CN209461383U - 继电器驱动电路、继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种继电器驱动电路及采用该继电器驱动电路的继电器，继电器线圈第一端子与第三开关元件的第一极相连，继电器线圈第三端子与第二开关元件的第一极相连，继电器线圈第二端子与两个反向串联的二极管相连，第三开关元件的第三极与第四开关元件的第一极相连接，并与发送第二控制信号的外部控制单元相连，第四开关元件的第三极与发送第一控制信号的外部控制单元相连，第二开关元件的第三极与第一开关元件的第一极相连接，并与发送第一控制信号的外部控制单元相连，第一开关元件的第三极与发送第二控制信号的外部控制单元相连。本实用新型能够有效防止控制信号电平的不确定状态对继电器造成的损坏，而保证将继电器置于已知的可控状态。

Description

继电器驱动电路、继电器

技术领域

本实用新型涉及电子电路领域，具体而言涉及一种继电器驱动电路及该继电器驱动电路所驱动的继电器。

背景技术

现有的自复位过欠压保护器中，当电网上电后，微处理器经过电压采样电路接连检测电网电压，当电网电压在正常范围内时，输出继电器闭合控制信号给继电器驱动电路，由继电器驱动电路控制继电器闭合，接通主回路。当电网电压过压或欠压时，微处理器经过电压采样电路检测到电网电压过压或欠压，输出继电器断开控制信号给继电器驱动电路，由继电器驱动电路控制继电器断开，堵截主回路，以实现过欠压保护，避免安全事故发生。

但是如果微处理器的控制软件存在bug或者出现控制逻辑错误，控制单元同时输出“继电器闭合”指令和“继电器断开”指令时，则会出现不能确定继电器的导通或断开状态的情况，此时断路器负载侧可能会有电，也可能没有电。

实用新型内容

本实用新型的目的，是提供一种继电器驱动电路以解决现有技术中存在的上述问题。

本实用新型提供一种继电器驱动电路，本实施例的继电器驱动电路与继电器线圈(K1)相连接，继电器线圈(K1)包括位于第一端子和第二端子之间的第一线圈段以及位于第二端子与第三端子之间的第二线圈段，第一端子与第三开关元件(Q3)的第一极相连，第三端子与第二开关元件(Q2)的第一极相连，第二端子与两个反向串联的二极管的负极相连，第三开关元件(Q3)的第三极与第四开关元件(Q4)的第一极相连接，并与发送第二控制信号的外部控制单元相连，第四开关元件(Q4)的第三极与发送第一控制信号的外部控制单元相连，第二开关元件(Q2)的第三极与第一开关元件(Q1)的第一极相连接，并与发送第一控制信号的外部控制单元相连，第一开关元件(Q1)的第三极与发送第二控制信号的外部控制单元相连，第一开关元件(Q1)、所述第二开关元件(Q2)、所述第三开关元件(Q3)、所述第四开关元件(Q4)的第二极接地。

根据本实用新型的技术方案，当微处理器控制软件存在bug或者出现控制逻辑错误，控制单元错误地同时输出彼此矛盾的第一控制信号和第二控制信号时，第四开关元件导通，第三开关元件截止，同时，第一开关元件导通，第二开关元件截止，因此，继电器的第一线圈段和第二线圈段均处于截止状态，没有电流流过继电器的线圈部分，因此继电器将保持输出错误指令前的状态，负载侧是否有电也与错误输出第一控制信号和第二控制信号前的状态相同。能够有效防止控制信号电平的不确定状态对继电器造成的损坏，同时将继电器置于已知的可控状态。

进一步地，作为优选，当第一控制信号是Relay on控制信号即“继电器闭合”指令，第二控制信号是Relay off控制信号即“继电器断开”指令；或者第一控制信号是Relay off控制信号即“继电器断开”指令，而第二控制信号是Relay on控制信号即“继电器闭合”指令时，本实用新型的继电器驱动电路，均可在控制单元错误地同时输出“继电器闭合”指令和“继电器断开”指令时，第四开关元件导通，第三开关元件截止，同时，第一开关元件导通，第二开关元件截止，因此，继电器的第一线圈段和第二线圈段均处于截止状态，没有电流流过继电器的线圈部分，因此继电器将保持输出错误指令前的状态，负载侧是否有电也与错误输出“继电器闭合”指令和“继电器断开”指令前的状态相同。能够有效防止控制信号电平的不确定状态对继电器造成的损坏，同时将继电器置于已知的可控状态。

进一步地，作为优选，本实用新型继电器驱动电路中的各开关元件可以采用三极管。利用三极管作为截止和导通的开关功能，可以简单的电路结构即可实现本实用新型的继电器驱动电路。

进一步地，作为优选，本实用新型继电器驱动电路中的各开关元件可以采用场效应晶体管。场效应晶体管MOS与通常的晶体管相比，具有输入电阻高、噪声小、功耗低、易于集成、安全工作区域宽等特点，更加适合电路负载较高的情况。

进一步地，作为优选，本实用新型的继电器驱动电路还包括两个反向串联的二极管即第一二极管和第二二极管，并且继电器线圈第一端子通过第一二极管(D1)与继电器线圈的外部电源接口相连接，继电器线圈第三端子通过第二二极管与继电器线圈的外部电源接口相连接，继电器线圈第二端子则直接与继电器线圈的外部电源接口相连接。通过这样设置两个反向串联的第一二极管和第二二极管，可以对与其并联的继电器线圈起到过压保护的作用，当电路过压时，第一二极管或第二二极管会首先击穿而起到保护作用。另外，在继电器线圈断开时，通过并联在继电器线圈两端的续流二极管，可以为继电器线圈中产生的感应电动势提供释放回路，保护驱动电路中其他电子元件。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图。

附图标记

K1-继电器线圈；A-第一端子；B-第二端子；C-第三端子；AB-第一线圈段；BC-第二线圈段；Q1-第一开关元件；Q2-第二开关元件；Q3-第三开关元件；Q4-第四开关元件；D1-第一二极管；D2-第二二极管；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容。

具体实施方式

本实施例提供了一种继电器驱动电路。图1是根据本实施例的继电器驱动电路的示意图。

此处的附图用来对本实用新型的进一步说明和理解，构成本申请说明书的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明可以用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型权利保护范围的限定。

如图1所示，该继电器驱动电路与继电器线圈K1相连接，所述继电器驱动电路包括：第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三开关元件Q3、第四开关元件Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第九电阻R9、第十电阻R10。

继电器线圈K1包括位于第一端子A和第二端子B之间的第一线圈段AB以及位于第二端子B与第三端子C之间的第二线圈段BC。

继电器线圈K1的第一端子A与第三开关元件Q3的第一极相连，第三端子与第二开关元件Q2的第一极相连，第三开关元件Q3的第三极与第十电阻R10一端相连接，第二开关元件Q2的第三极与第九电阻R9一端相连接，第十电阻R10另一端与第一电阻R1和第四开关元件Q4的第一极相连接，第一电阻R1另一侧与外部控制单元(未图示)相连，接收第二控制信号，第四电阻R4一端与所述外部控制单元(未图示)相连，接收第一控制信号，第四电阻R4的另一端与第四开关元件Q4的第三极相连，第九电阻R9另一端与第二电阻R2和第一开关元件Q1的第一极相连接，第二电阻R2另一侧与所述外部控制单元(未图示)相连，接收第一控制信号，第五电阻R5一端与所述外部控制单元相连，接收第二控制信号，第五电阻R5的另一端与第一开关元件Q1的第三极相连，并且第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三开关元件Q3、第四开关元件Q4的第二极接地。

第一控制信号是Relay on控制信号，第二控制信号是Relay off控制信号。

或者，也可以设置第一控制信号是Relay off控制信号，第二控制信号是Relay on控制信号。

该继电器驱动电路还包括第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1和第二二极管D2反向串联连接，所述继电器线圈K1的第一端子A通过第一二极管D1与所述继电器线圈K1的外部电源接口相连接，所述继电器线圈K1的第三端子C通过第二二极管D2与所述继电器线圈K1的外部电源接口相连接，所述继电器线圈K1的第二端子B直接与所述继电器线圈K1的外部电源接口相连接。在继电器线圈断开时，通过并联在继电器线圈两端的续流二极管，为继电器线圈中产生的感应电动势提供释放回路，保护驱动电路中其他电子元件。

该继电器驱动电路还包括由第三电阻R3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4组成的抗干扰电路。第三电阻R3和第四电容C4并联，两端分别与第三开关元件Q3的第二极和第三极相连。第八电阻R8和第三电容C3并联，两端分别与第二开关元件Q2的第二极和第三极相连。第七电阻R7和第一电容C1并联，两端分别与第四开关元件Q4的第二极和第三极相连。第六电阻R6和第二电容C2并联，两端分别与第一开关元件Q1的第二极和第三极相连。

作为一个较优的实施例，所述第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三开关元件Q3、第四开关元件Q4可以为三极管或场效应晶体管或晶闸管，也可以为集成电路构成的电路开关。需要说明的是，所述开关元件可以采用相关技术中可以实现导通或截止的电子元器件。

当所述开关元件为三极管时，各开关元件的第一极为集电极，第二极为发射极，第三极为基极；当所述开关元件为场效应晶体管时，各开关元件的第一极为漏极，第二极为源极，第三极为栅极。

作为一个较优的实施例，所述三极管可以是NPN型三极管。

作为一个较优的实施例，所述继电器是磁保持继电器。

作为一个较优的实施例，所述外部控制单元是MCU。

作为一个较优的实施例，所述继电器线圈K1从外部电源接口接收25V直流电源。

以所述第一开关元件Q1、第二开关元件Q2、第三开关元件Q3、第四开关元件Q4为NPN型三极管、第一控制信号是Relay on控制信号，第二控制信号是Relay off控制信号为例，本实用新型的具体工作方式如下：

正常情况下，外部控制单元只输出“继电器断开”指令或者“继电器闭合”指令，即此时：

如果第一控制信号Relay_on为5V、第二控制信号Relay_off为0V，亦即外部控制单元输出“继电器闭合”指令时，此时第四开关元件Q4基极电压为5V，第四开关元件Q4导通，第四开关元件Q4的集电极电压为0V，第三开关元件基极电压为0V，第三开关元件Q3截止，继电器第一、第二端子之间的第一线圈段无电流流过。第一开关元件Q1基极电压为0V，第一开关元件Q1截止，第一开关元件Q1的集电极电压为0V，第二开关元件Q2基极电压为5V，第二开关元件Q2导通，继电器第二、第三端子之间第二线圈段有电流流过。

如果第一控制信号Relay_on为0V、第二控制信号Relay_off为5V，亦即外部控制单元输出“继电器断开”指令时，此时第四开关元件Q4基极电压为0V，第四开关元件Q4截止，第四开关元件Q4的集电极电压为5V，第三开关元件基极电压为5V，第三开关元件Q3导通，继电器第一、第二端子之间第一线圈段有电流流过。第一开关元件Q1基极电压为5V，第一开关元件Q1导通，第一开关元件Q1的集电极电压为0V，第二开关元件Q2基极电压为0V，第二开关元件Q2截止，继电器第二、第三端子之间的第二线圈段无电流流过。

异常情况下，如果软件存在bug或者程序错误，外部控制单元同时输出“继电器断开”指令和“继电器闭合”指令：

即此时，第一控制信号Relay_on与第二控制信号Relay_off同时为5V，此时第四开关元件Q4基极电压为5V，第四开关元件Q4导通，第四开关元件Q4的集电极电压为0V，第三开关元件基极电压为0V，第三开关元件Q3截止，继电器第一、第二端子之间第一线圈段无电流流过。第一开关元件Q1基极电压为5V，第一开关元件Q1导通，第一开关元件Q1的集电极电压为0V，第二开关元件Q2基极电压为0V，第二开关元件Q2截止，继电器的第二、第三端子之间的第二线圈段无电流流过。因此，没有电流流过继电器的任何一个线圈段，继电器无动作，因此继电器将保持输出错误指令前的状态，断路器负载侧是否有电也与错误输出“继电器闭合”指令和“继电器断开”指令前的状态相同。从而保证了即使在外部控制单元同时错误输出“继电器断开”指令和“继电器闭合”指令的情况下，继电器及负载侧的状态均处于可知可控状态。

根据本实用新型的技术方案，能够有效防止控制信号电平的不确定状态对继电器造成的损坏，同时将继电器置于已知的可控状态。

另外，本实用新型的其他实施例还提供了一种继电器，该继电器包括继电器线圈K1和触点组(未图示)，继电器线圈K1包括位于第一端子A和第二端子B之间的第一线圈段AB以及位于第二端子B与第三端子C之间的第二线圈段BC，通过继电器线圈K1的第一端子A，第二端子B以及第三端子C，继电器线圈与本实用新型的任意一个实施例中的继电器驱动电路相连接。触点组则与负载侧的电路连接(未图示)。

本实施例中，根据继电器驱动电路的信号输入而动作的继电器工作原理及模式，与上一实施例相同，所以不再赘述。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种继电器驱动电路，其特征在于，所述继电器驱动电路与继电器线圈(K1)相连接，所述继电器线圈(K1)包括位于第一端子和第二端子之间的第一线圈段以及位于第二端子与第三端子之间的第二线圈段，

所述第一端子与第三开关元件(Q3)的第一极相连，所述第三端子与第二开关元件(Q2)的第一极相连，所述第二端子与两个反向串联的二极管的负极相连，

所述第三开关元件(Q3)的第三极与第四开关元件(Q4)的第一极相连接，并与发送第二控制信号的外部控制单元相连，

所述第四开关元件(Q4)的第三极与发送第一控制信号的外部控制单元相连，

所述第二开关元件(Q2)的第三极与第一开关元件(Q1)的第一极相连接，并与发送第一控制信号的外部控制单元相连，

所述第一开关元件(Q1)的第三极与发送第二控制信号的外部控制单元相连，

所述第一开关元件(Q1)、所述第二开关元件(Q2)、所述第三开关元件(Q3)、所述第四开关元件(Q4)的第二极接地。

2.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述第一控制信号是Relay on控制信号，所述第二控制信号是Relay off控制信号；

或者，所述第一控制信号是Relay off控制信号，所述第二控制信号是Relay on控制信号。

3.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述第一开关元件(Q1)、第二开关元件(Q2)、第三开关元件(Q3)、第四开关元件(Q4)是三极管。

4.如权利要求3所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述第一极为集电极，所述第二极为发射极，所述第三极为基极。

5.如权利要求3所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述三极管是NPN型三极管。

6.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述第一开关元件(Q1)、第二开关元件(Q2)、第三开关元件(Q3)、第四开关元件(Q4)是场效应晶体管。

7.如权利要求6所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述第一极为漏极，所述第二极为源极，所述第三极为栅极。

8.如权利要求1-7任一项所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述外部控制单元是MCU。

9.如权利要求1-7任一项所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述两个反向串联的二极管包括第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，所述第一端子通过所述第一二极管(D1)与所述继电器线圈(K1)的外部电源接口相连接，所述第三端子通过所述第二二极管(D2)与所述继电器线圈(K1)的外部电源接口相连接，所述第二端子直接与所述继电器线圈(K1)的外部电源接口相连接。

10.一种继电器，包括继电器线圈和触点组，所述继电器线圈包括位于第一端子和第二端子之间的第一线圈段以及位于第二端子与第三端子之间的第二线圈段，其特征在于，所述继电器线圈与权利要求1-9中任一项所述的继电器驱动电路连接。