CN203983170U

CN203983170U - 继电器驱动电路

Info

Publication number: CN203983170U
Application number: CN201420406774.XU
Authority: CN
Inventors: 王焱; 谷海明
Original assignee: ZHEJIANG YONGYANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG YONGYANG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2024-07-22

Abstract

本实用新型公开了一种继电器驱动电路，该驱动电路包括电子单元的静电防护设计。用于驱动电能表内部的继电器。本实用新型的电路由信号输入口、驱动电路、信号输出口和保护电路组成，能够有效地抑制电能表内部动作产生的冲击静电，保护内部电路的元器件，延长电能表使用寿命。

Description

继电器驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种电能表内部电路，尤其是电能表内部的继电器驱动电路。

背景技术

电能表是专门用来计量某一时间段电能累计值的仪表。电能表由测量机构、补偿调整装置和辅助部件三大部分组成。测量机构是电能表实现电能测量的核心，由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器五部分组成。其驱动元件（继电器）又由驱动电路来驱动。

现有技术的继电器驱动电路的原理图如图1所示，其由信号输入口（1）、驱动电路（2）和信号输出口（3）组成。

其信号输入口（1）包括继电器常开触点输入口（RELAYON）和继电器常闭触点输入口（RELAYOFF）。其继电器常开触点输入口通过第一限流电阻（R501）连至第一NPN三极管（Q503）的基极，第一NPN三极管（Q503）的基极接入第一下拉电阻（R507）；其继电器常闭触点输入口通过第四限流电阻（R504）连至第二NPN三极管（Q504）的基极，第二NPN三极管（Q504）的基极接入第二下拉电阻（R508）；

其驱动电路（2）包括常开触点输入驱动电路和常闭触点输入驱动。其常开触点输入驱动电路是由第一NPN三极管（Q503）的集电极通过第二限流电阻（R502）连至第二PNP三极管（Q502）的基极。第二PNP三极管（Q502）的发射极接电源正极（VCC），集电极连接信号输出口（RYB）。第一NPN三极管（Q503）的发射极接电源负极（GND）；其常闭触点输入驱动电路是由第二NPN三极管（Q504）的集电极通过第三限流电阻（R503）连至第一PNP三极管（Q501）的基极。第一PNP三极管（Q501）的发射极接电源正极（VCC），集电极连接信号输出口（RYA）。第二NPN三极管（Q504）的发射极接电源负极（GND）。

其信号输出口（3）包括RYA输入端和RYB输入端。RYA输入端接在第一NPN三极管（Q503）的集电极；RYB输入端接在第二NPN三极管（Q504）的集电极。

其信号输入口（1）耦接至驱动电路（2）以接收外部电压信号；其驱动电路（2）耦接信号输出口(3)以处理信号；其信号输出口(3)连接继电器线圈以驱动继电器动作。当继电器导通的瞬间，会在RYA输出端和RYB输出端产生瞬时的峰值电压和冲击静电，而每个继电器线圈都有自己固定的耐压值，这样的冲击电压会减短线圈得使用寿命；继电器频繁的开关动作会造成RYA输出端和RYB输出端的电压极不稳定，给第一PNP三极管（Q501）和第二PNP三极管（Q502）带来了冲击电压和静电，这也会影响其使用寿命。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有防静电冲击功能的继电器驱动电路。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种继电器驱动电路，用于驱动电能表内部继电器，其特征在于包括：

信号输入口，耦接至驱动电路以接收外部电压信号；

驱动电路，耦接信号输入口和信号输出口以放大信号；

信号输出口，耦接继电器线圈以驱动继电器动作；

保护电路，耦接在驱动电路内和信号输出口以抑制瞬态电压；

其中，当继电器的开关动作产生冲击静电的时候，保护电路能对其进行泄放，避免内部器件受损。

改进后的继电器驱动电路如图2所示，其在图1的基础上增加了保护电路。该保护电路包括：信号输出口的限压电路、RYA输出端的限压电路和RYB输出端的限压电路。其具体实施方案是在输出端RYA、RYB处并联一个TVS管；在RYA和RYB输出端各接入一个BAV99芯片的基本电路。

当继电器导通的瞬间，会在RYA输出端和RYB输出端产生瞬时的峰值电压和冲击静电，TVS管瞬间导通进行泄放，从而避免线圈受到冲击；继电器频繁的开关动作会造成RYA输出端和RYB输出端的电压极不稳定，给第一PNP三极管（Q501）和第二PNP三极管（Q502）带来了冲击电压和静电，而BAV99芯片能够将其3脚电压保持在-0.7~VCC+0.7V之间，当RYA输出端和RYB输出端的电压波动比较大时，BAV99芯片能够限制电压幅值，保护电路。

附图说明

图1为改进前的继电器驱动电路原理图；

图2为本实用新型图的继电器驱动电路原理图。

图中：R501、第一限流电阻；R502、第二限流电阻；R503、第三限流电阻；R504、第四限流电阻；R507、第一下拉电阻；R508、第二下拉电阻；Q501、第一PNP三极管；Q502、第二PNP三极管；Q503、第一NPN三极管；Q504、第二NPN三极管；VCC、电源正极；GND、电源负极；D501、第一BAV99芯片；D502、第二BAV99芯片；P0080、TVS管；JN2、继电器驱动信号输出口；RELAYON、继电器常开触点输入端；RELAYOFF、继电器常闭触点输入端；RYA，RYB、继电器驱动信号输出端。

具体实施方式

在图2中，所述的信号输入口（1）由输入触点（RELAYON、RELAYOFF）、限流电阻（R501、R504）和下拉电阻（R507、R508）组成。所述的限流电阻（R501、R504）的阻值为2k，所述的下拉电阻（R507、R508）的阻值为22k，当加在输入触点电压的值为U时，在三极管（Q503）得到的电压为11U/12。

所述的驱动电路（2）由限流电阻（R502、R503）、三极管（Q501、Q502）和三极管（Q503、Q504）组成，所述的三极管（Q503、Q504）隔离了基极（b）电流和集电极（c）电流。所述的三极管（Q501、Q502）用于对其基极（b）电流的放大，在集电极（c）得到足够大的电流以驱动负载。

所述的信号输出口（3）实际上就是连接着负载线圈，当线圈工作才能实现继电器的开关动作。

所述的保护电路（4）是通过TVS管和BAV99芯片限压电路电压。

当RELAYON为高电平时，所述的信号输入口（1）接收电压，所述的三极管（Q503）满足导通条件导通（三极管的导通条件是发射结正偏，集电结反偏，即Vc>Vb>Ve），所述的三极管（Q502）因基极（b）电位被拉低也满足导通条件。所述的线圈（JN2）的RYA的电位被拉低，与其另一个引脚RYB形成电位差，因此电流从RYB经过继电器线圈流向RYA。由于这个导通动作是瞬间的，会在RYA输出端和RYB输出端产生瞬时的峰值电压和冲击静电。此时，TVS管起到作用。所述的TVS管（P0080）又叫瞬态电压抑制器，当TVS管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压钳位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

以上是继电器的一个开关动作过程。当继电器处于频繁的开关动作时，会造成RYA输出端和RYB输出端的电压极不稳定，给第一PNP三极管（Q501）和第二PNP三极管（Q502）带来了冲击电压和静电。此时，BAV99芯片起到作用。BAV99芯片主要原理是当静电从3脚导入，二极管被反向击穿，同时电荷被快速泻放到电源正极（VCC）或者负极（GND）。正的静电大部分放到电源正极（VCC）。所以BAV99芯片能够将其3脚电压保持在-0.7~VCC+0.7V之间。当RYA输出端和RYB输出端的电压波动比较大时，BAV99芯片能够限制电压幅值，保护电路。

综上所述，通过TVS管对继电器输出口（JN2）泄放峰值电压，保护继电器线圈；通过BAV99芯片限制RYA输出端和RYB输出端的电压幅值，保护驱动电路的三极管。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种继电器驱动电路，用于驱动电能表内部继电器，其特征在于包括：

信号输入口，耦接至驱动电路以接收外部电压信号；

驱动电路，耦接至信号输出口以放大信号；

信号输出口，耦接继电器线圈以驱动继电器动作；

2.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述的信号输入口包括：

继电器常开触点输入口：耦接于驱动电路第一NPN三极管的基极；

继电器常闭触点输入口：耦接于驱动电路第二NPN三极管的基极。

3.根据权利要求2所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述的继电器常开触点输入口包括：

第一限流电阻：耦接于继电器常开触点，以限制输入电流；

第一下拉电阻：耦接于第一限流电阻，以分配输入电压。

4.根据权利要求2所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述的继电器常闭触点输入口包括：

第四限流电阻：耦接于继电器常闭触点，以限制输入电流；

第二下拉电阻：耦接于第四限流电阻，以分配输入电压。

5.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述的信号输出口包括：

RYA输出端：耦接于第一NPN三极管的集电极；

RYB输出端：耦接于第二NPN三极管的集电极。

6.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述的保护电路包括：

信号输出口的限压电路，耦接于信号输出口，以限制信号输出口的瞬态电压；

RYA输出端的限压电路，耦接于RYA输出端，以限制RYA输出端的瞬态电压；

RYB输出端的限压电路，耦接于RYB输出端，以限制RYB输出端的瞬态电压。

7.根据权利要求6所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述的信号输出口的限压电路包括：

TVS管：并联在信号输出口。

8.根据权利要求6所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述的RYA输出端的限压电路包括：

第一BAV99芯片：其一脚接电源负极，二脚接电源负极，三脚接RYA输出口。

9.根据权利要求6所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述的RYB输出端的限压电路包括：

第二BAV99芯片：其一脚接电源负极，二脚接电源负极，三脚接RYB输出口。