CN214314545U - 一种基于mos管控制继电器的保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于MOS管控制继电器的保护电路，用于控制继电器K2通断的控制端，包括MOS管、以及用于控制MOS管导通或关闭的导通回路；所述电源的输出端与导通回路的一端连接，导通回路的另一端与MOS管的栅极端连接，所述MOS管的漏极端连接继电器的输入端。本实用新型所述的电路利用了电容两边电压不能突变的特性，结合阻容充放电的原理，通过在电容两端增加下拉电阻确定关键信号的初始状态，实现限制MOS管导通时间的作用，从而限制继电器的吸合时间，达到保护的目的。

Description

一种基于MOS管控制继电器的保护电路

技术领域

本实用新型属于继电器控制技术领域，尤其是涉及一种基于MOS管控制继电器的保护电路。

背景技术

目前常规的MOS管(本文指N沟道类型，下同)如图1所示，MOS管控制继电器的电路，MOS管默认关闭，当MCU发出高电平信号时MOS管导通，继电器吸合，负载得电；

缺点：当MCU因为某种原因死机时，控制信号会持续保持低或者高，导致负载持续得电，例如在双电源产品上，负载为电磁铁，持续得电会导致电磁铁发热烧毁。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于MOS管控制继电器的保护电路，以解决控制信号会持续保持低或者高，导致负载持续得电，导致电磁铁发热烧毁的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于MOS管控制继电器的保护电路，用于控制继电器K2通断的控制端，包括MOS管Q5、以及用于控制MOS管Q5导通或关闭的导通回路；

所述电源的输出端与导通回路的一端连接，导通回路的另一端与MOS管 Q5的栅极端连接，所述MOS管Q5的漏极端连接继电器K2的输入端。

进一步的，所述导通回路包括控制信号子线路、以及用于控制信号子线路稳定的电阻组，所述电阻组并连在控制信号子线路上。

进一步的，所述控制信号子线路包括第一电容C5、限流电阻R11，所述第一电容C5一端连接信号输入端，第一电容C5的另一端连接限流电阻R11 一端，限流电阻R11的另一端连接MOS管Q5的栅极端。

进一步的，所述电阻组包括第一下拉电阻R13，所述第一下拉电阻R13 一端连接在第一电容C5与电源连接的线路上，第一下拉电阻R13的另一端连接在MOS管Q5的源极端。

进一步的，所述电阻组还包括第二下拉电阻R14，所述第二下拉电阻R14 一端连接在限流电阻R11与MOS管Q5栅极端之间的线路上，第二下拉电阻 R14的另一端连接MOS管Q5的源极端。

进一步的，所述第一电容C5与MOS管Q5栅极端之间还连接有第二电容 C7，所述第二电容C7一端连接在第一电容C5与MOS管Q5之间的线路上，第二电容C7的另一端连接MOS管Q5的源极。

进一步的，所述继电器K2与MOS管Q5的漏极端之间连接有二极管D2，所述二极管D2一端连接在继电器K2输入端与MOS管Q5漏极端之间线路上，二极管D2的另一端连接继电器K2的电源端。

进一步的，所述继电器K2的动力端包括两组开关源，两组开关源之间串联有负载，其中一组开关源的一端接地，一组另一端连接负载一端，另一组开关源一端连接电源，另一组开关源另一端连接负载另一端。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种基于MOS管控制继电器的保护电路具有以下优势：

(1)本实用新型所述的电路利用了电容两边电压不能突变的特性，结合阻容充放电的原理，通过在电容两端增加下拉电阻确定关键信号的初始状态，实现限制MOS管导通时间的作用，从而限制继电器的吸合时间，达到保护的目的。

(2)本实用新型所述的电路依靠纯硬件电路实现保护的目的，可靠性高，体积小，成本低，并且通过修改阻容值实现任意时长的保护时间。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的现有技术MOS管控制继电器控制电路图；

图2为本实用新型实施例所述的改进后的MOS管控制继电器控制电路图；

图3为本实用新型实施例所述的电路在MCU正常情况下测试得到的波形图；

图4为本实用新型实施例所述的电路在MCU死机的情况下测试得到的波形图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图4所示，一种基于MOS管控制继电器的保护电路，用于控制继电器K2通断的控制端，包括MOS管Q5、以及用于控制MOS管Q5导通或关闭的导通回路；

导通回路的一端连接有信号输入端，导通回路的另一端与MOS管Q5的栅极端连接，所述MOS管Q5的漏极端连接继电器K2的输入端。

所述导通回路包括控制信号子线路、以及用于控制信号子线路稳定的电阻组，所述电阻组并连在控制信号子线路上。

所述控制信号子线路包括第一电容C5、限流电阻R11，所述第一电容C5 一端连接电源，第一电容C5的另一端连接限流电阻R11一端，限流电阻R11 的另一端连接MOS管Q5的栅极端。

所述电阻组包括第一下拉电阻R13，所述第一下拉电阻R13一端连接在第一电容C5与信号输入端连接的线路上，第一下拉电阻R13的另一端连接在MOS管Q5的源极端。

所述电阻组还包括第二下拉电阻R14，所述第二下拉电阻R14一端连接在限流电阻R11与MOS管Q5栅极端之间的线路上，第二下拉电阻R14的另一端连接MOS管Q5的源极端。

所述第一电容C5与MOS管Q5栅极端之间还连接有第二电容C7，所述第二电容C7一端连接在第一电容C5与MOS管Q5之间的线路上，第二电容 C7的另一端连接MOS管Q5的源极。

所述继电器K2与MOS管Q5的漏极端之间连接有二极管D2，所述二极管D2一端连接在继电器K2输入端与MOS管Q5漏极端之间线路上，二极管 D2的另一端连接继电器K2的电源端。

所述继电器K2的动力端包括两组开关源，两组开关源之间串联有负载，其中一组开关源的一端接地，一组另一端连接负载一端，另一组开关源一端连接电源(图中举例为380Vdc，电源的取值取决于负载所需要电压)，另一组开关源另一端连接负载另一端。

具体电路实现过程如下：

如图2电路图所示，MCU1和VGS1初始电平为低，当MCU1变为高电平时，基于电容两边电压不能突变的特性，所以VGS1也随之变为高电平，MOS 管导通，从而继电器导通，负载得电。30ms后MCU1变为低电平，基于电容两边电压不能突变的特性，所以VGS1也随之变为低电平，MOS管关闭，此过程如图3波形图所示，从而继电器断开，负载失电。假如MCU因为某种原因死机，导致MCU1持续为高电平，第一电容C5的电荷会通过限流电阻R11和第二下拉电阻R14流到GND上，VGS1缓慢降低，大约在40ms时VGS1低于 MOS管导通门限，MOS管关闭，此过程如图4波形图所示，从而继电器断开，负载失电。

第一电容C5和第二下拉电阻R14的取值比较关键，如图3和图4的仿真波形就是基于负载正常通电时间为30ms，保护时间为40ms设计的，此时第一电容C5为2.2uF,R14为15K，如果通电时间和保护时间需要变长，则需相应增大第一电阻C5和第二下拉电阻R14的值。另外第一下拉电阻R13可以使MCU1的初始电平为0，假如MCU的IO由高阻态(例如1V)变为3.3V，则VGS1瞬间变为2.3V，而不是3.3V，此时计算的40ms时间会缩短，影响正常的工作。限流电阻R11，防止信号跳变时给电容充电产生大电流烧坏MCU 的IO。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于MOS管控制继电器的保护电路，用于控制继电器K2通断的控制端，其特征在于：包括MOS管Q5、以及用于控制MOS管Q5导通或关闭的导通回路；

导通回路的一端连接信号输入端，导通回路的另一端与MOS管Q5的栅极端连接，所述MOS管Q5的漏极端连接继电器K2的控制端；

所述导通回路包括控制信号子线路、以及用于控制信号子线路稳定的电阻组，所述电阻组并连在控制信号子线路上；

所述控制信号子线路包括第一电容C5、限流电阻R11，所述第一电容C5一端连接信号输入端，第一电容C5的另一端连接限流电阻R11一端，限流电阻R11的另一端连接MOS管Q5的栅极端；

所述电阻组包括第一下拉电阻R13，所述第一下拉电阻R13一端连接在第一电容C5与信号输入端连接的线路上，第一下拉电阻R13的另一端连接在MOS管Q5的源极端；

所述电阻组还包括第二下拉电阻R14，所述第二下拉电阻R14一端连接在限流电阻R11与MOS管Q5栅极端之间的线路上，第二下拉电阻R14的另一端连接MOS管Q5的源极端；

所述第一电容C5与MOS管Q5栅极端之间还连接有第二电容C7，所述第二电容C7一端连接在第一电容C5与MOS管Q5之间的线路上，第二电容C7的另一端连接MOS管Q5的源极。

2.根据权利要求1所述的一种基于MOS管控制继电器的保护电路，其特征在于：所述继电器K2的控制端包括两个引脚，其中一个引脚连接MOS管Q5，另一个引脚连接12V电源，继电器K2的控制端与MOS管Q5的漏极端之间连接有二极管D2，二极管D2一端连接在继电器K2的控制端与MOS管Q5 漏极端之间线路上，二极管D2的另一端连接12V电源。

3.根据权利要求2所述的一种基于MOS管控制继电器的保护电路，其特征在于：所述继电器K2的动力端包括两组开关源，两组开关源之间串联有负载，其中一组开关源的一端接地，一组另一端连接负载一端，另一组开关源一端连接电源，另一组开关源另一端连接负载另一端。

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