CN209216889U - 一种新型低功耗继电器驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种新型低功耗继电器驱动装置，有二路继电器供电电源一、二为继电器供电，继电器供电电源一作为维持电压远小于继电器供电电源二的供电电压，供电电源一、二经PNP三极管一、二、二极管一、二与继电器输入端电连接，继电器另一端接地；所述的继电器供电电源二通过阻值远大于继电器线圈内阻的K级电阻电连接至三极管二发射极，一电容一端连接在K级电阻和三极管二发射极间，一端接地，其中，所述的PNP三极管一、二的集电极分别连接二极管一、二正极，PWM为PNP三极管一、二的驱动信号。本实用新型在充分考虑继电器线圈自身存在功耗的同时，具有低功耗、稳定性高、成本低等优点，可以应用于光伏、汽车、UPS、通信等领域。

Description

一种新型低功耗继电器驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种新型低功耗继电器驱动装置。

背景技术

继电器(Relay)是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），其作用是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。被广泛应用于电力电子领域。

因此设计一种继电器驱动电路也变得尤为重要，在设计继电器的驱动电路时要考虑继电器线圈自身存在的功耗，因为其存在内阻。

申请号201711241779.6公开可降低继电器功耗的控制系统，包括：可控DCDC模块、可控开关、继电器及继电器控制器；可控DCDC模块用于接收继电器控制器的电压控制信号，根据电压控制信号输出继电器控制电压；可控开关用于接收继电器控制器的开关控制信号，并根据开关控制信号为继电器提供供电电压；继电器用于接收供电电压，进而使能开关动作；继电器控制器用于判断继电器的状态是否为吸合状态，若是，则控制可控DCDC模块输出预设继电器电压。本发明通过设有继电器控制器及可控DCDC模块，使得可以进行对继电器的供电进行调节。本发明通过控制继电器吸合后的线圈电压减少为额定电压的一半，可以确保继电器吸合状态不变的情况下，使继电器的维持功耗降为额定功耗的1/2。

申请号201711434516.涉及一种低功耗集成继电器控制系统，包括主控单元、继电器、锁止单元和位置检测单元；所述继电器、锁止单元和位置检测单元分别与所述主控单元电连接；所述主控单元控制所述继电器得电或失电，且得电与失电分别对应所述继电器闭合与断开；所述的锁止单元受所述主控单元控制，其动作限制所述继电器内部机械运动，使继电器在失电状态下保持闭合；所述位置检测单元检测所述继电器触点闭合或断开的状态，并将该状态发送至主控单元。

申请号：201621248034.3涉及一种继电器控制电路及开关电源。一种继电器控制电路，用于与开关电源内的继电器电性连接，以对继电器的通断进行控制。继电器控制电路包括：第一控制电路，用于使继电器的控制线圈得电以使得继电器吸合。第一控制电路一端与继电器控制线圈的电流输出端连接，另一端接地。以及第二控制电路，用于在继电器正常工作时，增大继电器控制线圈所在供电回路的电阻阻值来降低继电器的功耗。第二控制电路一端与继电器控制线圈的电流输出端连接，另一端接地。上述继电器控制电路可降低开关电源中继电器的功耗。

另外，图2和图3是二种常用的继电器驱动电路。

发明内容

本实用新型目的在于：提供一种新型低功耗继电器驱动装置，在充分考虑继电器线圈自身存在功耗的同时，满足继电器的吸合电压要远大于维持电压。

本实用新型目的通过下述方案实现：一种新型低功耗继电器驱动装置，有二路继电器供电电源一、二为继电器供电，所述的继电器供电电源一的供电电压U₁远小于继电器供电电源二的供电电压U₂，继电器供电电源一的供电电压U₁经PNP三极管一Q₁、二极管一D₁与继电器输入端电连接，继电器另一端接地；

继电器供电电源二的供电电压U₂经PNP三极管二Q₂、二极管二D₂与继电器输入端电连接，所述的继电器供电电源二的供电电压U₂通过阻值远大于继电器线圈内阻R_relay的K级电阻R₁电连接至三极管二Q₂发射极，一电容C₁一端连接在K级电阻R₁和三极管二正端，Q₂发射极间，一端接地，其中，

所述的PNP三极管一、二Q₁、Q₂的集电极分别连接二极管一、二D₁、D₂正极，PNP三极管一、二Q₁、Q₂的驱动信号为PWM；

当继电器供电电源二的供电电压U₂通过电阻R₁向电容C₁充电时，电容C₁的电压V_C1为继电器供电电源二的供电电压U₂的电压；

当驱动信号PWM给PNP三极管一、二Q₁、Q₂一个高电平驱动信号使其导通，电容C₁的电压V_C1大于继电器线圈内阻R_relay两端电压，二极管二D₂导通，此时继电器线圈内阻R_relay两端电压为U₂，继电器导通；

由于电阻R₁阻值远大于继电器线圈内阻R_relay，因此，电容C₁的充电速度远小于电容C₁的放电速度，继电器线圈内阻R_relay两端电压V_relay逐渐降低，当V_relay<U₁时，二极管一D₁导通，由继电器供电电源一U₁维持继电器电压。

在上述方案基础上，所述的二极管一、二D₁、D₂为肖特基二极管。

在继电器的供电电压为U₂时，本发明功耗与如图2和图3现有技术比较：

本发明中，由于维持继电器电压的供电电源一的电压U₁远小于继电器供电电源二的电压U₂，其功耗P₁见式1：

式1；

图2中，供电电源U₂使继电器导通和维持继电器工作电压，而维持继电器电压的是需扣除电阻R₂的功耗，因此图2损耗P₂为电阻R₂的损耗+继电器内阻的损耗，如式2所示：

式2；

图3中，供电电源U₂使继电器导通，同时供电电源U₂又是维持继电器电压，因此，损耗P₃为继电器内阻的损耗，见式3所示：

式3；

继电器的功率损耗为：P₁<P₂<P₃，同时，图2中的电阻R₂取值不能过大，否则会影响继电器的维持电压，而本实用新型克服了图2的缺陷。

本实用新型具有低功耗、稳定性高、成本低等优点，可以应用于光伏、汽车、UPS、通信等领域。

附图说明

图1，本实用新型继电器驱动电路原理图；

图2，一种常见的继电器驱动电路原理图；

图3，另一种常见的继电器驱动电路原理图。

具体实施方式

一种新型低功耗继电器驱动装置，如图1所示，有二路继电器供电电源一、二的供电电压U₁、U₂，所述的继电器供电电源一的供电电压U₁远小于继电器供电电源二的供电电压U₂，其中

所述的继电器供电电源一的供电电压U₁经PNP三极管一Q₁、肖特基二极管一D₁与继电器输入端电连接，继电器另一端接地；

继电器供电电源二的供电电压U₂经PNP三极管二Q₂、肖特基二极管二D₂与继电器输入端电连接，所述的继电器供电电源二的供电电压U₂通过阻值远大于继电器线圈内阻R_relay的K级电阻R₁电连接至三极管二Q₂发射极，一电容C₁一端连接在K级电阻R₁和三极管二正端，Q₂发射极间，一端接地；

所述的PNP三极管一、二Q₁、Q₂的集电极分别连接二极管一、二D₁、D₂正极，PNP三极管一、二Q₁、Q₂的驱动信号为PWM；

状态一：当继电器供电电源二的供电电压U₂通过电阻R₁向电容C₁充电时，电容C₁的电压V_C1为继电器供电电源二的供电电压U₂的电压；

状态二：当驱动信号PWM给PNP三极管一、二Q₁、Q₂一个高电平驱动信号使其导通，电容C₁的电压V_C1大于继电器线圈内阻R_relay两端电压，二极管二D₂导通，此时继电器线圈内阻R_relay两端电压为U₂，继电器导通；

状态三：由于电阻R₁阻值远大于继电器线圈内阻R_relay，因此，电容C₁的充电速度远小于电容C₁的放电速度，继电器线圈内阻R_relay两端电压V_relay逐渐降低，当V_relay<U₁时，二极管一D₁导通，由继电器供电电源一U₁维持继电器电压。

本实用新型在充分考虑继电器线圈自身存在功耗的同时，满足继电器的吸合电压要远大于维持电压，本实用新型该驱动电路具有低功耗、稳定性高、成本低等优点，可以应用于光伏、汽车、UPS、通信等领域。

Claims (2)

1.一种新型低功耗继电器驱动装置，有二路继电器供电电源一、二为继电器供电，其特征在于，

所述的继电器供电电源一的供电电压（U₁）作为继电器维持电压远小于继电器供电电源二的供电电压（U₂），继电器供电电源一的供电电压（U₁）经PNP三极管一（Q₁）、二极管一（D₁）与继电器输入端电连接，继电器另一端接地；

所述的继电器供电电源二的供电电压（U₂）经PNP三极管二（Q₂）、二极管二（D₂）与继电器输入端电连接，所述的继电器供电电源二的供电电压（U₂）通过阻值远大于继电器线圈内阻（R_relay）的K级电阻（R₁）电连接至三极管二（Q₂）发射极，一电容（C₁）一端连接在K级电阻（R₁）和三极管二（Q₂）发射极间，一端接地，其中，

所述的PNP三极管一、二（Q₁、Q₂）的集电极分别连接二极管一、二（D₁、D₂）正极，PNP三极管一、二（Q₁、Q₂）的驱动信号为PWM；

当继电器供电电源二（U₂）通过电阻（R₁）向电容（C₁）充电时，电容（C₁）的电压V_C1为继电器供电电源二的供电电压（U₂）的电压；

当驱动信号PWM给PNP三极管一、二（Q₁、Q₂）一个高电平驱动信号使其导通，电容（C₁）的电压V_C1大于继电器线圈内阻（R_relay）两端电压，二极管二（D₂）导通，此时继电器线圈内阻R_relay两端电压为U₂，继电器导通；

当V_relay<U₁时，二极管一（D₁）导通，由继电器供电电源一的供电电压（U₁）维持继电器电压。

2.根据权利要求1所述的一种新型低功耗继电器驱动装置，其特征在于：所述的二极管一、二（D₁、D₂）为肖特基二极管。