阶段和所述降压阶段响应于其输入端的第一电平信号而输出PWM信号；

所述逻辑模块配置为在所述保持阶段输出导通信号，在所述降压阶段输出所述PWM信号；

所述开关模块与所述继电器的线圈串联，所述开关模块的控制端与所述逻辑模块电连接，并配置为响应于所述导通信号而维持导通状态，以及响应于所述PWM信号而周期性导通和关断；其中，所述第一电平信号与所述第二电平信号逻辑相反。

2.根据权利要求1所述的继电器降压电路，其特征在于，所述信号生成模块包括控制单元和PWM信号产生单元；

所述控制单元的第一端与所述控制输入端电连接，所述控制单元的第二端与所述PWM信号产生单元的控制端电连接，所述PWM信号产生单元的输出端与所述逻辑模块电连接；所述控制单元配置为在所述控制输入端输入第一电平信号时，控制所述PWM信号产生单元输出所述PWM信号。

3.根据权利要求2所述的继电器降压电路，其特征在于，所述控制单元包括第一二极管；所述PWM信号产生单元包括第一电阻、第一电容和第一反相器；

所述第一二极管的阴极作为所述控制单元的第一端，所述第一二极管的阳极作为所述控制单元的第二端；

所述第一电阻的第一端与所述第一反相器的输入端电连接，所述第一反相器的输入端作为所述PWM信号产生单元的控制端，所述第一电阻的第二端与所述第一反相器的输出端电连接，所述第一反相器的输出端作为所述PWM信号产生单元的输出端；所述第一电容的第一端与所述第一反相器的输入端电连接，所述第一电容的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的继电器降压电路，其特征在于，所述信号生成模块包括选通单元和PWM信号产生单元，所述选通单元的选择端作为所述信号生成模块的输入端，所述选通单元的第一输入端与所述PWM信号产生单元的输出端电连接，所述选通单元的第二输入端接入关断信号，所述选通单元的输出端作为所述信号生成模块的输出端。

5.根据权利要求1所述的继电器降压电路，其特征在于，所述第一电平信号为逻辑高电平，所述第二电平信号为逻辑低电平；所述延迟变换模块包括高通滤波器，所述高通滤波器的输入端作为所述延迟变换模块的输入端，所述高通滤波器的输出端作为所述延迟变换模块的输出端；

或者，所述第一电平信号为逻辑低电平，所述第二电平信号为逻辑高电平；所述延迟变换模块包括低通滤波器，所述低通滤波器的输入端作为所述延迟变换模块的输入端，所述低通滤波器的输出端作为所述延迟变换模块的输出端。

6.根据权利要求5所述的继电器降压电路，其特征在于，所述延迟变换模块包括高通滤波器；所述高通滤波器包括第二电容和第二电阻，所述第二电容的第一端作为所述高通滤波器的输入端，所述第二电容的第二端作为所述高通滤波器的输出端；所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第二端电连接，所述第二电阻的第二端接地。

7.根据权利要求1所述的继电器降压电路，其特征在于，所述继电器降压电路还包括级联的至少一个第二反相器，所述延迟变换模块的输出端通过所述级联的至少一个第二反相器与所述逻辑模块电连接；和/或，

所述继电器降压电路还包括级联的至少一个第三反相器，所述信号生成模块的输出端通过所述级联的至少一个第三反相器与所述逻辑模块电连接。

8.根据权利要求7所述的继电器降压电路，其特征在于，所述逻辑模块包括或门；所述继电器降压电路包括一个所述第三反相器和级联的两个所述第二反相器；

所述或门的第一输入端对应的所述第二反相器电连接，所述或门的第二输入端与所述第三反相器电连接，所述或门的输出端与所述开关模块电连接。

9.根据权利要求1所述的继电器降压电路，其特征在于，所述继电器降压电路还包括电源连接端和接地连接端；

所述继电器的线圈与所述开关模块依次串联于所述电源连接端和所述接地连接端之间；或者，所述开关模块和所述继电器的线圈依次串联于所述电源连接端和所述接地连接端之间。

10.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括继电器和权利要求1-9任一项所述的继电器降压电路；所述开关模块与所述继电器的开关串联。