CN209994112U - 用于继电器的诊断及防反接电路和继电器的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于继电器的诊断及防反接电路以及一种继电器的控制装置，其中诊断及防反接电路包括：隔离单元，隔离单元的反向端与第一节点相连，隔离单元对第一节点的电压进行反向隔离；上拉单元，上拉单元与隔离单元的正向端相连，上拉单元通过隔离单元的正向端对第一节点的电压进行上拉；诊断单元，诊断单元与隔离单元的正向端相连，诊断单元通过检测第一节点的电压以输出检测电压，并根据检测电压诊断继电器的线圈是否发生短路以及第一二极管的极性；从而避免因继电器反接而导致元器件损坏的风险，在提高电路可靠性的同时，降低使用成本。

Description

用于继电器的诊断及防反接电路和继电器的控制装置

技术领域

本实用新型涉及继电器技术领域，特别涉及一种用于继电器的诊断及防反接电路和一种继电器的控制装置。

背景技术

现有的继电器内部通常会在线圈的两端并联一个续流二极管，用于消耗线圈产生的感应电动势，从而避免电路中的元件损坏，然而，不同厂家在继电器的制作工艺上存在差异，增加的续流二极管在极性上没有统一的标准，使得继电器在连接的时候容易因为方向接错而导致内部增加的续流二极管烧坏，或者导致控制电路因大电流冲击而损坏，从而降低了电路的可靠性，提高了使用成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于继电器的诊断及防反接电路，可对继电器内嵌的二极管进行极性检测，从而避免继电器反接而导致元器件损坏的风险，在提高电路可靠性的同时，降低了使用成本。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出了一种用于继电器的诊断及防反接电路，其中，所述继电器包括线圈和第一二极管，所述线圈的第一端与所述第一二极管的第一端相连后接地，所述线圈的第二端与所述第一二极管的第二端相连且具有第一节点，所述诊断及防反接电路包括：隔离单元，所述隔离单元的反向端与所述第一节点相连，所述隔离单元对所述第一节点的电压进行反向隔离；上拉单元，所述上拉单元与所述隔离单元的正向端相连，所述上拉单元通过所述隔离单元的正向端对所述第一节点的电压进行上拉；诊断单元，所述诊断单元与所述隔离单元的正向端相连，所述诊断单元通过检测所述第一节点的电压以输出检测电压，并根据所述检测电压诊断所述继电器的线圈是否发生短路以及所述第一二极管的极性。

根据本实用新型提出的用于继电器的诊断及防反接电路，通过隔离单元将继电器与诊断及防反接电路反向隔离开，并通过上拉单元对第一节点的电压进行上拉，从而诊断单元通过检测第一节点的电压以输出检测电压，即在继电器线圈发生短路和第一二极管的极性不同时，能够输出不同的检测电压，从而判断继电器的线圈是否发生短路以及第一二极管的极性，避免因继电器反接而导致元器件损坏的风险，在提高电路可靠性的同时，降低使用成本。

另外，根据本实用新型上述提出的用于继电器的诊断及防反接电路还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述隔离单元包括：隔离二极管，所述隔离二极管的阳极作为所述隔离单元的正向端，所述隔离二极管的阴极作为所述隔离单元的反向端。

具体地，所述上拉单元包括：上拉电阻，所述上拉电阻的一端与所述隔离二极管的阳极相连，所述上拉电阻的另一端连接上拉电源。

具体地，所述诊断单元包括：限流电阻，所述限流电阻的一端分别与所述隔离二极管的阳极和所述上拉电阻的一端相连；控制器，所述控制器的AD采样端与所述限流电阻的另一端相连，所述控制器通过所述AD采样端对所述检测电压进行采样以生成AD采样值，并根据所述AD采样值诊断所述继电器的线圈是否发生短路以及所述第一二极管的极性。

可选地，所述诊断单元还包括：滤波电容，所述滤波电容的一端与所述限流电阻的另一端相连，所述滤波电容的另一端接地。

为达到上述目的，本实用新型另一方面还提出了一种继电器的控制装置，其包括：上述的用于继电器的诊断及防反接电路；控制电路，所述控制电路的信号输入端与所述诊断单元中的控制器的信号输出端相连，所述控制电路的输出端与所述第一节点相连，其中，所述控制器在所述诊断单元诊断所述第一节点为所述第一二极管的阴极时输出控制信号给所述控制电路，以便所述控制电路控制所述线圈通电，以吸合所述继电器中的开关。

根据本实用新型提出的继电器的控制装置，通过用于继电器的诊断及防反接电路判断继电器的线圈是否发生短路以及第一二极管的极性，这样控制器在诊断单元诊断第一节点为第一二极管的阴极时输出控制信号给控制电路，以便控制电路控制线圈通电，从而吸合继电器中的开关，实现对继电器的有效控制，大大提高了电路可靠性。

具体地，所述控制电路包括：第二二极管，所述第二二极管的阳极作为所述控制电路的信号输入端；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第二二极管的阴极相连，所述第一三极管的发射极接地；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连；第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第二三极管的发射极与所述继电器的电源相连，所述第二三极管的集电极与所述第一节点相连；第二电阻，所述第二电阻的一端分别与所述第二三极管的基极和所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第二三极管的发射极相连。

可选地，所述控制电路还包括：第三二极管，所述第三二极管的阳极接地，所述第三二极管的阴极与所述第二三极管的集电极相连。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的继电器的电路原理图；

图2为根据本实用新型一个实施例的用于继电器的诊断及防反接电路中继电器内嵌二极管正向连接的电路原理图；

图3为根据本实用新型一个实施例的用于继电器的诊断及防反接电路中继电器内嵌二极管反向连接的电路原理图；

图4为根据本实用新型一个实施例的继电器的控制装置的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，由于继电器内部线圈两端并联有一个续流二极管，以用于消耗线圈产生的感应电动势，所以控制上只能在4号管脚接正电源，如果正电源接到3号管脚，则会把内嵌的二极管短路烧坏，然而，不同产家在继电器的加工上存在差异，增加的续流二极管在极性上没有统一的标准，使得继电器在连接的时候容易因为方向接错而导致内部增加的续流二极管烧坏，或者导致控制电路因大电流冲击而损坏，从而降低了电路的可靠性，提高了使用成本。

为了克服现有的缺陷，本实用新型提出了一种用于继电器的诊断及防反接电路，可对继电器内嵌的二极管进行极性检测，从而避免因继电器反接而导致元器件损坏的风险，保证负载正常输出，在提高电路可靠性的同时，降低使用成本。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，继电器包括线圈R1和第一二极管D1，线圈R1的第一端与第一二极管D1的第一端相连后接地，线圈R1的第二端与第一二极管D2的第二端相连且具有第一节点A。

如图2-3所示，本实用新型实施例提出的用于继电器的诊断及防反接电路，包括隔离单元20、上拉单元30和诊断单元40；

其中，隔离单元20的反向端与第一节点A相连，隔离单元20对第一节点A的电压进行反向隔离。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，如图2-3所示，隔离单元20包括隔离二极管D2，隔离二极管D2的阳极作为隔离单元20的正向端，隔离二极管D2的阴极作为隔离单元20的反向端。

其中，上拉单元30与隔离单元20的正向端相连，上拉单元30通过隔离单元20的正向端对第一节点A的电压进行上拉。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，如图2-3所示，上拉单元30包括上拉电阻R2，上拉电阻R2的一端与隔离二极管D2的阳极相连，上拉电阻R2的另一端连接上拉电源。

其中，诊断单元40与隔离单元20的正向端相连，诊断单元40通过检测第一节点A的电压以输出检测电压，并根据检测电压诊断继电器的线圈是否发生短路以及第一二极管的极性。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，如图2-3所示，诊断单元40包括限流电阻R3和控制器(图未示)，限流电阻R3的一端分别与隔离二极管D2的阳极和上拉电阻R2的一端相连；控制器的AD采样端B与限流电阻R3的另一端相连，控制器通过AD采样端B对检测电压进行采样以生成AD采样值，并根据AD采样值诊断继电器的线圈是否发生短路以及第一二极管D1的极性。

需要说明的是，作为一个实施例，如图2所示，第一二极管D1的阳极接地，第一二极管D1的阴极为第一节点A并与隔离二极管D2的阴极相连，此时，第一二极管D1与隔离二极管D2的极性相反，AD采样端B的AD采样值由上拉电阻R2与线圈R1分压得出。

作为一个实施例，如图3所示，第一二极管D1的阴极接地，第一二极管D1的阳极为第一节点A并与隔离二极管D2的阴极相连，此时，第一二极管D1与隔离二极管D2的极性相同，AD采样端B的AD采样值大约在1.4V左右；当继电器中的线圈短路，则AD采样端B的AD采样值为0.7V左右，当继电器没有安装时，此时第一节点A相当于断路，则AD采样端B的AD采样值由上拉电源决定，大约为5V左右。

由此，控制器根据AD采样端B采样的不同AD采样值判断继电器的线圈是否发生短路以及第一二极管D1的极性。

其中，控制器可以是MCU，AD采样端B为MCU的AD采集脚。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，如图1-3所示，上述的诊断单元还包括滤波电容C1，滤波电容C1的一端与限流电阻R3的另一端相连，滤波电容C1的另一端接地。

综上所述，根据本实用新型提出的用于继电器的诊断及防反接电路，通过隔离单元将继电器与诊断及防反接电路反向隔离开，并通过上拉单元对第一节点的电压进行上拉，从而诊断单元通过检测第一节点的电压以输出检测电压，即在继电器线圈发生短路和第一二极管的极性不同时，能够输出不同的检测电压，从而判断继电器的线圈是否发生短路以及第一二极管的极性，避免因继电器反接而导致元器件损坏的风险，在提高电路可靠性的同时，降低使用成本。

如图4所示，本实用新型实施例还提出了一种继电器的控制装置，其包括上述实施例的用于继电器的诊断及防反接电路和控制电路50；控制电路50的信号输入端C与诊断单元40中的控制器的信号输出端相连，控制电路的信号输出端与第一节点A相连，其中，控制器在诊断单元40诊断第一节点A为第一二极管D1的阴极时输出控制信号给控制电路50，以便控制电路50控制线圈通电，以吸合继电器10中的开关。

也就是说，诊断单元40诊断出第一二极管D1与隔离二极管D2的极性相反后，则通过控制器的信号输出端将控制信号传输给控制电路50，控制电路50控制继电器的线圈通电，使继电器10中的开关闭合，整个电路正常工作。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，控制电路50包括第二二极管D3、第一三极管Q1、第一电阻R4、第二三极管Q2、以及第二电阻R5，第二二极管D3的阳极作为控制电路的信号输入端；第一三极管Q1的基极与第二二极管D3的阴极相连，第一三极管Q1的发射极接地；第一电阻R4的一端与第一三极管Q1的集电极相连；第二三极管Q2的基极与第一电阻R4的另一端相连，第二三极管Q2的发射极与继电器的电源B3相连，第二三极管Q2的集电极与第一节点A相连；第二电阻R5的一端分别与第二三极管Q2的基极和第一电阻R4的另一端相连，第二电阻R5的另一端与第二三极管Q2的发射极相连。

可选地，在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，上述的控制电路还包括第三二极管D4的阳极接地，第三二极管D4的阴极与第二三极管Q2的集电极相连。

根据本实用新型提出的继电器的控制装置，通过用于继电器的诊断及防反接电路判断继电器的线圈是否发生短路以及第一二极管的极性，这样控制器在诊断单元诊断第一节点为第一二极管的阴极时输出控制信号给控制电路，以便控制电路控制线圈通电，从而吸合继电器中的开关，实现对继电器的有效控制，大大提高了电路可靠性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于继电器的诊断及防反接电路，其特征在于，所述继电器包括线圈和第一二极管，所述线圈的第一端与所述第一二极管的第一端相连后接地，所述线圈的第二端与所述第一二极管的第二端相连且具有第一节点，所述诊断及防反接电路包括：

隔离单元，所述隔离单元的反向端与所述第一节点相连，所述隔离单元对所述第一节点的电压进行反向隔离；

上拉单元，所述上拉单元与所述隔离单元的正向端相连，所述上拉单元通过所述隔离单元的正向端对所述第一节点的电压进行上拉；

诊断单元，所述诊断单元与所述隔离单元的正向端相连，所述诊断单元通过检测所述第一节点的电压以输出检测电压，并根据所述检测电压诊断所述继电器的线圈是否发生短路以及所述第一二极管的极性。

2.如权利要求1所述的用于继电器的诊断及防反接电路，其特征在于，所述隔离单元包括：

隔离二极管，所述隔离二极管的阳极作为所述隔离单元的正向端，所述隔离二极管的阴极作为所述隔离单元的反向端。

3.如权利要求2所述的用于继电器的诊断及防反接电路，其特征在于，所述上拉单元包括：

上拉电阻，所述上拉电阻的一端与所述隔离二极管的阳极相连，所述上拉电阻的另一端连接上拉电源。

4.如权利要求3所述的用于继电器的诊断及防反接电路，其特征在于，所述诊断单元包括：

限流电阻，所述限流电阻的一端分别与所述隔离二极管的阳极和所述上拉电阻的一端相连；

控制器，所述控制器的AD采样端与所述限流电阻的另一端相连，所述控制器通过所述AD采样端对所述检测电压进行采样以生成AD采样值，并根据所述AD采样值诊断所述继电器的线圈是否发生短路以及所述第一二极管的极性。

5.如权利要求4所述的用于继电器的诊断及防反接电路，其特征在于，所述诊断单元还包括：

滤波电容，所述滤波电容的一端与所述限流电阻的另一端相连，所述滤波电容的另一端接地。

6.一种继电器的控制装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-5中任一项所述的用于继电器的诊断及防反接电路；

控制电路，所述控制电路的信号输入端与所述诊断单元中的控制器的信号输出端相连，所述控制电路的输出端与所述第一节点相连，其中，所述控制器在所述诊断单元诊断所述第一节点为所述第一二极管的阴极时输出控制信号给所述控制电路，以便所述控制电路控制所述线圈通电，以吸合所述继电器中的开关。

7.如权利要求6所述的继电器的控制装置，其特征在于，所述控制电路包括：

第二二极管，所述第二二极管的阳极作为所述控制电路的信号输入端；

第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第二二极管的阴极相连，所述第一三极管的发射极接地；

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连；

第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第二三极管的发射极与所述继电器的电源相连，所述第二三极管的集电极与所述第一节点相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端分别与所述第二三极管的基极和所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第二三极管的发射极相连。

8.如权利要求7所述的继电器的控制装置，其特征在于，所述控制电路还包括：

第三二极管，所述第三二极管的阳极接地，所述第三二极管的阴极与所述第二三极管的集电极相连。

Images