CN201877363U - 基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路 - Google Patents

Abstract

基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路，包括达林顿光耦，达林顿光耦源边红外发光二极管的阴极与控制器的控制信号输出端连接，红外发光二极管的阳极串联限流电阻后与控制电源相连，所述达林顿光耦副边光电三极管的集电极串联继电器线圈后与继电器驱动电源相连，光电三极管的发射极接地。本技术方案是以达林顿光耦为核心，将微控制器或其他控制器件的控制信号在达林顿光耦源边转化为光信号，通过控制光电流的大小，控制达林顿光耦副边的输出电流，达到驱动继电器线圈的目的。本实用新型的电路结构简单，成本低；实现光电隔离，有效控制外界干扰；能有效控制驱动电流，保护继电器电路。

Description

基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路

技术领域

本实用新型涉及电力系统继电保护设备对出口继电器的控制，属于工业测控技术领域。

背景技术

电力系统继电保护设备是当电力系统中的电气元件发生故障或不正常运行时，快速而准确地使断路器跳闸或发出信号的自动装置。继电保护设备使断路器跳闸利用的技术就是设备内部控制芯片控制出口继电器的动作。因此，如何设计可靠的继电器的驱动电路是电力系统继电器保护设备必须考虑的问题。

继电器的驱动电路可以使用普通三极管或者达林顿管搭建一个共射级放大电路，继电器的线圈接入该放大电路的输出端，微控制器驱动三极管或者达林顿管的基极，控制其通断达到控制继电器动作的目的。这些方法都存在很大的缺点，使用普通三极管直接控制继电器，容易受到三极管输出集电极电流的限制，只适合小功率继电器的驱动；使用达林顿管直接控制继电器，虽然能提高驱动电流，但和三极管驱动电路一样，输入端和输出端直接耦合在一起，很容易受外部环境干扰，引起继电器误动作。

当今社会对电力系统可靠性的要求越来越高，而电力系统继电保护设备的运行环境越来越复杂，因此保证电力系统继电保护设备抗干扰能力越来越重要。直接使用三极管或者达林顿管控制继电器的方法急需改进。

实用新型内容

本实用新型要解决技术问题是：克服上述现有技术的缺点，提供一种基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路，保证继电器出口逻辑正确的基础上，提高系统的抗干扰能力和可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路，其特征在于：包括达林顿光耦，所述达林顿光耦内部使用红外发光二极管作为源边的发光器件，使用光电三极管作为副边接收器件，所述达林顿光耦源边红外发光二极管的阴极与控制器的控制信号输出端连接，红外发光二极管的阳极串联限流电阻后与控制电源相连，所述达林顿光耦副边光电三极管的集电极串联继电器线圈后与继电器驱动电源相连，光电三极管的发射极接地。

本技术方案是以达林顿光耦为核心，将微控制器或其他控制器件的控制信号在达林顿光耦源边转化为光信号，通过控制光电流的大小，控制达林顿光耦副边的输出电流，达到驱动继电器线圈的目的。

达林顿光耦源边和副边之间使用的是光电传输，这样就实现了光电隔离，有效的将继电器线圈和继电器控制用的数字电路隔离开来，减少了外界干扰对继电器动作回路的影响。而达林顿光耦副边的强驱动能力，又保证能提供给继电器足够的驱动电流，保证其可靠动作。同时达林端光耦副边具有的饱和特性，又能有效抑制继电器驱动回路的最大电流，对继电器驱动电路提供了保护作用。

本实用新型的工作原理如下：达林顿光耦内部使用红外发光二极管作为源端的发光器件，使用光电三极管作为副边接收器件。红外发光二极管由源边外部电流控制其发光光电流的大小，传输到光耦副边，副边光电三极管的基极接收这个光电流，然后利用其达林顿结构进行放大，提供给继电器线圈。达林顿光耦内部的电流传输比(CTR)较为稳定，这样，通过改变源边的电流的大小，能够得到可以预知的副边输出电流，这样就达到了控制继电器和限制继电器电流的目的。达林顿副边使用的是达林顿结构，这样就可以用源边输入小电流获得副边输出大电流，实现直接控制继电器的目的。达林顿光耦源边和副边利用光进行耦合，实现了源边和副边的光电隔离，这样就有效的抑制了外界的干扰。达林顿光耦副边使用的光电三极管，这种器件有饱和电流的限制，利用这个特性，可有效的限制通过继电器线圈的过电流，对整个电路起到了保护作用。

这种使用达林顿光耦，利用电流传变技术，微控制器或其他控制器件隔离驱动继电器，即为继电器的电流传变隔离驱动技术。

本实用新型的有益效果如下：(1)本实用新型的电路结构简单，成本低；(2)实现光电隔离，有效控制外界干扰；(3)能有效控制驱动电流，保护继电器电路。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型实施例1电路框图。

图2是本实用新型实施例2电路框图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路，包括达林顿光耦，达林顿光耦内部使用红外发光二极管作为源边的发光器件，使用光电三极管作为副边接收器件，达林顿光耦源边红外发光二极管的阴极与微控制器(MCU)的控制信号输出端连接，红外发光二极管的阳极串联限流电阻后与控制电源相连，所述达林顿光耦副边光电三极管的集电极串联继电器线圈后与继电器驱动电源相连，光电三极管的发射极接地。图中虚线框部分为本实用新型的核心内容。

微控制器(MCU)、达林顿光耦源边发光二极管、限流电阻和控制电源形成一个回路。在微控制器发出继电器动作信号后，流过发光二极管的电流转化为光信号，耦合进达林顿光耦副边的光电三极管中。光电三极管获取该光信号，转化为电信号，并进行放大，使流过与之连接的继电器线圈的电流达到其额定动作点，实现继电器的动作。

继电器有不同的型号，不同型号之间的继电器要求的动作电流不同。这种情况下，改变图1中限流电阻的阻值，使达林顿光耦源边输入电流变化，进而使光耦副边的输出电流变化，使副边的输出电流满足所连接的继电器所需的动作电流，这样就可以在不改变电路结构的前提下，完成对多种继电器的驱动。如果继电器的封装相同，只是需要的驱动电流不同，使用上述结构的驱动电路，可以使多种继电器的驱动电路使用同一种印刷电路板。

实施例2

如图2所示，本实施例在实施例1的基础之上进行了一定的变化，达林顿光耦源边红外发光二极管的阴极串联一反相器后与微控制器的控制信号输出端连接。控制电源为5V电源，继电器驱动电源为24V电源，相应的继电器线圈为24V线圈。

图中使用微控制器(MCU)的一个通用输入输出口(IO口)，经过一个反相器，接入达林顿光耦源边发光二极管的阴极。在MCU输出高电平时，驱动一个24V继电器动作。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (3)

1.基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路，其特征在于：包括达林顿光耦，所述达林顿光耦内部使用红外发光二极管作为源边的发光器件，使用光电三极管作为副边接收器件，所述达林顿光耦源边红外发光二极管的阴极与控制器的控制信号输出端连接，红外发光二极管的阳极串联限流电阻后与控制电源相连，所述达林顿光耦副边光电三极管的集电极串联继电器线圈后与继电器驱动电源相连，光电三极管的发射极接地。

2.根据权利要求1所述的基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路，其特征是：所述达林顿光耦源边红外发光二极管的阴极串联一反相器后与控制器的控制信号输出端连接。

3.根据权利要求1所述的基于电流传变隔离技术的继电器驱动电路，其特征是：所述控制器为微控制器。

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