CN201084651Y - 小型高电压电子继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型高电压电子继电器，主要包括一连接于一交流电源输入端口的半波整流电路，其具有至少一个降压电阻或两个以上串联后的降压电阻与一整流二极管连接后接一滤波电容，经降压、整流，滤波电容滤波后其两端得到直流电压。一低电压直流继电器线圈两端并联有一高速二极管，受控于一脉冲驱动集成电路。采用上述驱动方式后，继电器线圈需要从电源获取的电流变得很小，降压电路变得很简单，可以用小功率的降压电阻降压，解决了占用线路板面积大，及零件发热等问题；还可以直接与控制电路中的IC输出信号相接，特别适合用于对体积、成本有限制和安全性要求高而需要采用交流或脉冲信号控制的电路中。

Description

小型高电压电子继电器

技术领域

本实用新型涉及继电器技术领域，尤指一种采用高频高压脉冲电路驱动的低电压直流继电器。

背景技术

现有的继电器控制电路模式是：主电路发出控制信号，经驱动电路驱动直流继电器，继电器的开关再控制负载的通断。而驱动继电器的直流电源需要从交流电源经变压器或电容降压、整流滤波及稳压后获得，造成电路复杂，零件多，占用线路板面积，及零件发热等问题。而现有的高电压继电器大多是交流继电器，体积大，成本高，制约了使用范围。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种低成本的小型高电压电子继电器，该继电器电路简单、线路板占用的面积小，解决了零件发热等问题。

为实现上述目的，本实用新型技术方案为：

小型高电压电子继电器，主要包括：一交流电源输入端、一连接交流电源输入端的半波整流电路及一低电压直流继电器，其具有至少一个以上降压电阻，串联后的降压电阻与一整流二极管连接后接一滤波电容；所述的低电压直流继电器的线圈两端并联有一高速二极管后连接有一脉冲驱动集成电路；所述的脉冲驱动集成电路：其与一外部降压电阻串联后得到工作电压，至少一个端口接低电压直流继电器线圈一端，另具有一电压输出端口，该电压输出端口连接一第二滤波电容；该脉冲驱动集成电路其主要由一内部稳压上电延时复位电路、系统时钟产生电路、分频/脉宽控制电路、一高压驱动电路、一过压保护电路、一电压/脉冲检测电路及“与/或”逻辑输入选择控制电路组成；

内部稳压上电延时复位电路：连接外部降压电阻，主要供给系统时钟产生电路、分频/脉宽控制电路、一高压驱动电路、一过压保护电路、一电压/脉冲检测电路及“与/或”逻辑输入选择控制电路的稳定电源及信号复位；系统时钟产生电路：连接内部稳压上电延时复位电路及分频/脉宽控制电路，提供给内部稳压上电延时复位电路及分频/脉宽控制电路同步工作的信号；

分频/脉宽控制电路：连接高压驱动电路，用于降低系统时钟产生电路提供的同步工作信号脉冲的频率及控制高压驱动电路高压脉冲的占空比；

过压保护电路：连接高压驱动电路，防止输出端口承受过高电压损坏；一电压/脉冲检测电路：连接有“与/或”逻辑输入选择控制电路，通过电压输入端口接受外部控制电路的电平信号及脉冲输入转换端口接受外部控制电路的脉冲或交流信号来决定高压驱动电路的开启与关闭；

“与/或”逻辑输入选择控制电路：连接高压驱动电路，依据“与/或”选择端口电平的高低来选择是“与逻辑”关系或是“或逻辑”关系输入；所述的电压输入端口、脉冲输入转换端口及“与/或”选择端口与外部控制电路中的IC输出的小电流信号相接。

上述技术方案的有益之处在于：

采用本实用新型的驱动方式后，继电器需要从电源获取的电流变得很小，降压电路变得很简单，可以用小功率的降压电阻降压，解决了占用线路板面积大，及零件发热等问题；还可以直接与控制电路中的IC输出信号相接，特别适合用于对体积、成本有限制和安全性要求高而需要采用交流或脉冲信号控制的电路中，如家用电热、电动器具等。本实用新型继电器与现有的高压交流继电器相比，具有体积小，成本低的特点。

附图说明

图1为本实用新型工作原理图；

图2为本实用新型脉冲驱动集成电路工作框图；

图3本实用新型结构示意图一；

图4为图3之结构封装后剖视图；

图5为本实用新型结构示意图二。

具体实施方式

现结合附图和实施例说明本实用新型。

如图1所示的小型高电压电子继电器，主要包括：一半波整流电路，该电路连接于一交流电源的高电压输入端口51及一个公共端口端口52，其具有至少一个以上降压电阻61、降压电阻62，串联后的降压电阻61、62与一整流二极管71及一滤波电容81串联，经降压电阻61、62降压，整流二极管71半波整流，滤波电容81滤波后其两端得到直流电压，一降压电阻63将此电压送至一脉冲驱动集成电路9，一低电压直流继电器10线圈两端并联有一高速二极管72，与一脉冲驱动集成电路9至少一个端口相接。

如图2所示的脉冲驱动集成电路9主要由一内部稳压上电延时复位电路91、系统时钟产生电路92、分频/脉宽控制电路93、一高压驱动电路94、一过压保护电路95、一电压/脉冲检测电路101及“与/或”逻辑输入选择控制电路102组成；

内部稳压上电延时复位电路91：连接外部降压电阻63，主要供给系统时钟产生电路92、分频/脉宽控制电路93、一高压驱动电路94、一过压保护电路95、一电压/脉冲检测电路101及“与/或”逻辑输入选择控制电路102的稳定电源及信号复位；

系统时钟产生电路92：连接内部稳压上电延时复位电路91及分频/脉宽控制电路93，提供同步工作的信号给内部稳压上电延时复位电路91及分频/脉宽控制电路93；

分频/脉宽控制电路93：连接高压驱动电路94，分频电路将系统时钟产生电路提供的同步工作信号的频率大幅度降低，达到最适合驱动控制低电压直流继电器10的频率，如达到35KHz，脉宽控制电路则将高压脉冲的占空比调整到如75％，达到从外部电源获取电流最小、发热量较小、低电压直流继电器10有足够可吸合力量的目的；

过压保护电路95：连接高压驱动电路94，防止高压驱动电路94的输出端口承受过高电压损坏。

本脉冲驱动集成电路9还包括一电压/脉冲检测电路101：经“与/或”逻辑输入选择控制电路102连接高压驱动电路94，电压输入端口97是接受到外部控制电路的电平信号来决定高压驱动电路94的开启与关闭，脉冲输入转换端口96则是接受到外部控制电路的脉冲或交流信号来决定高压驱动电路94的开启与关闭，这个端口主要是配合单片机使用，防止在单片机出现死机时输出固定电平而使低电压直流继电器10一直接通负载产生危险。这两个端口可以由“与/或”选择端口98来选择是“与逻辑”关系或是“或逻辑”关系输入。所述的电压输入端口97、脉冲输入转换端口96及“与/或”选择端口98还可以与外部控制电路中的IC输出的小电流信号相接。达到既可以是脉冲输入转换端口96、电压输入端口97两路信号同时都有输入，低电压直流继电器10才接通的安全模式，也可以只要其中一路信号有输入，低电压直流继电器10就接通的普通模式。

例如：如上所述的普通模式下，低电压直流继电器10需要接通时，电压输入端口97有高电平输入，则脉冲驱动集成电路9的高压驱动电路94OUT端口输出一定占空比(如75％)和频率(如35KHz)的脉冲信号到低电压直流继电器10的线圈，降压电阻61、62的阻值将决定施加到低电压直流继电器10线圈两端的电压，也同时决定了本实用新型小型高电压电子继电器的交流电源使用电压(如120V AC或220V AC)。在脉冲信号的低电平期间，驱动电流从滤波电容81正极、经低电压直流继电器10线圈、脉冲驱动集成电路9通过到达负极。由于线圈有一定的电感量，会产生磁场并蓄能；在脉冲信号的高电平期间，驱动电流被脉冲驱动集成电路9阻断，由于电磁感应的原理，线圈两端将产生反电势，蓄积磁场变化产生的反向电流将通过高速二极管72再回流到线圈。依据线圈电感量的不同，调整适当的脉冲频率与占空比，使线圈一直有电流通过而又不需要从电源持续获取电流。流过线圈电流产生的磁场吸引力大于低电压直流继电器10开关动作的机械弹力时，就会使开关107接通而达到接通负载目的。一大电流输入端口106、一大电流输出端口108连接于该低电压直流继电器10的开关107两端，控制负载电流的通断。

经滤波电容81滤波后得到的直流电压经降压电阻63送入脉冲驱动集成电路9的内部稳压电路，经内部稳压后的电压除供给脉冲驱动集成电路9各功能电路使用外，还可以由脉冲驱动集成电路9具有的电压输出端口99经一第二滤波电容82送出给外部小电流电路使用。

在实际运用中，本实用新型小型高电压电子继电器的具体结构可采用但不局限于以下四种结构：①所述的降压电阻、整流二极管、低电压直流继电器、高速二极管、滤波电容、第二滤波电容及脉冲驱动集成电路均固定于一线路板上并采用硅橡胶或环氧树脂胶封装于一壳体内；②如图3所示：所述的降压电阻、二极管11、电压直流继电器10及脉冲驱动集成电路12固定于一线路板1上，该电路板安装于低电压直流继电器10底部，滤波电容13固定于该线路板1并置于所述的低电压直流继电器10外壳侧部；还可以如图5所示：将该线路板1固定于低电压直流继电器10的侧面。③如图4所示：所述的线路板1及滤波电容13采用硅橡胶或环氧树脂4胶封装于一外壳体2中。所述的线路板1除如上所示的设置于低电压直流继电器10的底部外，④所述的降压电阻、整流二极管、高速二极管、滤波电容、第二滤波电容及脉冲驱动集成电路固定于一线路板，所述的低电压直流继电器并不固定于该线路板上而是将其线圈引线连接该线路板。解决了如在家用电热、电动器具中对继电器体积、成本和安全性之间的矛盾。

综上所述是本实用新型的运用技术原理及具体实施方式，任何基于本实用新型技术方案的等效变换，均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.小型高电压电子继电器，主要包括：

一交流电源输入端；

一半波整流电路：连接交流电源输入端及一低电压直流继电器，其具有至少一个以上降压电阻，串联后的降压电阻与一整流二极管连接后接一滤波电容；其特征在于：

所述的低电压直流继电器的线圈两端并联有一高速二极管后连接有一脉冲驱动集成电路；

所述的脉冲驱动集成电路：其与一外部降压电阻串联后得到工作电压，至少一个端口接低电压直流继电器线圈一端，另具有一电压输出端口，该电压输出端口连接一第二滤波电容；该脉冲驱动集成电路其主要由一内部稳压上电延时复位电路、系统时钟产生电路、分频/脉宽控制电路、一高压驱动电路、一过压保护电路、一电压/脉冲检测电路及“与/或”逻辑输入选择控制电路组成；

内部稳压上电延时复位电路：连接外部降压电阻，主要供给系统时钟产生电路、分频/脉宽控制电路、一高压驱动电路、一过压保护电路、一电压/脉冲检测电路及“与/或”逻辑输入选择控制电路的稳定电源及信号复位；系统时钟产生电路：连接内部稳压上电延时复位电路及分频/脉宽控制电路，提供给内部稳压上电延时复位电路及分频/脉宽控制电路同步工作的信号；

分频/脉宽控制电路：连接高压驱动电路，用于降低系统时钟产生电路提供的同步工作信号脉冲的频率及控制高压驱动电路高压脉冲的占空比；过压保护电路：连接高压驱动电路，防止输出端口承受过高电压损坏；一电压/脉冲检测电路：连接有“与/或”逻辑输入选择控制电路，通过电压输入端口接受外部控制电路的电平信号及脉冲输入转换端口接受外部控制电路的脉冲或交流信号来决定高压驱动电路的开启与关闭；

“与/或”逻辑输入选择控制电路：连接高压驱动电路，依据“与/或”选择端口电平的高低来选择是“与逻辑”关系或是“或逻辑”关系输入；所述的电压输入端口、脉冲输入转换端口及“与/或”选择端口与外部控制电路中的IC输出的小电流信号相接。

2.如权利要求1所述的小型高电压电子继电器，其特征在于：所述的降压电阻、整流二极管、低电压直流继电器、高速二极管及脉冲驱动集成电路固定于一线路板，该电路板安装于低电压直流继电器底部，滤波电容及第二滤波电容亦固定于该线路板并置于所述的低电压直流继电器外壳侧部。

3.如权利要求2所述的小型高电压电子继电器，其特征在于：所述的线路板、滤波电容与第二滤波电容被封装于一外壳体中。

4.如权利要求1所述的小型高电压电子继电器，其特征在于：所述的降压电阻、整流二极管、高速二极管、低电压直流继电器、滤波电容、第二滤波电容及脉冲驱动集成电路固定于一线路板并被封装于一壳体内。

5.如权利要求1所述的小型高电压电子继电器，其特征在于：所述的降压电阻、整流二极管、高速二极管、滤波电容、第二滤波电容及脉冲驱动集成电路固定于一线路板，所述的低电压直流继电器线圈通过引线连接该线路板。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的小型高电压电子继电器，其特征在于：所述的小型高电压电子继电器至少具有一大电流输入端口、一大电流输出端口、一个高电压输入端口、一低电压输入端口、一个公共端口，所述的一个高电压输入端口与一个公共端口，为该小型高电压电子继电器提供交流电源；一低电压输入端口接受外部控制电路的电平信号、脉冲或交流信号来决定高压驱动电路的开启与关闭；一大电流输入端口、一大电流输出端口连接于该小型高电压电子继电器开关两端，控制负载电流的通断。

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