CN216624104U - 一种继电器降压保持驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种继电器降压保持驱动电路,涉及继电器的驱动电路结构领域。其结构精巧、稳定性高且使用效果好,可适应于多种使用环境,最终可实现有效降低螺线管线包的发热的目的。通过所述继电器降压保持驱动电路驱动继电器驱动侧的螺线管线包,所述继电器降压保持驱动电路包括电源以及两条并联的通路,两条通路都连接所述电源的负极,并且二者并联后连接螺线管线包的一端,所述螺线管线包的另一端连接电源的正极;两条通路中分别设有一个开关管。该电路EMC性能优,对驱动信号、电源的数量要求都仅为一路即可;电源电压不需要高于动作电压太多;且大幅降低了传统方案RC的容值;并且能量释放回路使得继电器开通时间间隔可以做到更短。
Description
技术领域
本实用新型涉及继电器的驱动电路结构领域。
背景技术
在现今的工业自动化行业中,继电器作为电路板上最为常用的电气机械器件,相对于半导体元器件来说对寿命有更敏感的需求,即对继电器的工作温度存在较高的要求,其中继电器驱动侧的螺线管线包温升尤为重要;结合螺线管保持电流小于动作电流的特性,可通过起始对继电器施加时间足够动作的高位动作电压,待继电器动作完毕后,再降低电压至低位保持电压持续工作,在大部分不需要继电器频繁动作的场合,该方案能有效降低螺线管线包的发热。
现有技术中抑制螺线管线包发热的技术方案有以下几种:
一是如图1所示,由脉冲驱动信号驱动,通过向三极管持续发送占空比可调的脉冲式驱动信号,来实现高动作电流和低保持电流,但是在对干扰较敏感的场合、没有脉冲产生条件的场合不适用;
二是如图2所示,双路电源先后动作切换,通过两路控制信号,对一高一低两路电源先后开启,来满足高动作电流和低保持电流,但是对电源、信号的数量要求较高都是双路;
三是如图3所示,继电器阻容驱动,将一枚大电容与电阻并联后,再与继电器原边线包串联,利用阻容充电曲线,保证驱动电压高于动作电压足够时间,再利用电阻分压得到较低的保持电压,但是该传统方案需要高于动作电压的电源,且对电容的容值需求巨大,并且在继电器关闭驱动后电容放电时间极长,影响下一次的开启。
实用新型内容
本实用新型针对以上问题,提出了一种继电器降压保持驱动电路,其结构精巧、稳定性高且使用效果好,可适应于多种使用环境,最终可实现有效降低螺线管线包的发热的目的。
本实用新型的技术方案为:通过所述继电器降压保持驱动电路驱动继电器驱动侧的螺线管线包,所述继电器降压保持驱动电路包括电源V1以及两条并联的通路,两条通路都连接所述电源V1的负极,并且二者并联后连接螺线管线包的一端,所述螺线管线包的另一端连接电源V1的正极;
两条通路中分别设有一个开关管,并且两个开关管和电源V1的正极之间都设有驱动电路;其中一条通路中开关管和螺线管线包之间设有分压电阻R3,另外一条通路中开关管和电源之间的驱动电路中设有电容C1。本实用新型中两条通路做阻抗差异化处理,并且对其中一条通路的开关管驱动增加串联电容的设计,且为该电容的能量释放增加设计了一条回路。该电路EMC性能优,对驱动信号、电源的数量要求都仅为一路即可;电源电压不需要高于动作电压太多;且大幅降低了传统方案RC的容值;并且能量释放回路使得继电器开通时间间隔可以做到更短。
所述开关管为三极管或MOS管。
所述继电器降压保持驱动电路还包括二极管D1以及电阻R1,所述二极管D1的正极接地,并且二极管D1的负极经过电容C1连接电阻R1后接地。从而形成泄放回路,并可通过调节电阻R1的阻值来调节继电器的关断速度。
线圈L1、电阻R5以及二极管D2是继电器的电路等效模型,所述线圈L1和电阻R5串联后与二极管D2并联,二极管D2的正极连接两条通路,二极管D2的负极连接电源V1的正极。螺线管线包还包括与二极管D2并联的电压表VM1,图5即为VM1测量得到的继电器两端的电压波形,表达了该电路周期性开关的波形有效性。
其中一条通路包括三极管T1以及分压电阻R3,三极管T1的驱动电路包括电阻R2;另一条通路包括三极管T2,三极管T2的驱动电路包括电阻R4和电容C1;
电阻R2的一端经开关SW1连接电源V1的正极,并且另一端连接三极管T1的基极,三极管T1的发射极接地,三极管T1的集电极经过分压电阻R3连接螺线管线包;
电容C1的一端也经开关SW1连接电源V1的正极,并且另一端经过电阻R4连接三极管T2的基极,三极管T2的发射极接地,三极管T2的集电极连接螺线管线包。
电阻R1的一端接入开关SW1和电阻R2之间,并且另一端接地;二极管D1的正极接地,并且负极接入电容C1和电阻R4之间。
本实用新型具有以下有益效果:
一、驱动信号为电压模拟量信号,信号EMC性能优,且也适用于无脉冲发送条件的场合;
二、由于使用两枚开关管对驱动做了差异化处理,对驱动信号、电源的数量要求都仅为一路即可;
三、动作电压是依靠开关管开通实现的,因此电源电压不需要高于动作电压太多;
四、动作电压的保持时间是通过开关管驱动侧的RC充电实现的,所以大幅降低了RC的容值;
五、电路中融入了开关管驱动侧电容的放电回路,可根据实际需要大幅缩短电容放电时间,使得继电器开通时间间隔可以做到更短。
附图说明
图1是传统脉冲驱动信号驱动电路示意图,
图2是传统双路电源先后动作切换驱动电路示意图,
图3是传统继电器阻容驱动电路示意图,
图4是本案实施例中的继电器降压保持驱动电路示意图;
图5是本案实施例中的继电器电压波形示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本专利的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本专利进行详细阐述。
本实用新型利用两只开关管制作了两条并联的通路,并在其中一条通路上串联了稳态分压用的电阻,两通路并联后同螺线管线包串联;
同时驱动信号电平通过RC充电驱动开关管,在RC充电的作用下,开关管会先持续开通一段时间后,逐步关断,该开关管支路关断后,利用另外一路一开始就处于开通状态串联电阻的开关管支路,提供继电器稳态工作电流;
并在此基础上利用二极管、电阻设计了开关管驱动RC的泄放回路,用以调节继电器的关断速度。
如附图4-5所示,本方案由单电源V1供电,通过开关SW1进行信号的切换,实际电路可用三极管、MOS等开关管实现,这里以三极管为例展开介绍;
驱动信号分两路,一路通过电阻R2连接三极管T1的基极,另一路通过电容C1、电阻R4连接三极管T2的基极。
三极管T1与分压电阻R3串联后,再与三极管T2并联,然后串联在继电器原边螺线管线包上。
同时,增加二极管D1,二极管D1的阳极接三极管T2的发射极,二极管D1的阴极接电容C1、电阻R4之间,并且增加电阻R1,一端接在开关SW1和电阻R2之间,另一端接地。
电路工作过程:
驱动开通信号发出后,在供给三极管T1基极足够IB的同时,通过电容C1的充电作用也打开了三极管T2的通路,三极管T2所在通路的阻抗远低于三极管T1通路所在通路的阻抗,使得继电器工作在动作电流状态;
当三极管T2的IB不足以维持较高的动作电流后,流经三极管T2通路的电流逐步下降至零,同时一直保有足够IB的三极管T1流经的电流,迅速上升并稳定在了设计的保持电流值;
驱动关断信号发出后,开关SW1关断,由电容C1继续为三极管T1提供IB,同时二极管D1、电容C1、电阻R1共同构成一个泄放路径,从而可通过改变电阻R1值来调节驱动关断的速度。
本实用新型具体实施途径很多,以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种继电器降压保持驱动电路,其特征在于,通过所述继电器降压保持驱动电路驱动继电器驱动侧的螺线管线包,所述继电器降压保持驱动电路包括电源V1以及两条并联的通路,两条通路都连接所述电源V1的负极,并且二者并联后连接螺线管线包的一端,所述螺线管线包的另一端连接电源V1的正极;
两条通路中分别设有一个开关管,并且两个开关管和电源V1的正极之间都设有驱动电路;其中一条通路中开关管和螺线管线包之间设有分压电阻R3,另外一条通路中开关管和电源之间的驱动电路中设有电容C1。
2.根据权利要求1所述的一种继电器降压保持驱动电路,其特征在于,所述开关管为三极管或MOS管。
3.根据权利要求1所述的一种继电器降压保持驱动电路,其特征在于,所述继电器降压保持驱动电路还包括二极管D1以及电阻R1,所述二极管D1的正极接地,并且二极管D1的负极经过电容C1连接电阻R1后接地。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种继电器降压保持驱动电路,其特征在于,其中一条通路包括三极管T1以及分压电阻R3,三极管T1的驱动电路包括电阻R2;另一条通路包括三极管T2,三极管T2的驱动电路包括电阻R4和电容C1;
电阻R2的一端经开关SW1连接电源V1的正极,并且另一端连接三极管T1的基极,三极管T1的发射极接地,三极管T1的集电极经过分压电阻R3连接螺线管线包;
电容C1的一端也经开关SW1连接电源V1的正极,并且另一端经过电阻R4连接三极管T2的基极,三极管T2的发射极接地,三极管T2的集电极连接螺线管线包。
5.根据权利要求4所述的一种继电器降压保持驱动电路,其特征在于,电阻R1的一端接入开关SW1和电阻R2之间,并且另一端接地;二极管D1的正极接地,并且负极接入电容C1和电阻R4之间。
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