CN209249383U - 一种倍压驱动电路及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种倍压驱动电路及设备，涉及驱动技术领域。所述倍压驱动电路包括：倍压模块、控制模块和继电器模块；倍压模块的倍压控制端与所述控制模块的控制端连接，所述倍压模块的输出端与所述控制模块的第一端连接，以及，所述控制模块的第二端与所述继电器模块连接；其中，所述倍压模块用于依据所述倍压控制端接收到的脉冲信号进行充电，并输出第一电压信号；所述控制模块用于依据所述脉冲信号和所述倍压模块输出的第一电压信号，控制所述继电器模块的电压。利用本实用新型公开的倍压驱动电路，能够有效解决现有技术中继电器灵活性差的技术问题，实现了低电压驱动高电压继电器的效果，提升了继电器应用的灵活性。

Description

一种倍压驱动电路及设备

技术领域

本实用新型涉及驱动技术领域，尤其涉及一种倍压驱动电路及设备。

背景技术

目前，驱动电路，如继电器的驱动，在对继电器进行驱动时通常是采用PWM信号驱动三极管的开关，从而控制继电器线圈对继电器开关的吸合和断开。

然而驱动电路在驱动继电器时，驱动电路的电源电压必须与继电器的电压匹配，即继电器的电压必须和驱动电路电源电压相等才能被正常驱动。当驱动电路中的电源电压低于继电器的电压时，无法驱动继电器，降低了继电器应用的灵活性。

实用新型内容

本实用新型提供的一种倍压驱动电路及设备，有效增加了继电器应用的灵活性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种倍压驱动电路，包括：倍压模块、控制模块和继电器模块；

所述倍压模块的倍压控制端与所述控制模块的控制端连接，所述倍压模块的输出端与所述控制模块的第一端连接，以及，所述控制模块的第二端与所述继电器模块连接；

其中，所述倍压模块用于依据所述倍压控制端接收到的脉冲信号进行充电，并输出第一电压信号；

所述控制模块用于依据所述脉冲信号和所述倍压模块输出的第一电压信号，控制所述继电器模块的电压。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种设备，包括本实用新型实施例提供的倍压驱动电路。

本实用新型实施例提供了一种倍压驱动电路及设备，通过倍压模块倍压控制端接收的脉冲信号控制倍压模块的充电状态，在倍压模块充电后在倍压模块的输出端输出第一电压信号。通过控制模块控制端接收的脉冲信号和该第一电压信号，控制模块控制与其相连的继电器模块的电压，从而实现倍压输出，以驱动高电压继电器，无需将倍压驱动电路中的电源电压限定为与继电器模块的驱动电压相同，有效提升了继电器模块应用的灵活性。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中的一种倍压驱动电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中的一种倍压驱动电路的电路图；

图3是本实用新型实施例一中的另一种倍压驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一中的一种倍压驱动电路的结构示意图，本实施例可适用于驱动继电器的情况，具体的，本实施例可适用于用低压驱动高压继电器的情况。该倍压驱动电路可以集成在本实用新型实施例提供的设备中。

现有驱动电路通常通过PWM信号驱动三极管的开关，从而控制12V继电器线圈对开关的吸合和断开。其中，12V继电器必须由12V供电，当电路中没有12V时，如只有5V和6V电压，则继电器不能被驱动，从而限制了继电器应用的灵活性。其中，12V仅为示例说明，此处并不对继电器的驱动电压进行限定。本实施例提供了一种倍压驱动电路能够有效提升继电器应用的灵活性。

如图1所示，本实用新型实施例一提供的一种倍压驱动电路，包括：倍压模块11、控制模块12和继电器模块13；

倍压模块11的倍压控制端与控制模块12的控制端连接，倍压模块11的输出端与控制模块12的第一端连接，以及，控制模块12的第二端与继电器模块13连接；

其中，倍压模块11用于依据倍压控制端接收到的脉冲信号进行充电，并输出第一电压信号；

控制模块12用于依据脉冲信号和倍压模块11输出的第一电压信号，控制继电器模块13的电压。

在本实施例中，该倍压驱动电路的工作原理是：倍压模块11的倍压控制端与控制模块12的控制端连接并接收脉冲信号，脉冲信号可以控制倍压模块11的充电状态，也可以控制控制模块12的连通状态。控制模块12第一端与倍压模块11的输出端连接，控制模块12的第二端与继电器模块13连接。脉冲信号通过控制控制模块12的连通状态可以控制倍压模块11的输出端与继电器模块13的连接状态，从而控制继电器模块的电压，以实现继电器模块的倍压驱动。

在本实施例中，倍压模块11可以理解为实现倍压驱动电路倍压输出的调压模块。倍压模块11可以根据脉冲信号进行充电状态的调整，并在充电完成后输出第一电压信号。控制模块12可以理解为倍压驱动电路倍压输出的控制器件。控制模块12可以连接倍压模块11和继电器模块13，根据脉冲信号和倍压模块11输出的第一电压信号实现对继电器模块13电压的控制。

本实施例可以通过控制继电器模块13与控制模块12第二端相连的端口的电压值实现倍压驱动。具体地，继电器模块13与控制模块12的第二端连接的端口可以为继电器模块13的负端，本实施例通过控制继电器模块13负端的电压值可以为继电器模块13提供不同幅值的驱动电压，能够实现低电压驱动高电压的继电器。需要说明的是，继电器模块13的正端可以与倍压驱动电路的电源端连接。此处的连接可以为直接连接，也可以为间接连接，如继电器模块13与倍压驱动电路的电源端间可以串联电阻实现间接连接等，本实施例对此不作具体限制。

此外，倍压模块11还可以包括输入端和第二输出端，倍压模块11可以依据输入端和第二输出端的电压差和倍压控制端接收到的脉冲信号进行充电。其中倍压模块11的输入端可以与倍压驱动电路的电源端连接，倍压模块11的第二输出端可以与地连接。此处并不对倍压模块11的输入端和倍压模块11的第二输出端连接方式进行限定，只要能够保证充电后倍压模块11的输出端的第一电压信号的电压值即可。

可以理解的是，继电器模块13的开关端的连接状态不作限定，本领域技术人员可以根据实际使用需求确定继电器模块13的开关端的连接。示例性的，继电器模块13的开关端可以分别连接至外接电源和负载，从而实现负载与外接电源连接状态的控制。

本实施例提供了一种倍压驱动电路，通过倍压模块倍压控制端接收的脉冲信号控制倍压模块的充电状态，在倍压模块充电后在倍压模块的输出端输出第一电压信号。通过控制模块控制端接收的脉冲信号和该第一电压信号，控制模块控制与其相连的继电器模块的电压，从而实现倍压输出，以驱动高电压继电器，无需将倍压驱动电路中的电源电压限定为与继电器模块的驱动电压相同，有效提升了继电器模块应用的灵活性。

图2是本实用新型实施例一中的一种倍压驱动电路的电路图。如图2所示，进一步地，控制模块12包括第一电阻R3和第一晶体管Q1；第一电阻R3的一端与第一晶体管Q1的控制端连接，另一端与倍压模块11的倍压控制端连接；第一晶体管Q1的第一端与倍压模块11的输出端连接，第一晶体管Q1的第二端与继电器模块13的负端连接。

在本实施例中，控制模块12可以由第一电阻R3和第一晶体管Q1组成。第一电阻R3一端与第一晶体管Q1控制端连接，第一电阻R3的另一端与倍压控制端连接接收脉冲信号PWM，用于对第一晶体管Q1的开关状态进行控制，即，当脉冲信号PWM为低电平时，第一晶体管Q1截止，当脉冲信号PWM为高电平时，第一晶体管Q1导通。从而控制倍压模块11的输出端与继电器模块13的负端的连接状态。

控制模块12中的第一晶体管Q1的第二端与继电器模块13的负端连接，用于控制继电器模块13的负端的电压。其中继电器模块13的正端可以与倍压驱动电路的电源端连接。

其中，第一晶体管Q1的类型并不进行限定，只要能够在脉冲信号的控制下实现开关功能即可。进一步地，第一晶体管Q1为三极管或场效应管。可以理解的是，此处并不对三极管和场效应管的类型进行限定，本领域技术人员可以根据实际使用情况选用对应的类型。

示例性的，第一晶体管Q1可以为NPN型三极管。第一晶体管Q1的控制端可以为三极管的基极，第一晶体管Q1的第一端可以为三极管的发射极，第一晶体管Q1的第二端可以为三极管的集电极。

图3是本实用新型实施例一中的另一种倍压驱动电路的结构示意图，进一步地，如图3所示，倍压模块11包括：控制单元111和升压单元112；

控制单元111的第一端与升压单元112的控制端连接，控制单元111的第二端连接升压单元112的第一输出端，用于根据控制单元111的控制端接收的脉冲信号控制升压单元112的第二输出端的电压值；

升压单元112的输入端与继电器模块13的正端连接，升压单元112的第二输出端与控制模块12的第一端连接，用于根据控制单元111的控制端所接收的脉冲信号调整升压单元112的第二输出端的电压值。

在本实施例中，倍压模块11可以包括控制单元111和升压单元112。控制单元111可以根据控制单元111的控制端接收的脉冲信号实现对升压单元112第二输出端电压值的控制。具体地，控制单元111可以根据控制端所接收的脉冲信号控制升压单元112的充电状态，即，当脉冲信号为低电平时，升压单元112处于充电状态，当脉冲信号为高电平时，升压单元112处于放电状态。根据脉冲信号控制升压单元112的充电状态，可以控制升压单元112的第二输出端的电压值。

可以理解的是，控制单元111的第二端可以连接升压单元112的第一输出端和地，升压单元112的输入端可以连接继电器模块13的正端和电源，以根据接收到的脉冲进行充电，并输出第一电压信号。升压单元112是输入端可以作为倍压模块11的输入端，升压单元112的第二输出端可以作为倍压模块11的输出端。

进一步地，如图2所示，控制单元111包括第二电阻R4、第三电阻R5和第二晶体管Q2；

第二晶体管Q2的第一端连接升压单元112的控制端，第二晶体管Q2的第二端连接第三电阻R5的第一端，第二晶体管Q2的控制端连接第三电阻R5的第二端和第二电阻R4的第一端。

在本实施例中，第二电阻R4的第二端连接控制模块12的控制端接收脉冲信号PWM。第三电阻R5的第一端可以连接第二晶体管Q2和地。第二电阻R4和第三电阻R5可以组成偏置电路，调节第二晶体管Q2控制端的电压值，从而实现对第二晶体管Q2开关状态的控制。当脉冲信号PWM为低电平时，第二晶体管Q2截止，当脉冲信号PWM为高电平时，第二晶体管Q2导通。由于第二晶体管Q2的第一端连接升压单元112的控制端，故第二晶体管Q2的导通状态可以控制升压单元112的充电状态。

其中，第二晶体管Q2的类型并不作限定，只要能够在脉冲信号的控制下实现开关功能即可。进一步地，第二晶体管Q2为三极管或场效应管。可以理解的是，此处并不对三极管及场效应管的类型进行限定，本领域技术人员可以根据实际使用情况选用对应的类型。

示例性的，第二晶体管Q2可以为NPN型三极管。第二晶体管Q2的控制端可以为三极管的基极，第二晶体管Q2的第一端可以为三极管的集电极，第一晶体管Q1的第二端可以为三极管的发射极。

如图2所示，在上述技术方案的基础上，升压单元112包括第四电阻R2、储能电容EC1和第一二极管D2；第四电阻R2的第一端与继电器模块13的正端连接，第四电阻R2的第二端连接储能电容EC1的第一端和控制单元111的第一端；第一二极管D2的第一端连接储能电容EC1的第二端和控制模块12的第一端，第一二极管D2的第二端连接控制单元111的第二端。

在本实施例中，第四电阻R2的第一端可以与继电器模块13的正端和电源连接，第一二极管D2的第二端可以连接控制单元111的第二端和地。第四电阻R2、储能电容EC1和第一二极管D2可以组成充电回路对储能电容EC1进行充电。当升压单元112处于充电状态时，电源通过第四电阻R2、储能电容EC1和第一二极管D2对储能电容EC1充电，储能电容EC1的电压可以充电至电源电压。当升压单元112处于放电状态时，储能电容EC1的第二端输出第一电压信号至控制模块12的第一端。

其中，储能电容EC1的第二端可以作为倍压模块11的输出端。第四电阻R2的第二端可以作为升压单元112的控制端，用于在控制单元111的第一端的控制下进行升压单元112充电状态的调整。

进一步地，如图2所示，继电器模块13包括：继电器J和第二二极管D1；

第二二极管D1的第一端与继电器J的第一控制端连接，第二二极管D1的第二端与继电器J的第二控制端连接；

继电器J的第一控制端与倍压模块11的输入端连接，继电器J的第二控制端与控制模块12的第二端连接。

在本实施例中，继电器模块13可以包括继电器J和第二二极管D1，其中，继电器J的第一控制端可以连接倍压模块11的输入端和倍压驱动电路的电源端，继电器J的第二控制端可以连接控制模块12的第二端，该继电器J的第二控制端的电压可以由控制模块12的第二端的电压控制。其中，继电器J的第一控制端可以为继电器模块13的正端，继电器J的第二控制端可以为继电器模块13的负端。

第二二极管D1的第一端可以为负极端，第二二极管D1的第二端可以为正极端，第二二极管D1并联在继电器J两端可以在继电器J闭合瞬间反向截止，以保护倍压模块11。

如图2所示，在本实施例中，倍压驱动电路的工作原理为：当脉冲信号PWM为低电平时，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2截止，储能电容EC1通过第四电阻R2被充电至约6V(忽略第一二极管D2的压降)。当脉冲信号PWM为高电平时，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2导通，储能电容EC1正极被接到地，由于电容电压不能突变，且存在第一二极管D2，使得储能电容EC1的负极与第一二极管D2的连接点被瞬间拉至-6V，即继电器模块13的负端为-6V。而继电器模块13的正端为6V，故12V继电器J的两端电压被抬高至12V，从而继电器J被驱动，以控制继电器J开关端的闭合状态。可以理解的是，在储能电容EC1放电的过程中，储能电容EC1的负极为-6V，第一二极管D2反向截止。

其中，图2中示出了通过继电器J控制负载R供电电源的连接方式。继电器J的开关端分别连接外接电源VDD和负载R，根据继电器J的驱动状态控制负载R的供电状态。

需要说明的是，图2中示出的为12V继电器的倍压驱动电路，此处并不对倍压驱动电路的电源端的电压值进行限定，本领域技术人员可以根据实际使用需求选取对应的电压进行供电。

在上述技术方案的基础上，倍压驱动电路还包括，第五电阻R1；

第五电阻R1的第一端与倍压模块11的输入端连接，第五电阻R1的第二端与继电器模块13连接。

在本实施例中第五电阻R1的第一端可以连接倍压模块11的输入端和倍压驱动电路的电源端，第五电阻R1的第二端连接继电器模块13的正端，即可以理解为将第五电阻R1串联在继电器模块13正端和倍压驱动电路电源端之间，以实现限流作用。

本实用新型实施例还提供了一种设备，该设备包括如上所述的倍压驱动电路。

上述设备可执行本实用新型任一实施例所提供的倍压驱动电路，具备执行倍压驱动电路相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种倍压驱动电路，其特征在于，包括：倍压模块、控制模块和继电器模块；

所述倍压模块的倍压控制端与所述控制模块的控制端连接，所述倍压模块的输出端与所述控制模块的第一端连接，以及，所述控制模块的第二端与所述继电器模块连接；

其中，所述倍压模块用于依据所述倍压控制端接收到的脉冲信号进行充电，并输出第一电压信号；

所述控制模块用于依据所述脉冲信号和所述倍压模块输出的第一电压信号，控制所述继电器模块的电压。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制模块包括第一电阻和第一晶体管；

所述第一电阻的一端与所述第一晶体管的控制端连接，另一端与所述倍压模块的倍压控制端连接；

所述第一晶体管的第一端与所述倍压模块的输出端连接，所述第一晶体管的第二端与所述继电器模块的负端连接。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述倍压模块包括：控制单元和升压单元；

所述控制单元的第一端与所述升压单元的控制端连接，所述控制单元的第二端连接所述升压单元的第一输出端，用于根据控制单元的控制端接收的脉冲信号控制所述升压单元的第二输出端的电压值；

所述升压单元的输入端与所述继电器模块的正端连接，所述升压单元的第二输出端与所述控制模块的第一端连接，用于根据所述控制单元的控制端所接收的脉冲信号调整所述升压单元的第二输出端的电压值。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述控制单元包括第二电阻、第三电阻和第二晶体管；

所述第二晶体管的第一端连接所述升压单元的控制端，所述第二晶体管的第二端连接所述第三电阻的第一端，所述第二晶体管的控制端连接所述第三电阻的第二端和所述第二电阻的第一端。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述升压单元包括第四电阻、储能电容和第一二极管；

所述第四电阻的第一端与所述继电器模块的正端连接，所述第四电阻的第二端连接所述储能电容的第一端和所述控制单元的第一端；

所述第一二极管的第一端连接所述储能电容的第二端和控制模块的第一端，所述第一二极管的第二端连接所述控制单元的第二端。

6.根据权利要求1至5任一所述的电路，其特征在于，所述继电器模块包括：继电器和第二二极管；

所述第二二极管的第一端与所述继电器的第一控制端连接，所述第二二极管的第二端与所述继电器的第二控制端连接；

所述继电器的第一控制端与所述倍压模块的输入端连接，所述继电器的第二控制端与所述控制模块的第二端连接。

7.根据权利要求1至5任一所述的电路，其特征在于，还包括，第五电阻；

所述第五电阻的第一端与所述倍压模块的输入端连接，所述第五电阻的第二端与所述继电器模块连接。

8.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一晶体管为三极管或场效应管。

9.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第二晶体管为三极管或场效应管。

10.一种设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1至9任一所述的倍压驱动电路。