CN206076169U - 一种节能继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于继电器领域，具体地涉及一种节能继电器，包括继电器本体，还包括与继电器本体中的线圈串联的节能电路，所述的节能电路包括稳压滤波采样模块、IC电源管理模块、IC脉冲控制模块和MOS管开闭电路模块；稳压滤波采样模块用于将输入电压调节至小于5V；IC电源管理模块用于将输入电压转换为稳定的5V电压提供给IC脉冲控制模块；IC脉冲控制模块用于控制节能电路的通\断及通\断的时间；MOS管开闭电路模块：用于将输出电压转化为输入电压。本实用新型的继电器，待继电器触点完全吸合之后，脉冲式的提供继电器的维持电压，使外界输入电压有效值大幅度下降，降低继电器维持时的能源损耗，节能能源。

Description

一种节能继电器

技术领域

本发明属于继电器领域，具体地涉及一种节能继电器。

背景技术

高压直流继电器因使用环境为高压，所以触点距离会做的非常大，继电器线圈需要很大的功率来吸合，以保证产品能够顺利牢靠的吸合，而继电器成功吸合后，其保持功率不需一直维持吸合功率那么大，保持功率与吸合功率存在巨大的差异。若一直使用吸合功率来维持继电器的“开”，将会产生以下缺陷：

1.线圈温升增加，带来安全隐患；

2.能耗损失严重。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供一种节能的继电器，在继电器线圈段串联节能电路，待继电器触点完全吸合之后，使外界输入电压有效值大幅度下降，以实现节能目的。

本发明的技术方案如下：

一种节能的继电器，包括继电器本体以及与继电器本体中的线圈串联的节能电路，所述的节能电路包括稳压滤波采样模块、IC电源管理模块、IC脉冲控制模块和MOS管开闭电路模块；

稳压滤波采样模块用于将输入电压调节至小于5V；

IC电源管理模块用于将输入电压转换为稳定的5V电压提供给IC脉冲控制模块；

IC脉冲控制模块用于控制节能电路的通\断及通\断的时间；

MOS管开闭电路模块：用于将输出电压转化为输入电压。

其中：稳压滤波采样模块包括电感L1、电感L2、电容C7、二极管D8、MOS管Q2、电阻R5、电阻R3、电容C4、稳压二极管D5、二极管D4；

IC电源管理模块包括贴片IC2、电容C5、电容C3、电容C2、电阻R7和电容C1；

IC脉冲控制模块包括主控IC1、电阻R2；

MOS管开闭电路模块包括二极管D2、二极管D6、电容C8、电阻R1、稳压二极管D3、电阻R4、电容C6、MOS管Q1A、MOS管Q1B；

串联的电感L2和电容C7并联电感L1后连接至二极管D8的正极、二极管D4的正极；二极管D8的负极一方面连接至MOS管Q2的漏极，另一方面连接电阻R5的一端，R5的另一端连接并联的电阻R3、电容C4、稳压二极管D5及主控IC1，电阻R3、电容C4、稳压二极管D5的另一端同时接地；MOS管Q2的栅极连接至贴片IC2的输出端并同时连接电容C2的一端、电阻R7的一端以及主控IC1，电容C2的另一端接地，电阻R7的另一端经过电容C1后接地；贴片IC2的一个常闭接口和使能脚一方面连接至MOS管Q2的源极，另一方面连接至并联的电容C3和电容C5；二极管D4的负极连接至二极管D2的负极、二极管D6的正极及电容C8的一端，电容C8的另一端接地，稳压二极管D3、电阻R4、电容C6与MOS管Q1A的栅极并联后经过电阻R1连接至二极管D6的负极，二极管D2的正极连接至并联的稳压二极管D3的正极、电阻R4的另一端、电容C6的另一端、MOS管Q1A的源极以及MOS管Q1B的漏极；MOS管Q1B的栅极经过电阻R2后连接至主控IC1，MOS管Q1B的源极接地。

本发明一种继电器输入端输入的电压为9V-36V。

本发明的有益效果：

本发明提供一种节能的继电器，在继电器线圈段串联节能电路，待继电器触点完全吸合之后，脉冲式的提供继电器的维持电压，使外界输入电压有效值大幅度下降，降低继电器维持时的能源损耗，节能能源。

附图说明

图1为本发明一种节能的继电器的节能电路的电路图。

图2是本发明实施例中一种节能的继电器电压输出波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。

一种节能的继电器，包括继电器本体以及与继电器本体中的线圈串联的节能电路，所述的节能电路包括稳压滤波采样模块、IC电源管理模块、IC脉冲控制模块和MOS管开闭电路模块；

稳压滤波采样模块用于将输入电压调节至小于5V（即IC脉冲控制模块的量程电压以内）；由于输入的电压是一个高电压，稳压滤波采样模块将高电压调节到控制芯片的量程电压内（5V内），控制芯片根据输入电压的取样调节占空比，输入电压越高，占空比越小，输入电压越低，占空比越大。

IC电源管理模块用于将输入电压转换为稳定的5V电压提供给IC脉冲控制模块；由于输入电压的不稳定性，IC电源管理模块将输入电压转换为稳定的电压提供给IC脉冲控制模块，防止单IC脉冲控制模块因为电源电压不稳定而导致功能错误。

IC脉冲控制模块用于控制节能电路的通\断及通\断的时间；IC脉冲控制模块根据稳压滤波电路采样电路采集到的电压值，调节占空比，输入电压越高，占空比越小，输入电压越低，占空比越大。

MOS管开闭电路模块：用于将输出电压转化为输入电压后输出供给负载。

其中：稳压滤波采样模块包括电感L1、电感L2、电容C7、二极管D8、MOS管Q2、电阻R5、电阻R3、电容C4、稳压二极管D5、二极管D4；

IC电源管理模块包括贴片IC2、电容C5、电容C3、电容C2、电阻R7和电容C1；

IC脉冲控制模块包括主控IC1、电阻R2；

MOS管开闭电路模块包括二极管D2、二极管D6、电容C8、电阻R1、稳压二极管D3、电阻R4、电容C6、MOS管Q1A、MOS管Q1B；

串联的电感L2和电容C7并联电感L1后连接至二极管D8的正极、二极管D4的正极；二极管D8的负极一方面连接至MOS管Q2的漏极，另一方面连接电阻R5的一端，R5的另一端连接并联的电阻R3、电容C4、稳压二极管D5及主控IC1，电阻R3、电容C4、稳压二极管D5的另一端同时接地；MOS管Q2的栅极连接至贴片IC2的输出端并同时连接电容C2的一端、电阻R7的一端以及主控IC1，电容C2的另一端接地，电阻R7的另一端经过电容C1后接地；贴片IC2的一个常闭接口NC和使能脚EN一方面连接至MOS管Q2的源极，另一方面连接至并联的电容C3和电容C5；二极管D4的负极连接至二极管D2的负极、二极管D6的正极及电容C8的一端，电容C8的另一端接地，稳压二极管D3、电阻R4、电容C6与MOS管Q1A的栅极并联后经过电阻R1连接至二极管D6的负极，二极管D2的正极连接至并联的稳压二极管D3的正极、电阻R4的另一端、电容C6的另一端、MOS管Q1A的源极以及MOS管Q1B的漏极；MOS管Q1B的栅极经过电阻R2后连接至主控IC1，MOS管Q1B的源极接地。

在实施例中，电阻R1的值为6.8K，电阻R2的值为300R，电阻R3的值为10K，电阻R4、R5的值为68K，电阻R7的值为2.2R；电容C1、C3的值为1UF，电容C2、C5、C7的值为3.3NF，电容C4、C6的值为33NF，电容C8的值为2.2UF，；电感L1、L2的值为1UH；二极管D2、D4的的型号为VS-10MQ060NTRPBF，二极管D6、D8的型号为BAS21，稳压二极管D3、D5的型号为BZX84C5V1；MOS管Q1、Q2均为N沟道MOS管，MOS管Q1型号为IRF7341IPBF，MOS管Q2型号为DN3545N8，主控IC1的型号是PIC12F683-I/SN；贴片IC2的型号为MIC5200-50YM，可以为主控IC1稳定的提供电压，保证电路正常运行。

下面结合具体的输入电压解释本发明的工作原理：9V-36V的输入电压从输入端输入节能电路，经过稳压滤波电路中R5和R3进行分压，由此保证输入主控IC1的电压在其量程内（即小于5V）；同时，IC电源管理模块是MIC5200-50YM型号的芯片，其工作电压区间为±65V，9V-36V的输入电压在其工作范围内，MIC5200-50YM型号的芯片将电压转换为稳定的5V电压输入至主控IC1，主控IC1接收到稳压滤波采样电路输入的电压后，IC1中烧录的程序根据该输入电压的信号计算出吸合电压的时间的占整个周期（吸合电压的时间与保持电压的时间总和）的占空比，主控IC1根据该占空比的值调节主控IC1的通\断状态，此IC1“通”与“断”一个循环即一个周期，通过程序控制“通”的时间，“通”的时间占比一个周期的时间即为“占空比”，主控IC1“通”的状态即为可以为继电器提供吸合电压的状态。其中输入电压越高，占空比越小，输入电压越低，占空比越大；由主控IC1的输出脚控制MOS管Q1B的开\闭，主控IC1的输出脚输出高电平时MOS管Q1B闭合，使连接MOS管Q1A的支路接地，节能电路输出端输出与输入电压相同的电压供给给继电器，为其提供吸合电压；主控IC1的输出脚输出低电平时MOS管Q1B的断开，形成断路，停止供电，节约能源。

例如输入端输入12V的电压，继电器的输出波形如图2所示，图2右侧图是左侧圆圈中部分波形的放大图，前端电压连续的时间为100ms，电压值为12V；后段的电压为脉冲式电压，维持电压为12V，脉冲宽度为10us，脉冲周期为50us，因此占空比为1/5，本发明的节能电路，通过主控IC1控制电路在前段100ms的时间控制电路接通提供继电器的吸合电压，根据占空比控制节能电路的通\断的时间，与后段脉冲式维持电压的时间相同，提供10us的维持电压后断开节能电路，达到节能的目的。

主控IC1（可视为一个开关），输入端收集稳压滤波采样模块输出的电压转换值为2~5V，根据采样数据，主控IC1实现通\断来使电路产生通\断，主控IC1 “通”与“断”的一个循环为50us，通过主控IC1控制“通”的时间，“通”的时间占比一个循环的时间即为“占空比”。以此在不需要维持电压的时候，断开节能电路，停止供电，实现了能耗的降低。

本发明一种节能的继电器根据继电器本体瞬时吸合后，所需的脉冲式的吸合电压的输出波形，计算出的占空比（脉冲宽度占一个脉冲周期的比例）通过主控IC1控制节能电路的通\断，控制节能电路按照占空比的时间实现通\断，即在继电器需要维持电压时接通电路，不需维持电压时断开电路，可以降低能耗，适用范围更广。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种节能的继电器，包括继电器本体，其特征在于：还包括与继电器本体中的线圈串联的节能电路，所述的节能电路包括稳压滤波采样模块、IC电源管理模块、IC脉冲控制模块和MOS管开闭电路模块；

稳压滤波采样模块用于将输入电压调节至小于5V；

IC电源管理模块用于将输入电压转换为稳定的5V电压提供给IC脉冲控制模块；

IC脉冲控制模块用于控制节能电路的通\断及通\断的时间；

MOS管开闭电路模块：用于将输出电压转化为输入电压。

2.根据权利要求1所述的一种节能的继电器，其特征在于：稳压滤波采样模块包括电感L1、电感L2、电容C7、二极管D8、MOS管Q2、电阻R5、电阻R3、电容C4、稳压二极管D5、二极管D4；

IC电源管理模块包括贴片IC2、电容C5、电容C3、电容C2、电阻R7和电容C1；

IC脉冲控制模块包括主控IC1、电阻R2；

MOS管开闭电路模块包括二极管D2、二极管D6、电容C8、电阻R1、稳压二极管D3、电阻R4、电容C6、MOS管Q1A、MOS管Q1B；

串联的电感L2和电容C7并联电感L1后连接至二极管D8的正极、二极管D4的正极；二极管D8的负极一方面连接至MOS管Q2的漏极，另一方面连接电阻R5的一端，R5的另一端连接并联的电阻R3、电容C4、稳压二极管D5及主控IC1，电阻R3、电容C4、稳压二极管D5的另一端同时接地；MOS管Q2的栅极连接至贴片IC2的输出端并同时连接电容C2的一端、电阻R7的一端以及主控IC1，电容C2的另一端接地，电阻R7的另一端经过电容C1后接地；贴片IC2的一个常闭接口和使能脚一方面连接至MOS管Q2的源极，另一方面连接至并联的电容C3和电容C5；二极管D4的负极连接至二极管D2的负极、二极管D6的正极及电容C8的一端，电容C8的另一端接地，稳压二极管D3、电阻R4、电容C6与MOS管Q1A的栅极并联后经过电阻R1连接至二极管D6的负极，二极管D2的正极连接至并联的稳压二极管D3的正极、电阻R4的另一端、电容C6的另一端、MOS管Q1A的源极以及MOS管Q1B的漏极；MOS管Q1B的栅极经过电阻R2后连接至主控IC1，MOS管Q1B的源极接地。

3.根据权利要求1所述的一种节能的继电器，其特征在于：输入电压为9V-36V。

4.根据权利要求2所述的一种节能的继电器，其特征在于：稳压二极管D3和稳压二极管D5均是BZX84C5V1型号的稳压二极管。

5.根据权利要求2所述的一种节能的继电器，其特征在于：贴片IC2是MIC5200-50YM型号的IC芯片。