CN201994245U - 一种继电器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种继电器系统，该系统包括：切换装置、启动装置、降额装置、继电器；其中，所述切换装置具有导通状态和关断状态；其中，所述导通状态用于使所述启动装置工作，而所述降额装置不工作；所述关断状态用于使所述启动装置不工作而所述降额装置工作；所述启动装置用于，在所述切换装置的导通状态下，向所述继电器提供额定电压以使其启动；所述降额装置用于，在所述切换装置的关断状态下，向所述继电器提供工作电压以使其保持工作状态。利用本实用新型的技术方案，能使继电器可靠启动并切换至工作状态。

Description

一种继电器系统

技术领域

本实用新型涉及继电器领域，特别是涉及一种继电器系统。

背景技术

继电器是一种广泛应用于自动控制电路中的电子控制器件，它通常是用较小的电流去控制较大的电流，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用，因而常常作为一种自动开关来使用。

继电器在使用时，需要向其提供额定电压才能正常启动。继电器在启动之后，只需向其提供一个低于额定电压的工作电压即可使其维持在工作状态，此时，如果继续向继电器提供额定电压，既浪费能源，又容易造成继电器过热而影响使用寿命。因此，需要设置一个切换装置，在继电器启动之后，将其电压切换至工作电压，以便节约能源，并延长继电器的使用寿命。

现有的切换继电器电压的技术，是利用储能电容放电来启动继电器，然后切换至由市电转换成的工作电压来维持继电器的工作状态。在这种技术中，电容在储能状态时的电压为该继电器的额定电压，电容向继电器放电一段时间可以启动继电器，当继电器正常启动之后，电容所储存的电量基本耗尽，此时，可将继电器两端的电压切换至由市电转换成的工作电压，这样，继电器就能维持在正常的工作状态了。

但是，电容的容值容易受到温度、湿度、使用时间等环境因素以及电容制作工艺偏差等的影响，在使用过程中常常会因为容值下降而造成不能放电、或者放电时间不够长，从而导致继电器无法正常启动，也就无法进入正常工作状态，这样就给使用继电器的工厂的生产、以及应用继电器的电路的工作造成很大的影响，

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种继电器系统，能使继电器可靠启动并切换至工作状态。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种继电器系统，该系统包括：切换装置、启动装置、降额装置、继电器；其中，

所述切换装置具有导通状态和关断状态；其中，所述导通状态用于使所述启动装置工作，而所述降额装置不工作；所述关断状态用于使所述启动装置不工作而所述降额装置工作；

所述启动装置用于，在所述切换装置的导通状态下，向所述继电器提供额定电压以使其启动；

所述降额装置用于，在所述切换装置的关断状态下，向所述继电器提供工作电压以使其保持工作状态。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，启动装置是向继电器提供额定电压以启动继电器的装置，降额装置是向继电器提供工作电压以保持继电器处于工作状态的装置，该系统还设置了专门的切换装置，通过其处于导通状态和关断状态来控制启动装置和降额装置的工作，因此，切换装置可在启动装置正常启动继电器之后再将自身的状态由导通状态变为关断状态，从而使启动装置停止工作，而降额装置开始工作，因此，本实用新型能使继电器可靠启动并正常切换至工作状态。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，该系统进一步包括微处理器；所述微处理器用于，向所述切换装置提供导通信号以使其处于导通状态；向所述切换装置提供关断信号以使其处于关断状态。

进一步，所述微处理器进一步用于，计算自身向所述切换装置提供导通信号的时间长度；在自身向所述切换装置提供导通信号的时间长度超过所述继电器的启动时间的情况下，停止向所述切换装置提供导通信号，并向所述切换装置提供关断信号。

进一步，所述控制装置为微处理器。

进一步，所述继电器的启动时间在5毫秒至10毫秒之间。

进一步，该系统进一步包括开关装置；所述开关装置具有开启状态和关闭状态，其中，所述开启状态用于允许所述继电器工作，所述关闭状态用于不允许所述继电器工作。

进一步，所述开关装置为开关管电路，所述开关装置的开启状态为所述开关管电路的导通状态，所述开关装置的关闭状态为所述开关管电路的关断状态；所述开关管电路与所述继电器串联。

进一步，所述工作电压在所述额定电压的40％-100％之间。

进一步，所述切换装置为开关管电路，所述切换装置的导通状态为所述开关管电路的导通状态，所述切换装置的关断状态为所述开关管电路的关断状态；所述启动装置为输出电压等于所述额定电压的电源；所述降额装置为限流电阻；所述开关管电路与所述限流电阻的并联电路，与所述继电器以及所述电源串联。

进一步，所述限流电阻的阻值不高于所述继电器的线圈电阻的1.5倍。

附图说明

图1为本实用新型提供的继电器系统的结构图；

图2为本实用新型的一个具体实施例的结构图；

图3为本实用新型提供的启动继电器的开关控制信号RELY_S与切换控制信号RELY_D的示意图；

图4为本实用新型提供的将继电器从启动状态切换为工作状态的RELY_S与RELY_D的示意图；

图5为应用本实用新型的系统的实施例图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

图1为本实用新型提供的继电器系统的结构图。如图1所示，该系统包括：切换装置101、启动装置102、降额装置103、继电器104；其中，

切换装置101具有导通状态和关断状态；其中，导通状态用于使启动装置102工作，而降额装置103不工作；关断状态用于使启动装置102不工作而降额装置103工作；

启动装置102用于，在切换装置101的导通状态下，向继电器104提供额定电压以使其启动；

降额装置103用于，在切换装置101的关断状态下，向继电器104提供工作电压以使其保持工作状态。

这里，启动装置向继电器提供的电压为额定电压，是用来启动继电器的装置，它可以为继电器的启动电源，当然，也可以为其他能向继电器提供额定电压的装置。

降额装置向继电器提供的电压为工作电压，该工作电压可以低于额定电压，但要能维持继电器的工作状态，因而需要不低于继电器额定电压的40％。这里的降额装置可以为限流电阻，也可以为其他能够向继电器提供低于额定电压的工作电压的装置。

切换装置为通过自身处于导通状态和关断状态来控制启动装置和降额装置的工作的装置。其处于导通状态一段时间，就能使继电器正常启动；其从导通状态切换至关断状态，就能使启动装置由工作状态切换为停止工作的状态，同时使降额装置由非工作状态切换至工作状态，从而使继电器的电压由额定电压切换为工作电压。因此，本实用新型中的切换装置为实现继电器可靠启动并正常切换至工作状态的核心。

由此可见，本实用新型中，启动装置是向继电器提供额定电压以启动继电器的装置，降额装置是向继电器提供工作电压以保持继电器处于工作状态的装置，该系统还设置了专门的切换装置，通过其处于导通状态和关断状态来控制启动装置和降额装置的工作，因此，切换装置可在启动装置正常启动继电器之后再将自身的状态由导通状态变为关断状态，从而使启动装置停止工作，而降额装置开始工作，因此，本实用新型能使继电器可靠启动并正常切换至工作状态。

本实用新型中，启动装置向继电器提供的额定电压可以是恒定的额定电压，相对于现有技术中使用的连续脉冲启动电压，本实用新型使用恒定额定电压，有利于缩短继电器的启动时间，并减少对继电器线圈的冲击，从而提高继电器的使用寿命。

由于本实用新型能保证继电器可靠启动，并正常切换至工作状态，这样，继电器自身的切换速度就会很迅速，而且在状态切换时不易产生火花，因此，本实用新型有利于提高继电器的使用寿命，并减少继电器对周边器件的电磁干扰。

该系统进一步可以包括控制切换装置的状态的控制装置105，该控制装置可以用微处理器来实现，该控制装置用于，向切换装置提供导通信号以使其处于导通状态；向切换装置提供关断信号以使其处于关断状态。

这里的控制装置还可以进一步用于，计算自身向切换装置提供导通信号的时间长度；在自身向切换装置提供导通信号的时间长度超过继电器的启动时间的情况下，停止向切换装置提供导通信号，并向切换装置提供关断信号。

这里，控制装置具有计时功能，通过计算自身向切换装置提供导通信号的时间长度，直接得到了切换装置处于导通状态的时间，也就直接获得了继电器启动所花费的时间。由于继电器的启动时间不长，因此，控制装置只需在自身向切换装置提供导通信号的时间长度超过继电器的启动时间的情况下，停止导通信号的提供，并向切换装置提供关断信号，就可以使启动装置停止工作而降额装置开始工作，从而使继电器的电压从额定电压降至工作电压，实现继电器由启动状态向工作状态的切换。由此可见，利用控制装置可以简单迅速地实现上述的计时与时间长度判断功能，有效提高了本实用新型的切换速度。

本实用新型中的控制装置可以为微处理器，当然，也可以为其他能控制切换装置的状态的装置。

由于通常情况下，继电器的启动时间在5毫秒至10毫秒之间，因此，本实用新型中，控制装置所计算得到的向切换装置提供导通信号的时间长度超过10毫秒，即可停止导通信号的提供，而切换为关断信号。例如，每次启动继电器时，控制装置只需计时200毫秒，即可停止导通信号的提供，而切换为关断信号。

该系统进一步包括开关装置106；该开关装置具有开启状态和关闭状态，其中，开启状态用于允许继电器工作，关闭状态用于不允许继电器工作。

这里的开关装置相当于系统的一个总开关。该开关装置处于开启状态，意味着整个系统可以正常工作，此时，如果切换装置处于导通状态，则可以启动继电器，而切换装置由导通状态切换至关断状态，则继电器就由启动切换为正常的工作状态。该开关装置处于关闭状态，则意味着整个系统不能工作，此时，无论切换装置处于何种状态，继电器都无法启动，也无法正常工作，只能处于不能工作的状态。

本实用新型中设置了开关装置，可以控制整个系统的开关，这有利于控制继电器的工作状态，及时断电以排除系统的安全隐患，保证该继电器系统的安全工作。

这里的开关装置可以为开关管电路，这样，本实用新型中的开关装置的开启状态就为该开关管电路的导通状态，开关装置的关闭状态就为该开关管电路的关断状态；本实用新型中，可以通过作为开关装置的开关管电路与继电器的串联，来实现开关装置对继电器以至整个继电器系统的工作的控制。

当然，本实用新型中的开关装置也可以为其他种类的开关电路，例如闸刀式开关等。

本实用新型中，降额装置向继电器所提供的工作电压在额定电压的40％-100％之间，这意味着该工作电压不能低于额定电压的40％，也不能高于额定电压。

图2为本实用新型的一个具体实施例的结构图。如图2所示，本实用新型所提供的继电器系统包括额定电压为+12V的继电器RY1、切换装置、启动装置、降额装置以及开关装置，其中，切换装置为由开关管Q1以及电阻R2和R3组成的开关管电路，该切换装置的状态转换由切换控制信号RELY_D来控制，当RELY_D处于高电平时，开关管Q1处于导通状态，此时，作为切换装置的该开关管电路也就处于导通状态，即切换装置的导通状态即为该开关管电路的导通状态；当RELY_D处于低电平时，开关管Q1处于关断状态，此时，作为切换装置的该开关管电路也就处于关断状态，即切换装置的关断状态为该开关管电路的关断状态；启动装置为输出电压等于额定电压的电源，如图2所示，电源向RY1提供+12V的额定电压；降额装置为限流电阻R1；该系统中，包含Q1的作为切换装置的开关管电路与该限流电阻R1并联，并联之后所得到的并联电路又与继电器RY1以及+12V的电源串联。

图2中，开关装置为开关管Q2以及电阻R4和R5所组成的开关管电路，其状态切换由开关控制信号RELY_S来控制，当RELY_S为高电平时，开关管Q2处于导通状态，此时，作为开关装置的该开关管电路也就处于开启状态，当RELY_S为低电平时，开关管Q2处于关断状态，此时，作为开关装置的该开关管电路也就处于关闭状态。该系统中，开关装置与继电器RY1、R1与Q1所在的开关管电路的并联电路、电源均为串联的关系。

由此可见，如果开关控制信号RELY_S为低电平，则开关装置处于关闭状态，无论切换装置处于何种状态，整个系统都处于断路状态，此时，继电器是无法工作的。只有RELY_S为高电平时，整个系统才可以工作。

在RELY_S为高电平的前提下，如果RELY_D也为高电平，则Q1导通，从而使Q1所在的开关管电路也处于导通状态，此时，由于开关管Q1以及Q2的电压降都很低，降额装置R1就相当于被Q1所在的支路所短路，因而+12V的电源额定电压就经RY1的线圈、Q1和Q2到达地端GND，该额定电压就全部降在了继电器RY1的线圈上，从而使RY1正常可靠地启动。当RY1启动之后，RELY_D降为低电平，使Q1关断，则Q1所在的开关管电路也处于关断状态，此时，+12V的额定电压经RY1的线圈、R1以及Q2到达GND，由于有一部分电压降在了R1两端，因此，RY1的线圈两端的电压降就低于+12V的额定电压，即为工作电压，这样，该继电器就切换到了工作状态。

图2所示的实施例中，作为降额装置的限流电阻R1的阻值不能高于继电器RY1的线圈电阻的1.5倍，这样，就能保证在RELY_S为高电平且RELY_D为低电平时，即继电器RY1处于工作状态时，其两端的工作电压不低于额定电压的40％，从而能够维持正常工作。R1阻值的一个较优实施例为等于RY1的线圈电阻，这样，加载在继电器RY1线圈两端的电压为+12V额定电压的50％，这样的工作电压有利于RY1的正常启动。

图2中的开关控制信号RELY_S和切换控制信号RELY_D均可由控制装置来提供，该控制装置还可以用于计算自身向切换装置提供高电平的RELY_D从而使Q1处于导通状态的时间长度，并且在该时间长度超过继电器RY1的启动时间时，将RELY_D切换为低电平，从而使Q1关断，使继电器由启动状态切换至工作状态。这里的控制装置可以由微处理器来实现。

图3为本实用新型提供的启动继电器的开关控制信号RELY_S与切换控制信号RELY_D的示意图。图4为本实用新型提供的将继电器从启动状态切换为工作状态的RELY_S与RELY_D的示意图。如图3所示，在RELY_S为高电平的前提下，RELY_D维持为高电平一段时间，就能正常启动继电器，这里，RELY_D维持为高电平的时间长度不能低于继电器RY1的启动时间，例如不能低于10毫秒。如图4所示，在RELY_S为高电平的前提下，RELY_D维持为高电平一段时间，正常启动继电器RY1之后，再降为低电平，就能将继电器从启动状态切换为正常的工作状态。其中，RELY_D维持为高电平的时间T₀超过继电器RY1的启动时间。

图5为应用本实用新型的系统的实施例图。如图5所示，作为控制装置的微处理器向开关装置和切换装置分别提供开关控制信号RELY_S和切换控制信号RELY_D，从而控制继电器的启动以及工作状态的切换，保证继电器正常启动并正常切换至工作状态，该继电器系统的输出信号又可用于控制外部电路。

本实用新型有广泛的应用前景，可以应用于功率出口回路、信号出口回路以及电气隔离回路等继电器的使用场合。

由此可见，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型中，启动装置是向继电器提供额定电压以启动继电器的装置，降额装置是向继电器提供工作电压以保持继电器处于工作状态的装置，该系统还设置了专门的切换装置，通过其处于导通状态和关断状态来控制启动装置和降额装置的工作，因此，切换装置可在启动装置正常启动继电器之后再将自身的状态由导通状态变为关断状态，从而使启动装置停止工作，而降额装置开始工作，因此，本实用新型能使继电器可靠启动并正常切换至工作状态。

(2)相对于现有技术中使用的连续脉冲启动电压，本实用新型中的启动装置向继电器提供恒定额定电压，有利于缩短继电器的启动时间，并减少对继电器线圈的冲击，从而提高继电器的使用寿命。

(3)由于本实用新型能保证继电器可靠启动，并正常切换至工作状态，这样，继电器自身的切换速度就会很迅速，而且在状态切换时不易产生火花，因此，本实用新型有利于提高继电器的使用寿命，并减少继电器对周边器件的电磁干扰。

(4)本实用新型中设置了开关装置，可以控制整个系统的开关，这有利于控制继电器的工作状态，及时断电以排除系统的安全隐患，保证该继电器系统的安全工作。

(5)本实用新型有广泛的应用前景，可以应用于功率出口回路、信号出口回路以及电气隔离回路等继电器的使用场合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种继电器系统，其特征在于，该系统包括：切换装置、启动装置、降额装置、继电器；其中，

所述切换装置具有导通状态和关断状态；其中，所述导通状态用于使所述启动装置工作，而所述降额装置不工作；所述关断状态用于使所述启动装置不工作而所述降额装置工作；

所述启动装置用于，在所述切换装置的导通状态下，向所述继电器提供额定电压以使其启动；

所述降额装置用于，在所述切换装置的关断状态下，向所述继电器提供工作电压以使其保持工作状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括控制装置；所述控制装置用于，向所述切换装置提供导通信号以使其处于导通状态；向所述切换装置提供关断信号以使其处于关断状态。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制装置进一步用于，计算自身向所述切换装置提供导通信号的时间长度；在自身向所述切换装置提供导通信号的时间长度超过所述继电器的启动时间的情况下，停止向所述切换装置提供导通信号，并向所述切换装置提供关断信号。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述控制装置为微处理器。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述继电器的启动时间在5毫秒至10毫秒之间。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括开关装置；所述开关装置具有开启状态和关闭状态，其中，所述开启状态用于允许所述继电器工作，所述关闭状态用于不允许所述继电器工作。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述开关装置为开关管电路，所述开关装置的开启状态为所述开关管电路的导通状态，所述开关装置的关闭状态为所述开关管电路的关断状态；所述开关管电路与所述继电器串联。

8.根据权利要求1、2、3或5所述的系统，其特征在于，所述工作电压在所述额定电压的40％-100％之间。

9.根据权利要求1、2、3或5所述的系统，其特征在于，所述切换装置为开关管电路，所述切换装置的导通状态为所述开关管电路的导通状态，所述切换装置的关断状态为所述开关管电路的关断状态；所述启动装置为输出电压等于所述额定电压的电源；所述降额装置为限流电阻；所述开关管电路与所述限流电阻的并联电路，与所述继电器以及所述电源串联。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述限流电阻的阻值不高于所述继电器的线圈电阻的1.5倍。

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