CN217562477U - 一种继电器驱动电路及储能电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及继电器技术领域，特别是涉及一种继电器驱动电路及储能电源。继电器驱动电路包括正压端口、负压端口、驱动控制模块、延时切换模块和吸合维持模块，吸合维持模块的第一端连接继电器的线圈的第二端，吸合维持模块的第二端接地，延时切换模块分别与线圈的第二端及负压端口连接，驱动控制模块的控制端接收驱动信号，驱动控制模块分别与延时切换模块及吸合维持模块的控制端连接。在驱动控制模块接收到驱动信号后，延时切换模块还可以延时预设时间控制第二电源停止对继电器的线圈供电，仅由第一电源维持继电器的触点吸合，减少了线圈发热的功率损耗，降低了线圈的发热量，提高了继电器的使用寿命和可靠性。

Description

一种继电器驱动电路及储能电源

技术领域

本实用新型涉及继电器技术领域，特别是涉及一种继电器驱动电路及储能电源。

背景技术

继电器控制侧(继电器的线圈部分的电路)使用的控制电源大多为低压电源供电，继电器使用中需要给额定电压进行吸合动作，当继电器吸合后，需要一直通电保持吸合状态。若继电器吸合后，继电器的线圈使用原吸合电源电压持续供电，会导致继电器的线圈发热严重，温升很高，影响继电器的使用寿命并且增加了能耗。现有技术中双电源的设计不能实现吸合电源自动断开的效果，线圈的功率损耗很大，若电路中需要使用多路继电器，则需要电源有更高驱动功率，设计成本高且功率损耗高。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种继电器驱动电路及储能电源，能够改善相关技术中的继电器的功率损耗高的技术问题。

本实用新型实施例为改善上述技术问题提供了如下技术方案：

在第一方面，本实用新型实施例提供一种继电器驱动电路，包括：

正压端口，所述正压端口用于连接第一电源，且所述正压端口用于连接继电器的线圈的第一端，所述第一电源的供电电压相较于接地端为正压；

负压端口，所述负压端口用于连接第二电源，所述第二电源的供电电压相较于接地端为负压；

吸合维持模块，所述吸合维持模块的第一端用于连接所述继电器的线圈的第二端，所述吸合维持模块的第二端用于接地；

延时切换模块，所述延时切换模块分别与所述线圈的第二端及所述负压端口连接；

驱动控制模块，所述驱动控制模块的控制端用于接收驱动信号，所述驱动控制模块分别与所述延时切换模块及所述吸合维持模块的控制端连接，所述驱动控制模块用于基于所述驱动信号控制所述延时切换模块及所述吸合维持模块导通，以使所述第一电源和所述第二电源对所述继电器的线圈供电；

所述延时切换模块还用于在所述驱动控制模块接收到驱动信号后，延时预设时间控制所述第二电源停止对所述继电器的线圈供电。

可选的，所述延时切换模块包括延时子单元和开关管Q4，所述延时子单元的第一端连接所述驱动控制模块，所述延时子单元的第二端连接所述开关管Q4的控制端，所述延时子单元的第三端连接所述负压端口，所述开关管Q4的第一端连接所述继电器的线圈的第二端，所述开关管Q4的第二端连接所述负压端口。

可选的，所述延时子单元包括电容C1、电阻R5和电阻R7，所述电容C1的第一端通过所述电阻R5连接所述驱动控制模块，所述电容C1的第二端连接所述开关管Q4的控制端，所述电容C1的第二端通过所述电阻R7连接所述开关管Q4的第二端。

可选的，所述驱动控制模块包括分压子单元、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1和电阻R6，所述分压子单元的第一端连接所述正压端口，所述分压子单元的第二端连接所述开关管Q2的第一端，所述分压子单元的第三端连接所述开关管Q1的控制端，所述开关管Q2的控制端通过所述电阻R1接收所述驱动信号，所述开关管Q2的第二端接地，所述开关管Q1的第一端连接所述正压端口，所述开关管Q1的第二端连接所述吸合维持模块以及所述延时切换模块，所述开关管Q1的第二端还通过所述电阻R6连接所述负压端口。

可选的，所述分压子单元包括串联连接的电阻R3和电阻R2，所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R3连接所述正压端口，所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R2连接所述开关管Q2的第一端。

可选的，所述驱动控制模块包括比较器U1A和电阻R1，所述比较器U1A的供电端为所述正压端口和所述负压端口，所述比较器U1A的负极接口连接基准电压，所述比较器U1A的正极接口用于通过所述电阻R1接收所述驱动信号，所述比较器的输出端连接所述延时切换模块的第一端和所述吸合维持模块的控制端。

可选的，所述吸合维持模块包括电阻R4、开关管Q3和二极管D1，所述二极管D1的阳极连接所述继电器的线圈的第二端，所述二极管D1的阴极连接所述开关管Q3的第一端，所述开关管Q3的控制端通过所述电阻R4连接所述驱动控制模块的第三端，所述开关管Q3的第二端接地。

可选的，所述继电器驱动电路还设有线圈续流模块，所述线圈续流模块的第一端连接所述继电器的线圈的第一端，所述线圈续流模块的第二端连接所述继电器的线圈的第二端，所述线圈续流模块用于在所述继电器的线圈断电时提供续流回路，以使所述继电器的触点关断。

可选的，所述线圈续流模块为TVS二极管，所述TVS二极管并联于所述继电器的线圈。

在第二方面，本实用新型实施例提供一种储能电源，包括如上述所述的继电器驱动电路，以及与所述继电器驱动电路电连接的继电器。

区别于现有技术，本实用新型实施例提供一种继电器驱动电路及储能电源。继电器驱动电路包括正压端口、负压端口、驱动控制模块、延时切换模块和吸合维持模块，所述吸合维持模块的第一端用于连接所述继电器的线圈的第二端，所述吸合维持模块的第二端用于接地，所述延时切换模块分别与所述线圈的第二端及所述负压端口连接，所述驱动控制模块的控制端用于接收驱动信号，所述驱动控制模块分别与所述延时切换模块及所述吸合维持模块的控制端连接，驱动控制模块基于驱动信号控制所述延时切换模块及所述吸合维持模块导通，以使第一电源和第二电源对所述继电器的线圈供电，所述延时切换模块还可以在所述驱动控制模块接收到驱动信号后，延时预设时间控制所述第二电源停止对所述继电器的线圈供电，仅由第一电源维持继电器的触点吸合，减少了线圈发热的功率损耗，降低了线圈的发热量，提高了继电器的使用寿命和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种储能电源的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种继电器驱动电路的结构示意图；

图3是本实用新型另一实施例提供的一种继电器驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。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。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种储能电源，包括继电器驱动电路10，以及与所述继电器驱动电路10电连接的继电器20，该智能开关通过第一电源30和/或第二电源40为所述继电器驱动电路10供电，以使所述继电器驱动电路10控制所述继电器20的触点导通与断开。

如图1所示，所述继电器驱动电路10包括正压端口11、负压端口12、驱动控制模块13、延时切换模块14和吸合维持模块15。当所述驱动控制模块13接收到驱动信号后，所述延时切换模块14及所述吸合维持模块15导通，所述第一电源30和第二电源40为所述继电器的线圈提供供电电压以使所述继电器20的触点吸合，继电器20导通。其中，所述第一电源30的供电电压相较于接地端为正压，所述第二电源40的供电电压相较于接地端为负压。例如，若继电器线圈为24V规格，则第一电源的供电电压可以选择+12V，第二电源的供电电压可以选择-12V；若继电器线圈为12V规格，则第一电源的供电电压可以选择+6V，第二电源的供电电压可以选择-6V，即，供电电压的选用依据应用场景/继电器的线圈规格而定，在此不作限定。

具体的，所述延时切换模块14包括延时子单元141和开关管Q4。当驱动控制模块13接收到驱动信号后，控制所述吸合维持模块15以及所述开关管Q4导通，第一电源30和第二电源40接入继电器20的线圈的供电回路，以使继电器的触点吸合,继电器导通。继电器导通后，延时子单元141会延时预设时间控制所述开关管Q4断开，以使所述第二电源40从继电器20的线圈的供电回路断开，继电器的线圈的供电回路变为第一电源30经继电器的线圈后通过所述吸合维持模块15接地，且此后仅有第一电源30为所述继电器20的线圈供电，直至停止接收所述驱动信号。

本实用新型实施例提供的储能电源能够在接收到驱动信号时，通过第一电源和第二电源为继电器的线圈供电，其中，第二电源的供电电压相对于接地端为负压。当继电器导通一段时间后会自动切断第二电源的供电回路，仅由第一电源经吸合维持模块形成供电回路维持继电器的触点吸合，降低了线圈两侧的电压，减少了线圈的发热程度以及线圈发热带来的功率损耗，提升了继电器的使用寿命。

请参阅图2，本实用新型实施例提供一种继电器驱动电路，所述继电器驱动电路包括正压端口(图2中未示出)、负压端口(图2中未示出)、驱动控制模块13、延时切换模块14和吸合维持模块15，所述正压端口连接有第一电源，图中用VCC1表示第一电源，所述负压端口连接有第二电源，图中用VCC2表示第二电源。其中，所述第一电源的供电电压相较于接地端为正压，所述第二电源的供电电压相较于接地端为负压。

所述驱动控制模块13的控制端可以接收驱动信号，所述驱动信号可以通过单片机等器件来提供，图中用Drive RLY1来表示驱动信号。所述驱动控制模块13分别与所述延时切换模块14及所述吸合维持模块15的控制端连接，所述驱动控制模块13可以基于所述驱动信号控制所述延时切换模块14及所述吸合维持模块15导通，以使所述第一电源VCC1和所述第二电源VCC2对所述继电器的线圈供电，图中用RLY1表示继电器，其中，继电器的RLY1_1脚和RLY1_2脚分别为继电器的线圈的第一端和第二端，继电器的RLY1_3脚、RLY1_4脚和RLY1_5脚为继电器的触点。

所述延时切换模块14分别与所述继电器的线圈的第二端及所述负压端口连接，所述延时切换模块14可以在所述驱动控制模块13接收到驱动信号后，延时预设时间控制所述第二电源VCC2停止对所述继电器的线圈供电。

所述吸合维持模块15的第一端连接所述继电器的线圈的第二端，所述吸合维持模块15的第二端接地，当第二电源VCC2停止对继电器的线圈供电后，仅由第一电源VCC1经吸合维持模块15形成供电回路维持继电器的触点吸合，降低了线圈两侧的电压，减少了线圈发热的功率损耗。

具体的，所述驱动控制模块13包括分压子单元、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1和电阻R6，所述分压子单元的第一端连接所述正压端口VCC1，所述分压子单元的第二端连接所述开关管Q2的第一端，所述分压子单元的第三端连接所述开关管Q1的控制端，所述开关管Q2的控制端通过所述电阻R1接收所述驱动信号Drive RLY1，所述开关管Q2的第二端接地，所述开关管Q1的第一端连接所述正压端口VCC1，所述开关管Q1的第二端连接所述吸合维持模块15以及所述延时切换模块14，所述开关管Q1的第二端还通过所述电阻R6连接所述负压端口VCC2。

其中，所述分压子单元包括串联连接的电阻R3和电阻R2，如图所示，所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R3连接所述正压端口VCC1，所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R2连接所述开关管Q2的第一端。

所述延时切换模块14包括延时子单元和开关管Q4，所述延时子单元的第一端连接所述驱动控制模块13，所述延时子单元的第二端连接所述开关管Q4的控制端，所述延时子单元的第三端连接所述负压端口VCC2，所述开关管Q4的第一端连接所述继电器的线圈的第二端，即图中继电器的RLY1_2脚，所述开关管Q4的第二端连接所述负压端口VCC2。

其中，所述延时子单元包括电容C1、电阻R5和电阻R7，所述电容C1的第一端通过所述电阻R5连接所述驱动控制模块13，所述电容C1的第二端连接所述开关管Q4的控制端，所述电容C1的第二端通过所述电阻R7连接所述开关管Q4的第二端。

所述吸合维持模块15包括电阻R4、开关管Q3和二极管D1，所述二极管D1的阳极连接所述继电器的线圈的第二端，即图中继电器的RLY1_2脚，所述二极管D1的阴极连接所述开关管Q3的第一端，所述开关管Q3的控制端通过所述电阻R4连接所述驱动控制模块的第三端，所述开关管Q3的第二端接地。

具体的，当Drive RLY1没有驱动信号时，开关管Q2断开，此时开关管Q1的Q1_1脚悬空，开关管Q1断开，进而开关管Q4和吸合维持模块14均处于断开状态，第一电源VCC1未形成供电回路，继电器RLY1的线圈失电，继电器RLY1处于断开状态。

当DriveRLY1驱动为高电平时，所述开关管Q2导通，VCC1通过开关管Q1和电阻R5为所述电容C1充电，在电容C1开始充电时会有部分电流从开关管Q4的基极流到发射极，此时开关管Q4为导通状态，所述第一电源VCC1和所述第二电源VCC2对所述继电器的线圈供电，以使所述继电器的触点吸合。需要说明的是，在开关管Q1导通时，虽然所述吸合维持模块15也处于导通状态，但由于开关管Q4的Q4_2脚电压更低，因此继电器线由VCC1和VCC2供电。当电容C1充满电后，开关管Q4断开，所述第二电源VCC2从继电器的线圈供电回路中断开，此时继电器的线圈的供电回路改变为第一电源VCC1经由二极管D1和开关管Q3接地，即，仅由第一电源VCC1持续为所述继电器的线圈供电，维持继电器触点的吸合，直至停止接收所述驱动信号。

以VCC1为+12V，VCC2为-12V为例，当驱动控制模块13接收到驱动信号Drive RLY1后，开关管Q2和开关管Q1导通，电容C1充电的时刻控制所述开关管Q4导通，此时由第一电源VCC1和第二电源VCC2构成继电器的线圈的供电回路，继电器的线圈由24V电压供电，继电器的触点吸合；当所述开关管Q4导通预设时间后，所述延时切换模块14自动控制所述开关管Q4断开，此后由第一电源VCC1和所述吸合维持模块15构成继电器的线圈的供电回路，继电器的线圈由12V电压供电，从而实现吸合继电器时电压为24V，继电器吸合后保持电压为12V，有效降低了线圈的吸合维持电压，减少了线圈的发热程度以及线圈发热带来的功率损耗，提升了继电器的使用寿命。

在其他一些实施例中，所述继电器驱动电路还设有线圈续流模块16，所述线圈续流模块16的第一端连接所述继电器的线圈的第一端，所述线圈续流模块16的第二端连接所述继电器的线圈的第二端，所述线圈续流模块16可以在继电器的线圈断电时提供续流回路，以使所述继电器的触点断开。在继电器断开的时候，继电器的线圈因其自身结构和阻尼等原因，会产生反向电流，此时可以设置线圈续流模块16来进行续流，消耗掉线圈中的电流，以免对线圈造成损害，例如线圈并联一个二极管形成续流回路等方式。

请参阅图2，所述线圈续流模块包括TVS二极管(Transient Voltage Suppressor，瞬态抑制二极管)，所述TVS二极管并联于所述继电器的线圈。图中所示的TVS1是双向TVS二极管，当继电器关断时，TVS二极管在极短的时间内(最高可达到1×10^-12秒)迅速转入反向导通状态，并将电路的电压箝位在所要求的安全数值上，从而有效的保护线圈等器件免受损坏，且双向TVS二极管在电路当中可以不必考虑电压正负极，正向反向都能起到抑制电流的作用。线圈电流由TVS1钳位电路进行续流，可以延缓续流过程，并减小线圈续流电流，还可以让继电器触点有更快的关断速度。

请参阅图3，在其他一些实施例中，所述驱动模块13还可以是包括比较器U1A和电阻R1，如图3所示，所述比较器U1A的供电端为所述正压端口和所述负压端口，所述比较器U1A的负极接口连接基准电压，图中用REF表示基准电压，所述比较器U1A的正极接口用于通过所述电阻R1接收所述驱动信号Drive RLY1，所述比较器的输出端连接所述延时切换模块14的第一端和所述吸合维持模块15的控制端。

具体的，当Drive RLY1无驱动信号时，比较器U1A输出低电平信号，使得开关管Q3及开关管Q4处于断开状态，继电器RLY1的线圈失电，继电器的触点断开。

当Drive RLY1驱动为高电平时，比较器U1A输出高电平信号，输出的高电平信号通过R5给电容C1充电，同理，在电容C1开始充电时会有部分电流从开关管Q4的基极流到发射极，此时开关管Q4为导通状态，所述第一电源VCC1和所述第二电源VCC2对所述继电器的线圈供电，以使所述继电器的触点吸合。当电容C2充满电后，开关管Q4断开，以使所述第二电源VCC2停止对所述继电器的线圈供电，此时仅由第一电源VCC1对所述继电器的线圈供电，维持继电器的触点的吸合，减少了线圈的发热程度以及线圈发热带来的功率损耗，提升了继电器的使用寿命。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种继电器驱动电路，其特征在于，包括：

正压端口，所述正压端口用于连接第一电源，且所述正压端口用于连接继电器的线圈的第一端，所述第一电源的供电电压相较于接地端为正压；

负压端口，所述负压端口用于连接第二电源，所述第二电源的供电电压相较于接地端为负压；

吸合维持模块，所述吸合维持模块的第一端用于连接所述继电器的线圈的第二端，所述吸合维持模块的第二端用于接地；

延时切换模块，所述延时切换模块分别与所述线圈的第二端及所述负压端口连接；

驱动控制模块，所述驱动控制模块的控制端用于接收驱动信号，所述驱动控制模块分别与所述延时切换模块及所述吸合维持模块的控制端连接，所述驱动控制模块用于基于所述驱动信号控制所述延时切换模块及所述吸合维持模块导通，以使所述第一电源和所述第二电源对所述继电器的线圈供电；

所述延时切换模块还用于在所述驱动控制模块接收到所述驱动信号后，延时预设时间控制所述第二电源停止对所述继电器的线圈供电。

2.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述延时切换模块包括延时子单元和开关管Q4，所述延时子单元的第一端连接所述驱动控制模块，所述延时子单元的第二端连接所述开关管Q4的控制端，所述延时子单元的第三端连接所述负压端口，所述开关管Q4的第一端连接所述继电器的线圈的第二端，所述开关管Q4的第二端连接所述负压端口。

3.根据权利要求2所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述延时子单元包括电容C1、电阻R5和电阻R7，所述电容C1的第一端通过所述电阻R5连接所述驱动控制模块，所述电容C1的第二端连接所述开关管Q4的控制端，所述电容C1的第二端通过所述电阻R7连接所述开关管Q4的第二端。

4.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括分压子单元、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1和电阻R6，所述分压子单元的第一端连接所述正压端口，所述分压子单元的第二端连接所述开关管Q2的第一端，所述分压子单元的第三端连接所述开关管Q1的控制端，所述开关管Q2的控制端通过所述电阻R1接收所述驱动信号，所述开关管Q2的第二端接地，所述开关管Q1的第一端连接所述正压端口，所述开关管Q1的第二端连接所述吸合维持模块以及所述延时切换模块，所述开关管Q1的第二端还通过所述电阻R6连接所述负压端口。

5.根据权利要求4所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述分压子单元包括串联连接的电阻R3和电阻R2，所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R3连接所述正压端口，所述开关管Q1的控制端通过所述电阻R2连接所述开关管Q2的第一端。

6.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括比较器U1A和电阻R1，所述比较器U1A的供电端为所述正压端口和所述负压端口，所述比较器U1A的负极接口连接基准电压，所述比较器U1A的正极接口用于通过所述电阻R1接收所述驱动信号，所述比较器的输出端连接所述延时切换模块的第一端和所述吸合维持模块的控制端。

7.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述吸合维持模块包括电阻R4、开关管Q3和二极管D1，所述二极管D1的阳极连接所述继电器的线圈的第二端，所述二极管D1的阴极连接所述开关管Q3的第一端，所述开关管Q3的控制端通过所述电阻R4连接所述驱动控制模块的第三端，所述开关管Q3的第二端接地。

8.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设有线圈续流模块，所述线圈续流模块的第一端连接所述继电器的线圈的第一端，所述线圈续流模块的第二端连接所述继电器的线圈的第二端，所述线圈续流模块用于在所述继电器的线圈断电时提供续流回路，以使所述继电器的触点关断。

9.根据权利要求8所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述线圈续流模块为TVS二极管，所述TVS二极管并联于所述继电器的线圈。

10.一种储能电源，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的继电器驱动电路，以及与所述继电器驱动电路电连接的继电器。

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