CN201051652Y - 一种具备继电器线圈吸收支路的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公告了一种具备继电器线圈吸收支路的电路，包括负载支路、驱动支路、继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路，继电器线圈支路与驱动支路构成串联支路，负载支路与该串联支路并联连接；驱动支路包括驱动晶体管；继电器线圈支路包括继电器；负载支路包括负载模块；继电器线圈吸收支路一端连接在继电器与驱动晶体管集电极的共接点、另一端连接在负载模块一端；继电器线圈吸收支路包括吸收二极管；吸收支路还增设稳压二极管，与吸收二极管反向串联。本实用新型通过在现有电路上增加稳压二极管，克服了继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路在两个回路分别供电时，继电器通过吸收二极管和其它电路而吸合造成误动作的可能，提高了系统的稳定性。

Description

一种具备继电器线圈吸收支路的电路

【技术领域】

本实用新型涉及一种电路，尤其涉及一种包含继电器的电路。

【背景技术】

众所周知，继电器是感性元器件，在它由导通状态转为断路状态时继电器线圈将产生很高的感应电动势，该电动势和电源电压叠加在一起施加在驱动晶体管上，有可能使驱动晶体管因过压而击穿，为此在驱动继电器的电路中，传统的方法是单纯使用二极管吸收支路以保护驱动晶体管。这在继电器和吸收二极管由同一路电源供电时是可以的。而在其他应用上，比如在电动汽车上使用的电子零部件模块的驱动继电器电路，经常是继电器和吸收二极管不由同一回路电源供电，而是由两个回路分别供电。继电器使用一个回路供电，放在电子零部件模块上的继电器吸收支路使用另一回路供电，这两个回路的供电通过各自的熔断器及开关接到同一个电源上，如图1。当放置继电器吸收支路的一路电源熔断器1断掉，同时驱动晶体管在不导通状态时，如图2，电流将沿图中虚线流动，将有可能使继电器通过吸收二极管及其他电路吸合，造成误动作，同时有可能使与该模块同用一个熔断器1的其他模块造成误工作或白白消耗电能。在模块所在的电路不工作而继电器所在的电路工作时，如图3，电流将沿图中虚线流动，将有可能使继电器通过吸收二极管及其他电路吸合，造成误动作，同时有可能使该模块所在的电路上的所有模块造成误工作或白白消耗电能。按国家QCT413(2002)汽车电气设备基本技术条件中“3.7.1耐电源极性反接性能：对于除电源系(含线束、开关及继电器)以外的产品，应能承受1min的电源极性反接试验而不损坏，……。反接电压值：12V电系为14V±0.2V；24V电系28V±0.2V。”的要求，当电源反接时，电流将沿如图4中所示的虚线流动。由于吸收二极管处于正向状态，正向结电压Ud只有0.7V。驱动晶体管处于电流从e极向c极流动的状态，驱动晶体管的Uec电压一般只有7～8V左右，二者之和只有7.7～8.7V左右。此时反接电压值：12V电系为14V±0.2V；24V电系28V±0.2V，高于驱动晶体管和二极管共同的耐压值7.7～8.7V，从而使驱动晶体管及吸收二极管击穿。

显然传统的单纯使用二极管吸收支路以保护驱动晶体管的方法，如果用于电动汽车等领域中，由于电子零部件模块经常使用的继电器和吸收二极管处于两个不同的供电回路由两路电源分别供电的电路中的，不仅会出现上述的问题，更可能由于模块误动作而引发安全事故，带来人身损害和财产损失。

【发明内容】

本实用新型的主要目的是：克服上述现有技术的不足之处，提供一种性能可靠、符合电气设备相关国家标准、具备继电器线圈吸收支路的电路。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种具备继电器线圈吸收支路的电路，一种具备继电器线圈吸收支路的电路，包括负载支路、驱动支路、继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路，所述继电器线圈支路与驱动支路构成串联支路，所述负载支路与该串联支路并联连接；所述驱动支路包括驱动晶体管；所述继电器线圈支路包括继电器；所述继电器线圈吸收支路一端连接在所述继电器与驱动晶体管集电极的共接点、另一端连接在所述负载支路一端；所述继电器线圈吸收支路包括吸收二极管；所述吸收支路还增设稳压二极管，与所述吸收二极管反向串联。

优选地，所述负载支路还包括第一开关，所述继电器线圈支路还包括第二开关；所述第一开关串接于所述负载模块、继电器线圈吸收支路的共接点前，所述第二开关与继电器串联连接。

优选地，稳压二极管的负极与吸收二极管的负极相连接。当所述驱动晶体管为NPN晶体管时，该NPN晶体管的集电极分别与继电器和吸收二极管的正极相连，该NPN晶体管的发射极用于与电源的负极耦合。当所述驱动晶体管为PNP晶体管时，该PNP晶体管的集电极分别与继电器和稳压二极管的正极相连，该PNP晶体管的发射极用于与电源的正极耦合。

优选地，所述稳压二极管的正极与吸收二极管的正极相连接。当驱动晶体管为NPN晶体管时，该NPN晶体管的集电极分别与继电器和稳压二极管的负极相连，该NPN晶体管发射极用于与电源的负极耦合。当驱动晶体管为PNP晶体管时，该PNP晶体管的集电极分别与继电器和吸收二极管的负极相连，该PNP晶体管发射极用于与电源的正极耦合。

优选地，所述负载支路还包括第一熔断器，所述继电器线圈支路还包括第二熔断器；所述第一熔断器串接于所述负载模块与所述继电器吸收支路的共接点前，所述第二熔断器与所述继电器串联连接。

优选地，所述稳压二极管32的稳压电压值与吸收二极管31的正向电压值之和为继电器回路供电电压值的1.1～1.3倍。

本实用新型的有益效果是：与传统的单纯使用二极管吸收支路以保护驱动晶体管的方法相比，本实用新型成功地解决了传统的吸收支路在继电器和吸收二极管处于两个不同的供电回路时，在由两路电源分别供电时电路中表现出的不足。

当由于供电回路中由于熔断器熔断或开关等原因断路时，继电器电源电压虽然加到了继电器、吸收二极管、稳压二极管、相邻模块上，但由于本实用新型增设的稳压二极管的稳压电压值与吸收二极管正向电压值的和稍大于继电器回路供电电压值，所以不能导通，避免了继电器通过吸收二极管及其他电路吸合而误动作，避免了误动作导致各个模块消耗浪费电能。当按国家QCT413(2002)汽车电气设备基本技术条件中3.7.1条要求在地与模块电源间施加反电压时，反电压虽然加到了驱动晶体管e-c结、吸收二极管、稳压二极管上，但由于稳压二极管的稳压电压值与吸收二极管正向电压值及驱动晶体管e-c结电压值的和大于反电压值，从而避免驱动晶体管及吸收二极管击穿，达到国家QCT413(2002)汽车电气设备基本技术条件中3.7.1耐电源极性反接性能要求。

当本实用新型的电路应用于电动汽车中时，由于避免了误动作，使其更为安全可靠，更为节能。

下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明：

【附图说明】

图1是传统的单纯使用二极管吸收支路的原理示意图；

图2是传统的单纯使用二极管吸收支路，当吸收支路的外电路熔断器断开时的原理示意图；

图3是传统的单纯使用二极管吸收支路，当吸收支路的外电路供电电源开关断开时的原理示意图；

图4是传统的单纯使用二极管吸收支路，当按国家QCT413(2002)汽车电气设备基本技术条件中3.7.1要求进行反接电压试验时的原理示意图；

图5是本实用新型实施例一示意图；

图6是本实用新型实施例二示意图；

图7是本实用新型实施例三示意图；

图8是本实用新型实施例四示意图；

图9是本实用新型实施例五示意图。

【具体实施方式】

实施例一

如图5所示，本例的电路包括负载支路、驱动支路、继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路。继电器线圈支路与驱动支路构成串联支路，该串联支路再与负载支路并联连接。负载支路包括依次串联的第一开关11、第一熔断器12和负载模块13；继电器线圈支路包含依次串联的第二开关21、第二熔断器22、继电器23，驱动支路包含NPN晶体管24，NPN晶体管24的集电极与继电器23和吸收二极管31的正极相连，NPN晶体管24的发射极与电源的负极相连接；吸收支路包括负极相串联的稳压二极管32与吸收二极管31；其中稳压二极管32的正极连接在第一熔断器12和负载模块13之间，吸收二极管31的正极连接在继电器23和NPN晶体管24的集电极之间，选择合适的稳压二极管32使稳压二极管32的稳压电压值与吸收二极管31的正向电压值之和大于继电器回路供电电压值。

上述电路的工作过程描述如下：

(1)正常工作状态时：第一开关11和第二开关21闭合，进入工作状态。当NPN晶体管24导通时，电流从继电器电源流经第二熔断器22、继电器23、NPN晶体管24到地线。此时继电器23吸合。当NPN晶体管24截止时，电流瞬间为零，继电器23释放。此时继电器线圈因电流突然为零而产生很高的反电动势，继电器线圈与NPN晶体管24的集电极相接处反电动势为正，继电器线圈与第二熔断器22相接处反电动势为负。该反电动势产生的电流流过吸收二极管31，稳压二极管32，第一熔断器12，第一开关11，第二开关21，第二熔断器22，回到继电器线圈。施加到NPN晶体管24上的电压＝继电器反电动势+继电器电源电压＝吸收支路正向电压+继电器电源电压＝稳压二极管的稳压电压值+吸收二极管正向电压值+继电器电源电压。由于NPN晶体管24的‘集电极-发射极’结的耐电压值大于继电器电路供电电压值与稳压二极管32的稳压电压值及吸收二极管31正向电压值的和，所以NPN晶体管24不会被击穿。

(2)第一熔断器12断开时：继电器电源电压施加在第二熔断器22、继电器23、NPN晶体管24与地之间，同时也施加在吸收二极管31、稳压二极管32、负载模块13与地之间。假设NPN晶体管24因第一熔断器12断开而不工作，晶体管不导通，吸收二极管31的正向电压与稳压管32电压之和稍大于继电器供电电源电压，不能导通。继电器23不会产生误动作，与该模块同用一个电路的负载模块13等其他模块没有电流流过，不会误工作或白白消耗电能。

(3)第一开关11断开时：继电器电源电压通过第二开关21施加在第二熔断器22、继电器23、NPN晶体管24与地之间，同时也施加在吸收二极管31、稳压二极管32、负载模块13与地之间，同时通过第一熔断器12施加在其它相邻模块与地之间。假设NPN晶体管24因第一开关11断开而不工作，晶体管不导通，吸收二极管31的正向电压与稳压管32电压之和稍大于继电器供电电源电压，不能导通。继电器23不会产生误动作，与该模块同用一个电路的负载模块13等其他模块没有电流流过，不会误工作或白白消耗电能。

(4)第二开关21断开时：模块电源电压通过第一开关11施加在第一熔断器12、稳压二极管32、吸收二极管31、NPN晶体管24与地之间，同时通过继电器23、第二熔断器22、与继电器共用一个电源上的其它相邻模块与地之间。此时吸收二极管31处于反向状态，吸收二极管31的反向电压值远大于继电器回路供电电压值及模块工作电压值。没有电流流过吸收二极管31，继电器23不会产生误动作，与继电器共用一个电源上的其它相邻模块没有电流流过，不会误工作或白白消耗电能。

(5)按国家QCT413(2002)汽车电气设备基本技术条件中3.7.1要求进行耐电源极性反接性能试验：在进行反接性能试验时，在NPN晶体管24的发射极与第一熔断器12之间施加反向电压。此时电压施加在NPN晶体管24的‘发射极-集电极’结、吸收二极管31、稳压二极管32之间。该电路耐压值＝NPN晶体管24的‘发射极-集电极’结电压值+吸收二极管31正向电压值+稳压二极管32的稳压值。以12V系为例，假设继电器回路电压为12V，‘发射极-集电极’结电压值＝7V，吸收二极管31正向电压值＝0.7V，稳压二极管32的稳压值取为12V，模块耐压值＞7V+0.7V+12V＝17.7V，大于12V电系的反接电压14V±0.2V。这样模块耐压值大于施加的反向电压值，驱动管不会击穿，符合要求。

实施例二

如图6所示，本例的电路包括负载支路、驱动支路、继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路。继电器线圈支路与驱动支路构成串联支路，该串联支路再与负载支路并联连接。负载支路包括依次串联的第一开关11、第一熔断器12和负载模块13；继电器线圈支路包含依次串联的第二开关21、第二熔断器22、继电器23；驱动支路包括PNP晶体管24，PNP晶体管24的集电极与继电器23和稳压二极管32的正极相连，PNP晶体管24的发射极与电源的正极相连接；吸收支路包括负极相串联的稳压二极管32与吸收二极管31；其中吸收二极管31的正极连接在第一熔断器12和负载模块13之间，稳压二极管32的正极连接在继电器23和PNP晶体管24的集电极之间，选择合适的稳压二极管32使稳压二极管32的稳压电压值与吸收二极管31的正向电压值之和大于继电器回路供电电压值。

实施例三

如图7所示，本例的电路包括负载支路、驱动支路、继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路。继电器线圈支路与驱动支路构成串联支路，该串联支路再与负载支路并联连接。负载支路包括依次串联的第一开关11、第一熔断器12和负载模块13；继电器线圈支路包含依次串联的第二开关21、第二熔断器22、继电器23；驱动支路包含NPN晶体管24，NPN晶体管24的集电极与继电器23和稳压二极管32的负极相连，NPN晶体管24的发射极与电源的负极相连接；吸收支路包括正极相串联的稳压二极管32与吸收二极管31；其中吸收二极管31的负极连接在第一熔断器12和负载模块13之间，稳压二极管32的负极连接在继电器23和NPN晶体管24的集电极之间，选择合适的稳压二极管32使稳压二极管32的稳压电压值与吸收二极管31的正向电压值之和大于继电器回路供电电压值。

实施例四

如图8所示，本例的电路包括负载支路、驱动支路、继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路。继电器线圈支路与驱动支路构成的串联支路，负载支路和该串联支路并联连接。负载支路包括依次串联的第一开关11、第一熔断器12和负载模块13；继电器线圈支路包含依次串联的第二开关21、第二熔断器22、继电器23；驱动支路包含PNP晶体管24，PNP晶体管24的集电极与继电器23和吸收二极管31的负极相连，PNP晶体管24的发射极与电源的正极相连接；吸收支路包括正极相串联的稳压二极管32与吸收二极管31；其中稳压二极管32的负极连接在第一熔断器12和负载模块13之间，吸收二极管31的负极连接在继电器23和PNP晶体管24的集电极之间。

实施例五

如图9所示，本例的电路包括负载支路、驱动支路、继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路。继电器线圈支路与驱动支路构成的串联支路，负载支路和该串联支路并联连接。与实施例一的不同之处在于，本例中继电器回路的工作电压和图中所示负载回路的工作电压不同，继电器回路由两个电源串联供电，通过第二开关21、第二熔断器22，流过继电器；而负载回路只有一个电源供电。继电器回路供电电压值和负载回路供电电压是不等的。

在上述各例中，本实用新型的电路根据不同的应用，与晶体管基极相连的电路不同。例如在应用于汽车空调压缩机控制器时，和晶体管的基极相连的是汽车空调压缩机控制电路；在应用于电动汽车电源管理器主继电器控制器时，和晶体管的基极相连的是主继电器控制电路。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种具备继电器线圈吸收支路的电路，包括负载支路、驱动支路、继电器线圈支路和继电器线圈吸收支路，所述继电器线圈支路与驱动支路构成串联支路，所述负载支路与该串联支路并联连接；所述驱动支路包括驱动晶体管(24)；所述继电器线圈支路包括继电器(23)；所述负载支路包括负载模块(13)；所述继电器线圈吸收支路一端连接在所述继电器(23)与驱动晶体管(24)集电极的共接点、另一端连接在所述负载模块(13)一端；所述继电器线圈吸收支路包括吸收二极管(31)；其特征是：所述吸收支路还包括稳压二极管(32)，与所述吸收二极管(31)反向串联。

2.根据权利要求1所述的具备继电器线圈吸收支路的电路，其特征是：所述负载支路还包括第一开关(11)，所述继电器线圈支路还包括第二开关(21)；所述第一开关(11)串接于所述负载模块(13)、继电器线圈吸收支路的共接点前，所述第二开关(21)与继电器(23)串联连接。

3.根据权利要求2所述的具备继电器线圈吸收支路的电路，其特征是：所述稳压二极管(32)的负极与吸收二极管(31)的负极相连接。

4.根据权利要求2所述的具备继电器线圈吸收支路的电路，其特征是：所述稳压二极管(32)的正极与吸收二极管(31)的正极相连接。

5.根据权利要求3所述的具备继电器线圈吸收支路的电路，其特征是：所述驱动晶体管(24)为NPN晶体管，该NPN晶体管的集电极分别与继电器(23)和吸收二极管(31)的正极相连，该NPN晶体管的发射极用于与电源的负极耦合。

6.根据权利要求3所述的具备继电器线圈吸收支路的电路，其特征是：所述驱动晶体管(24)为PNP晶体管，该PNP晶体管的集电极分别与继电器(23)和稳压二极管(32)的正极相连，该PNP晶体管的发射极用于与电源的正极耦合。

7.根据权利要求4所述的具备继电器线圈吸收支路的电路，其特征是：所述驱动晶体管(24)为NPN晶体管，该NPN晶体管的集电极分别与继电器(23)和稳压二极管(32)的负极相连，该NPN晶体管发射极用于与电源的负极耦合。

8.根据权利要求4所述的具备继电器线圈吸收支路的电路，其特征是：所述驱动晶体管(24)为PNP晶体管，该PNP晶体管的集电极分别与继电器(23)和吸收二极管(31)的负极相连，该PNP晶体管发射极用于与电源的正极耦合。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的具备继电器线圈吸收支路的电路，其特征是：所述负载支路还包括第一熔断器(12)，所述继电器线圈支路还包括第二熔断器(22)；所述第一熔断器(12)串接于所述负载模块(13)与所述继电器吸收支路的共接点前，所述第二熔断器(22)与所述继电器(23)串联连接。

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