CN212676181U - 继电器驱动电路和应用其的电力设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种继电器驱动电路和应用其的电力设备。继电器驱动电路与待驱动的继电器相连接，包括稳压管、二极管、PWM驱动信号输出模块和开关管，稳压管和二极管串联后反向并联在继电器的线圈两端，继电器的线圈的输入端连接电源，继电器的线圈的输出端经开关管接地，PWM驱动信号输出模块与开关管的控制端相连接；继电器驱动电路还包括在继电器吸合和维持吸合时短路稳压管、在继电器断开时开路而使稳压管工作的稳压管控制模块，稳压管控制模块连接在稳压管两端。电力设备包括继电器和前述的继电器驱动电路。电力设备为逆变器、PCS或UPS。本实用新型可以使继电器的关断速度得到很大提升，且快速关断线路导致额外增加的损耗很低，效率得到提高。
Description
技术领域
本实用新型属于控制驱动电路和电力电子设备领域，具体涉及一种针对继电器的驱动电路，以及应用该驱动电路的电力设备。
背景技术
继电器的工作原理，一般是在吸合的时候需要额定电流来磁化线圈，提供吸合的能量；当吸合完成后，线圈已经完成磁化，只需要很小的电流维持继电器在吸合状态。继电器在电力设备中的应用广泛，例如在光伏逆变器中，逆变输出与电网的并/离网切换一般通过继电器控制，继电器开通、关断的速度影响着切换时间的大小。
目前一种常用继电器驱动电路如图1所示，驱动线路中需要双电源，电容C1需选用较大容量电解电容，增加设计成本。另外两种现有的继电器驱动电路分别如图2、图3所示，继电器续流线路中增加稳压管或RC，以此增加继电器关断速度，但线路的损耗增加较大，影响系统的效率。
由此可知，现有继电器驱动电路存在以下缺陷：
1.继电器正常关断速度较慢，不能满足需要快速关断的应用场景；
2.常规的加速关断线路中，增加RC或稳压管等无源器件，导致继电器正常维持吸合时线路的损耗也会较大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够提升继电器关断速度、减少额外损耗、提高效率的继电器驱动电路。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种继电器驱动电路，与待驱动的继电器相连接，所述继电器驱动电路包括稳压管、二极管、PWM驱动信号输出模块和开关管，所述稳压管和所述二极管串联后反向并联在所述继电器的线圈两端，所述继电器的线圈的输入端连接电源，所述继电器的线圈的输出端经所述开关管接地，所述PWM驱动信号输出模块与所述开关管的控制端相连接；
所述继电器驱动电路还包括在所述继电器吸合和维持吸合时短路所述稳压管、在所述继电器断开时开路而使所述稳压管工作的稳压管控制模块，所述稳压管控制模块连接在所述稳压管两端。
所述开关管采用三极管，所述PWM驱动信号输出模块与所述三极管的基极相连接，所述三极管的集电极与所述继电器的线圈相连接，所述三极管的发射极接地。
所述PWM驱动信号输出模块经电阻与所述三极管的基极相连接。
所述继电器驱动电路还包括电容，所述电容连接在所述电源与地之间。
本实用新型还提供应用上述继电器驱动电路的电力设备，其方案是：
一种电力设备，包括继电器和前述的继电器驱动电路。所述电力设备为逆变器、PCS或UPS。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型可以使继电器的关断速度得到很大提升，且快速关断线路导致额外增加的损耗很低，效率得到提高。
附图说明
附图1为现有的双电源继电器驱动电路原理图。
附图2为现有的增加稳压管快速关断线路的继电器驱动电路原理图。
附图3为现有的增加RC快速关断线路的继电器驱动电路原理图。
附图4为本实用新型的继电器驱动电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一：如附图4所示，一种继电器驱动电路，包括稳压管ZD1、二极管D1、PWM驱动信号输出模块、开关管、电容C2、电阻R6和稳压管控制模块。
该继电器驱动电路与待驱动的继电器RY1的线圈相连接。具体的，继电器RY1的线圈的输入端连接电源Vcc，继电器RY1的线圈的输出端经开关管接地。开关管采用三极管Q3，则三极管Q3的集电极与继电器RY1的线圈的输出端相连接，三极管Q3的发射极接地。电容C2连接在电源Vcc与地之间。PWM驱动信号输出模块经电阻R6与开关管的控制端，即三极管Q3的基极相连接。PWM驱动信号输出模块用于输出占空比可调的PWM信号。
稳压管ZD1和二极管D1串联后反向并联在继电器RY1的线圈两端，即二极管D1的正极与继电器RY1的线圈的输出端相连接，二极管D1的负极与稳压管ZD1的负极相连接，稳压管ZD1的正极与继电器RY1的线圈的输出端相连接。稳压管控制模块连接在稳压管ZD1两端，稳压管控制模块用于在继电器RY1吸合和维持吸合时短路稳压管ZD1、在继电器RY1断开时开路而使稳压管ZD1工作。例如，稳压管控制模块可以包括连接在稳压管ZD1两端，依据稳压管ZD1的动作状态而开关、从而实现短路或开路的开关器件。稳压管控制模块可以与PWM驱动信号输出模块相连接，从而由PWM驱动信号输出模块所输出的PWM驱动信号来进行控制。
上述继电器驱动电路的工作原理为：
继电器RY1的电源Vcc根据吸合速度需要，可以用更高于继电器RY1线圈绕组的电压。在继电器RY1吸合及维持过程中，稳压管控制模块两端短路，使稳压管ZD1失去作用；而在继电器RY1断开过程中，稳压管控制模块两端开路，此时稳压管ZD1作用，给继电器RY1两端叠加一个反向的高电压，加速继电器RY1绕组电流放电。
继电器RY1吸合时，稳压管控制模块工作，稳压管ZD1呈短路状态，通过调节PWM驱动信号占空比控制三极管Q3，调节继电器RY1的吸合速度，PWM驱动信号最大占空比可以到100%。
继电器RY1吸合维持时，稳压管控制模块工作，此时稳压管ZD1两端呈短路状态，通过调节PWM驱动信号的占空比控制三极管Q3，调节继电器RY1的维持吸合的电流，一般是继电器RY1绕组额定电流的50%左右（根据实际继电器的规格书为准），降低继电器RY1的维持功耗；三极管Q3开通时，电源Vcc给继电器RY1的绕组充电；三极管Q3断开时，继电器RY1的绕组通过二极管D1和稳压管控制模块续流。
继电器RY1断开时，PWM驱动信号输出模块输出低电平，稳压管控制模块失去作用，三极管Q3断开，继电器RY1的绕组通过二极管D1和稳压管ZD1放电，加快继电器RY1的关断速度。
上述继电器驱动电路可以应用于各种包括继电器的电力设备中，例如逆变器、PCS或UPS等。以光伏逆变器为例，光伏逆变器的输入端连接光伏发电系统，输出端连接电网。光伏逆变器中包括逆变电路，逆变电路的输出端经继电器与电网连接，从而通过控制继电器可以实现逆变输出与电网的并网、离网的切换。因而，可以在光伏逆变器中设置与继电器相连接的上述逆变器驱动电路，从而可以实现逆变器并网状态的快速切换。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种继电器驱动电路，与待驱动的继电器相连接，其特征在于：所述继电器驱动电路包括稳压管、二极管、PWM驱动信号输出模块和开关管，所述稳压管和所述二极管串联后反向并联在所述继电器的线圈两端，所述继电器的线圈的输入端连接电源，所述继电器的线圈的输出端经所述开关管接地，所述PWM驱动信号输出模块与所述开关管的控制端相连接；
所述继电器驱动电路还包括在所述继电器吸合和维持吸合时短路所述稳压管、在所述继电器断开时开路而使所述稳压管工作的稳压管控制模块，所述稳压管控制模块连接在所述稳压管两端。
2.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述开关管采用三极管，所述PWM驱动信号输出模块与所述三极管的基极相连接，所述三极管的集电极与所述继电器的线圈相连接，所述三极管的发射极接地。
3.根据权利要求2所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述PWM驱动信号输出模块经电阻与所述三极管的基极相连接。
4.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于：所述继电器驱动电路还包括电容，所述电容连接在所述电源与地之间。
5.一种电力设备，包括继电器，其特征在于：所述电力设备还包括如权利要求1至4中任一项所述的继电器驱动电路。
6.根据权利要求5所述的电力设备，其特征在于：所述电力设备为逆变器、PCS或UPS。
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