CN209591919U - 一种继电器加速开启电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种继电器加速开启电路，涉及不间断电源电路的技术领域，其包括：触发信号单元；驱动信号单元，其输入端耦接于触发信号单元；充放电单元，其输入端耦接于驱动信号单元；输出控制单元，其输入端耦接于充放电单元，其输出端耦接备用电源与负载；电源单元，与驱动信号单元、充放电单元均耦接；电源单元包括第一电源、第二电源和二极管D2，第一电源的输出电压大于第二电源，第一电源与充放电单元耦接，第二电源通过二极管D2与充放电单元耦接；二极管D2的阳极端与第二电源耦接，二极管D2的阴极端耦接于充放电单元。本实用新型具有缩短继电器的开通时间以避免负载软、硬件损坏的效果。

Description

一种继电器加速开启电路

技术领域

本实用新型涉及不间断电源电路的技术领域，尤其是涉及一种继电器加速开启电路。

背景技术

目前，UPS技术即不间断电源技术。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电。当市电中断（事故停电）时，UPS立即将电池，即备用电源的直流电能通过逆变器切换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

UPS输出继电器吸合时间涉及到不同形式的能量转换，受较多参数的影响，因此继电器开通时间较长，甚至达到MS级。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在市电断开情况下，继电器开通时间长容易使备用电源难以及时供给，从而使设备处于断电状态的时间延长，断电状态容易使设备发生损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种继电器加速开启电路，能缩短继电器的开通时间，避免负载软、硬件损坏。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种继电器加速开启电路，包括：

触发信号单元，用于检测市电通断，并输出触发信号；

驱动信号单元，其输入端耦接于触发信号单元以接收触发信号，并输出驱动信号；

充放电单元，其输入端耦接于驱动信号单元以接收驱动信号，并切换充放电状态；

输出控制单元，其输入端耦接于充放电单元以接收充放电单元输出的电压信号，其输出端耦接备用电源与负载，用于控制备用电源与负载的通断；

电源单元，与驱动信号单元、充放电单元均耦接，为驱动信号单元和充放电单元供电；所述电源单元包括第一电源、第二电源和二极管D2，第一电源的输出电压大于第二电源，第一电源与充放电单元耦接，第二电源通过二极管D2与充放电单元耦接；所述二极管D2的阳极端与第二电源耦接，所述二极管D2的阴极端耦接于所述充放电单元。

通过采用上述技术方案，第一电源对充放电单元进行充电，以此使充放电单元充电；当市电切断时，触发信号单元向驱动信号单元发送触发信号，驱动信号单元接收触发信号以控制充放电单元向输出控制单元供电，输出控制单元控制备用电源接通，以此启用备用电源对负载进行供电；第二电源使充放电单元并联放电时达到瞬时的双倍电压，瞬时电压的提升可以缩短输出控制单元的开通时间，缩短继电器的开通时间，避免负载软、硬件损坏；二极管D2用于使第二电源单向输出，减少第一电源对第二电源的影响。

本实用新型进一步设置为：所述输出控制单元包括继电器KA，所述继电器KA的线圈一端与电阻R7耦接，所述继电器KA的线圈另一端与所述驱动信号单元电连接，所述继电器KA的开关输入端电连接有备用电源，所述继电器KA的开关输出端电连接有负载。

通过采用上述技术方案，驱动信号单元接收电压信号以控制电源单元对充放电单元进行充电，当市电切断时，驱动信号单元接收触发信号以控制充放电单元向继电器KA供电，继电器KA线圈通电后吸合衔铁以闭合触点，以此导通备用电源与负载，以此启用备用电源对负载进行供电。

本实用新型进一步设置为：所述驱动信号单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，以及NMOS管Q1，所述电阻R1的一端与触发信号单元电连接以接收触发信号RLYDRV，另一端耦接于电阻R2，电阻R2的另一端耦接于电阻R3的一端与NMOS管的栅极，所述电阻R3的另一端接地，所述NMOS管的漏极耦接于继电器KA的线圈一端与二极管的阳极端，所述NMOS管的源极接地。

通过采用上述技术方案，触发信号单元发送触发信号RLYDRV以控制NMOS管的栅极电压，以此控制NMOS管的通断，从而切换充放电单元的充电和放电状态，充放电单元控制继电器KA的通断，从而通过触发信号RLYDRV间接控制继电器KA的通断，控制备用电源的启用。

本实用新型进一步设置为：所述充放电单元包括电容C1，所述电容C1一端耦接于继电器KA的线圈一端，另一端与所述驱动信号单元电连接。

通过采用上述技术方案，当触发信号单元发出的触发信号“RLYDRV”为低电平时，驱动NMOS管的栅极电压低于导通所需电压值，NMOS管处于截止状态，电容C1通过24V外接电源串联充电；之后当触发信号“RLYDRV”为高电平时，NMOS管的栅极电压高于导通所需电压值，NMOS管处于导通状态，电容C1并联放电，以此对继电器KA线圈供电，使备用电源与负载接通，以此使负载维持在不间断供电状态；电容C1并联放电的瞬时达到双倍电压，以此加快继电器KA的导通速度，减少负载的断电时间，减少对负载运作的影响。

本实用新型进一步设置为：所述输出控制单元还包括电阻R4，以及二极管D1，所述电阻R4一端耦接于二极管D1的阴极端，另一端与二极管D1的阳极端并联于所述继电器KA的线圈两端，所述二极管D1的阳极端与所述驱动信号单元电连接。

通过采用上述技术方案，利用D1、R1与继电器KA线圈构成回路吸收继电器KA关断时其线圈产生的自感尖峰，以此减少自感电动势对NMOS管的影响，保护NMOS管。

本实用新型进一步设置为：所述第一电源与第二电源耦接于备用电源。

通过采用上述技术方案，通过备用电源提供第一电源与第二电源，以此供给电容C1充电所需，减少独立电源的使用，降低硬件成本。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.市电切断时，驱动信号单元接收触发信号以控制充放电单元向输出控制单元供电，第二电源使充放电单元并联放电时达到瞬时的双倍电压，以此缩短输出控制单元的开通时间，缩短继电器的开通时间，避免负载软、硬件损坏；

2.当触发信号“RLYDRV”为低电平时，驱动NMOS管的栅极电压低于导通所需电压值，NMOS管处于截止状态，电容C1通过24V外接电源串联充电；之后当触发信号“RLYDRV”为高电平时，NMOS管的栅极电压高于导通所需电压值，NMOS管处于导通状态，电容C1并联放电，以此对继电器KA线圈供电，使备用电源与负载接通，以此使负载维持在不间断供电状态；

3.利用D1、R1与继电器KA线圈构成回路吸收继电器KA关断时其线圈产生的自感尖峰，以此减少自感电动势对NMOS管的影响，保护NMOS管。

附图说明

图1是本实用新型的逻辑框图；

图2是本实用新型的整体电路图。

附图标记：1、输出控制单元；2、充放电单元；3、驱动信号单元；4、电源单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1、图2，为本实用新型公开的一种继电器加速开启电路，包括触发信号单元、电源单元4、充放电单元2、输出控制单元1，以及驱动信号单元3。图中的INV端与备用电路的输出端耦接，图中的OUTPUT端与负载输入端耦接。

电源单元4用于向充放电单元2供电。电源单元4包括第一电源、电阻R7、电阻R8、二极管D2，以及第二电源。第一电源采用24V外接电源，第二电源采用12V外接电源。电阻R8两端并联于电阻R7两端，电阻R7的一端与24V外接电源，另一端与输出控制单元1电连接。

充放电单元2与电阻R7电连接，二极管D2的阳极端与12V外接电源耦接，二极管D2的阴极端耦接于电阻R7的一端与充放电单元2。24V外接电源与12V外接电源耦接于备用电源，通过备用电源提供24V与12V的外接电源，以此供给充放电单元2充电所需，减少独立电源的使用，降低硬件成本。二极管D2用于使12V外接电源单向输出，减少24V外接电源对12V外接电源的影响。

充放电单元2，用于向输出控制单元1供电。充放电单元2包括电容C1，电容C1一端耦接于电源24与二极管D2的阴极端，电容C1另一端耦接于GND端。

输出控制单元1，用于控制备用电源与负载的通断。输出控制单元1包括继电器KA、电阻R4，以及二极管D1。继电器KA的线圈一端耦接于电阻R7一端与电容C1一端，继电器KA的开关输入端电连接有备用电源，继电器KA的开关输出端电连接有负载。

电阻R4一端耦接于二极管D1的阴极端，另一端与二极管D1的阳极端并联于继电器KA的线圈两端，二极管D1的阳极端与驱动信号单元3电连接。D1、R1与继电器KA线圈构成回路，以此吸收继电器KA关断时其线圈产生的自感尖峰，以此减少自感电动势对NMOS管的影响，保护NMOS管。

驱动信号单元3，与充放电单元2电连接，用于控制充放电单元2充电或放电。驱动信号单元3包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，以及NMOS管Q1。电阻R1的一端耦接于触发信号单元，另一端耦接于电阻R2。电阻R2的另一端耦接于电阻R3的一端与NMOS管的栅极，电阻R3的另一端接地，NMOS管的漏极耦接于继电器KA的线圈一端与二极管的阳极端，NMOS管的源极接地。触发信号单元包括电流互感器（图中未示出），电流互感器的一端耦接于市电线路，电流互感器的另一端耦接于电阻R1的一端，以此输出触发信号RLYDRV。

本实施例的实施原理为：驱动信号单元3接收电压信号以控制电源单元4对充放电单元2进行充电，当市电切断时，驱动信号单元3接收电压信号以控制充放电单元2向输出控制单元1供电，输出控制单元1控制备用电源接通，以此启用备用电源对负载进行供电。

当市电正常使用时，驱动信号单元3接收触发信号单元发出的触发信号“RLYDRV”，触发信号“RLYDRV”为低电平时，驱动NMOS管的栅极电压低于导通所需电压值，NMOS管处于截止状态，电容C1通过24V外接电源串联充电。当市电切断时，触发信号“RLYDRV”为高电平时，NMOS管的栅极电压高于导通所需电压值，NMOS管处于导通状态，电容C1并联放电，以此对继电器KA线圈供电。

继电器KA线圈通电后吸合衔铁以闭合触点，以此导通备用电源与负载，以此启用备用电源对负载进行供电。以此使负载维持在不间断供电状态。触发信号“RLYDRV”控制NMOS管通断，切换充放电单元2的充电和放电状态。且电容C1并联放电的瞬时达到双倍电压，瞬时电压的提升可以缩短输出控制单元1的开通时间，以此加快继电器KA的导通速度，减少负载的断电时间，减少对负载运作的影响。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种继电器加速开启电路，其特征在于，包括：

触发信号单元，用于检测市电通断，并输出触发信号；

驱动信号单元(3)，其输入端耦接于触发信号单元以接收触发信号，并输出驱动信号；

充放电单元(2)，其输入端耦接于驱动信号单元(3)以接收驱动信号，并切换充放电状态；

输出控制单元(1)，其输入端耦接于充放电单元(2)以接收充放电单元(2)输出的电压信号，其输出端耦接备用电源与负载，用于控制备用电源与负载的通断；

电源单元(4)，与驱动信号单元(3)、充放电单元(2)均耦接，为驱动信号单元(3)和充放电单元(2)供电；所述电源单元(4)包括第一电源、第二电源和二极管D2，第一电源的输出电压大于第二电源，第一电源与充放电单元(2)耦接，第二电源通过二极管D2与充放电单元(2)耦接；所述二极管D2的阳极端与第二电源耦接，所述二极管D2的阴极端耦接于所述充放电单元(2)。

2.根据权利要求1所述的一种继电器加速开启电路，其特征在于，所述输出控制单元(1)包括继电器KA，所述继电器KA的线圈一端与电阻R7耦接，所述继电器KA的线圈另一端与所述驱动信号单元(3)电连接，所述继电器KA的开关输入端电连接有备用电源，所述继电器KA的开关输出端电连接有负载。

3.根据权利要求2所述的一种继电器加速开启电路，其特征在于，所述驱动信号单元(3)包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，以及NMOS管Q1，所述电阻R1的一端与触发信号单元电连接以接收触发信号RLYDRV，另一端耦接于电阻R2，电阻R2的另一端耦接于电阻R3的一端与NMOS管的栅极，所述电阻R3的另一端接地，所述NMOS管的漏极耦接于继电器KA的线圈一端与二极管的阳极端，所述NMOS管的源极接地。

4.根据权利要求2所述的一种继电器加速开启电路，其特征在于，所述充放电单元(2)包括电容C1，所述电容C1一端耦接于继电器KA的线圈一端，另一端与所述驱动信号单元(3)电连接。

5.根据权利要求2所述的一种继电器加速开启电路，其特征在于，所述输出控制单元(1)还包括电阻R4，以及二极管D1，所述电阻R4一端耦接于二极管D1的阴极端，另一端与二极管D1的阳极端并联于所述继电器KA的线圈两端，所述二极管D1的阳极端与所述驱动信号单元(3)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种继电器加速开启电路，其特征在于，所述第一电源与第二电源耦接于备用电源。