CN209071223U - 一种具有控制功耗功能的继电器连接电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及继电器保护电路技术领域，具体涉及一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，包括驱动电压输出设备、控制开关和继电器，所述控制开关电连接于驱动电压输出设备与继电器之间，由驱动电路控制控制开关开合，在驱动电压输出设备的输出端与继电器输入端之间还电连接有一继电器保护电路，所述继电器保护电路与控制开关所在电路并联连接，所述继电器保护电路包括分压电阻，所述分压电阻连接于驱动电压输出设备的输出端与继电器的输入端之间，利用继电器吸合电压U_吸与释放电压U_放不相等的特点，引入一条与控制开关并联的保护电阻电路，进而降低继电器正常工作所产生的热量，达到延长继电器正常工作寿命的目的。

Description

一种具有控制功耗功能的继电器连接电路

技术领域

本实用新型涉及继电器保护电路技术领域，具体涉及一种具有控制功耗功能的继电器连接电路。

背景技术

现有技术中，对继电器的驱动与控制采用直驱方式，通过驱动电路控制开关使驱动电压U通过开关输出到继电器，来达到控制继电器的目的。

继电器若想一直持续工作，驱动电压U须不能间断的加在继电器上，即开关须一直处于闭合状态。由于驱动电压U仅通过一开关（开关对于驱动电压的压降作用可以忽略）就直接加在继电器（此处记作继电器自身阻抗为RL）上，继电器两端电压UL与驱动电压U相等，又功率P=U²/R，可知继电器消耗的功率PL=UL²/RL=U²/RL，也即继电器一直处于最大驱动电压下，这样一来，继电器长时间工作时必然会出现继电器发热的情况，也就会减少继电器正常工作寿命。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和问题，本实用新型提供一种具有控制功耗功能的继电器连接电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，包括驱动电压输出设备、控制开关和继电器，所述控制开关电连接于驱动电压输出设备与继电器之间，由驱动电路控制控制开关开合，在驱动电压输出设备的输出端与继电器输入端之间还电连接有一继电器保护电路，所述继电器保护电路与控制开关所在电路并联连接。

上述的一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，所述继电器保护电路为分压电路，所述分压电路由n个分压电阻并联组成，n至少为2。

上述的一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，所述驱动电压输出设备在继电器需要闭合时，输出逻辑高电平；驱动电压输出设备在继电器工作稳定后，输出逻辑低电平。

上述的一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，驱动电压经驱动电路中的三极管在控制开关的四脚处形成分压，四脚分压相等时，控制开关截至，驱动电压经分压电阻加到继电器上；四脚分压不等时，控制开关导通，驱动电压经控制开关加到继电器上。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，利用继电器吸合电压U_吸与释放电压U_放不相等的特点，引入一条与控制开关并联的保护电阻电路，通过保护电阻限流降压的方式来减少继电器自身的功率消耗，进而降低继电器正常工作所产生的热量，达到延长继电器正常工作寿命的目的。

本技术方案中选择电阻，其价格较低、安装方便，通过最少的元器件来达到延长继电器寿命的最大化效益。

附图说明

图1为本实用新型的整体逻辑框图；

图2为保护电阻、控制开关的电路原理图；

图3为继电器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，如图1-3所示，包括驱动电压输出设备、控制开关和继电器，控制开关电连接于驱动电压输出设备与继电器之间，由驱动电路控制控制开关开合，在驱动电压输出设备的输出端与继电器输入端之间还电连接有一继电器保护电路，继电器保护电路与控制开关所在电路并联连接，继电器保护电路包括分压电阻，分压电阻连接于驱动电压输出设备的输出端与继电器的输入端之间；工作过程中，驱动电路先驱动控制开关闭合（此时由于开关的短路作用，保护电阻不工作），让继电器吸合工作；待继电器工作稳定后，再断开控制开关，此时保护电阻投入工作状态，又由于继电器释放电压U_放比继电器吸合电压U_吸小很多，此时的继电器会一直处于工作状态，不会断开，直到继电器自身驱动电路让其断开为止。

在继电器工作逻辑过程中：

开关闭合时，驱动电压U经开关直接加到继电器上（记继电器阻抗为RL），此时继电器消耗的功率PL1=U²/RL；

待继电器稳定工作后，开关断开时，驱动电压U经电阻（记为R）后加到继电器上，此时加到继电器上的驱动电压UL=(U/(R+RL))*RL，继电器功率PL2=UL²/RL=((U/(R+RL))*RL) ²/RL ，简化后得PL2=U²/(RL+(R²+2R*RL)/RL)；

比较PL2与PL1，由于(RL+((R²+2R*RL)/RL))必然大于RL，故可知PL2必然小于PL1，由此可得，继电器所消耗的功率PL在电阻投入后变小，继电器消耗功率变小，进而减少继电器发热量，延长继电器的使用时间。

具体的，本实施例如图2-3所示，驱动电压DC12V经开关（MOS管）、防反二极管后输出电压（REL_CON_POWER）给继电器线圈供电，本原理图所用电阻采用四个功率电阻并联的形式；

通过开关驱动电路闭合控制开关M1，此时驱动电压U（DC12V）全部回到继电器线圈上，然后通过继电器驱动电路（此处原理图不是本文讨论的重点，本文未体现），驱动K1_1使继电器闭合，继电器开始工作，记此时继电器功耗为PL1；

再通过开关驱动电路断开开关M1，此时驱动电压经电阻R（四个功率电阻并联）后加到继电器上，由于继电器已经处于吸合状态，且继电器的释放电压很小，故在经过该过程的切换时，继电器保持原有吸合状态继续处于正常工作状态下，记此时继电器功耗为PL2；

根据本文技术分析可知，PL2<PL1，由此达到降低继电器线圈功耗，延长继电器正常工作寿命的目的。

其中，驱动电路控制开关具体原理如下：

如图2中的驱动电路图，R78为调试用电阻（实际运用不焊接），R79为限流电阻，R80为下拉电阻，Q5为三极管，R76、R77构成分压电路连接至M1的4脚，MCU_RELPOW_CON连接至CPU的IO控制脚。

当需要将继电器投入运用时，CPU控制MCU_RELPOW_CON输出逻辑电平高（3.3V），此时Q5导通，驱动电压（12V）经R76、R77、Q5在M1的4脚处形成分压。又由M1的工作原理知，当M1的4脚电压低于M1的1（或2或3）脚电压时，M1导通，此时驱动电压（12V）经M1、D28加到继电器的驱动线圈上（由于M1、D28的短路作用，此时功率电阻（R72～75）未投入工作）。

在M1导通一定的时间使继电器工作稳定后，CPU控制MCU_RELPOW_CON输出逻辑电平低（0V），此时Q5截至，M1的4脚电压等于M1的1（或2或3）脚电压，M1截至，此时驱动电压（12V）经功率电阻（R72～75）加到继电器的驱动线圈上。

当继电器不再需要运行时，CPU控制继电器驱动电路控制K1_1使继电器断开。

当继电器需要再次投入运用时，重复以上运行逻辑。

Claims (4)

1.一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，其特征在于：包括驱动电压输出设备、控制开关和继电器，所述控制开关电连接于驱动电压输出设备与继电器之间，由驱动电路控制控制开关开合，在驱动电压输出设备的输出端与继电器输入端之间还电连接有一继电器保护电路，所述继电器保护电路与控制开关所在电路并联连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，其特征在于：所述继电器保护电路为分压电路，所述分压电路由n个分压电阻并联组成，n至少为2。

3.根据权利要求1所述的一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，其特征在于：所述驱动电压输出设备经三极管与控制开关连接，驱动电压接入三极管的基极，三极管的发射极接地，三极管的集电极与MOS管连接，驱动电压经MOS管、防反二极管后输出给继电器线圈供电。

4.根据权利要求1所述的一种具有控制功耗功能的继电器连接电路，其特征在于：驱动电压经驱动电路中的三极管在控制开关的四脚处形成分压，四脚分压相等时，控制开关截至，驱动电压经分压电阻加到继电器上；四脚分压不等时，控制开关导通，驱动电压经控制开关加到继电器上。