CN217690968U - 一种功率继电器驱动电路和功率继电器设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种功率继电器驱动电路和功率继电器设备。所述功率继电器驱动电路包括第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块的第一端接收继电器吸合触发信号、第二端连接继电器线圈模块以基于所述继电器吸合触发信号控制所述继电器线圈模块，所述第二驱动模块的第一端接收继电器释放触发信号、第二端连接继电器线圈模块，以基于所述继电器释放触发信号控制所述继电器线圈模块，所述第二驱动模块输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块输出的第一驱动电流。本实用新型通过利用继电器吸合电压与释放电压差异较大的特点，设计不同的驱动模块输出不同的驱动电流，从而使继电器吸合电流和维持电流不同，进而降低功率继电器设备的待机损耗。

Description

一种功率继电器驱动电路和功率继电器设备

技术领域

本实用新型涉及功率继电器领域，更具体地说，涉及一种功率继电器驱动电路和包括所述功率继电器驱动电路的功率继电器设备。

背景技术

功率继电器(power relay)，是一种在输入量(或激励量)满足某些规定的条件时，能在一个或多个电器输出电路中产生跃变的一种器件。可用于中性点直接接地系统，作为零序电流保护的方向元件。家电产品如空调等经常使用功率继电器。图1示出了现有技术的功率继电器驱动电路。如图1所示，当IO口发出高电平时，开关管Q1闭合，继电器K1的线圈和R2对VCC进行分压，从而使继电器持续工作。然而，由于使用功率继电器的电器设备经常处于待机状态，因此采用现有技术的功率继电器驱动电路在设备待机状态依旧会产生大量功耗，造成资源浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可以降低待机功耗的功率继电器驱动电路和包括所述功率继电器驱动电路的功率继电器设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种功率继电器驱动电路，包括第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块的第一端接收继电器吸合触发信号、第二端连接继电器线圈模块以基于所述继电器吸合触发信号控制所述继电器线圈模块，所述第二驱动模块的第一端接收继电器释放触发信号、第二端连接继电器线圈模块，以基于所述继电器释放触发信号控制所述继电器线圈模块，所述第二驱动模块输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块输出的第一驱动电流。

在本实用新型所述的功率继电器驱动电路中，所述继电器线圈模块包括二极管和继电器线圈，所述二极管的阴极连接电源，阳极连接所述第一驱动模块和所述第二驱动模块，所述继电器线圈连接在所述二极管的阴极和阳极之间。

在本实用新型所述的功率继电器驱动电路中，所述第一驱动模块包括第一开关管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一开关管的第一端经所述第一电阻接收所述继电器吸合触发信号、第二端接地、第三端经所述第三电阻连接所述二极管的阳极，所述第二电阻连接在所述第一开关管的第一端和第二端之间。

在本实用新型所述的功率继电器驱动电路中，所述第二驱动模块包括第二开关管、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第二开关管的第一端经所述第四电阻接收所述继电器释放触发信号、第二端接地、第三端经所述第六电阻连接所述二极管的阳极，所述第五电阻连接在所述第二开关管的第一端和第二端之间，所述第六电阻的电阻值大于所述第三电阻的电阻值。

在本实用新型所述的功率继电器驱动电路中，所述第一开关管和所述第二开关管包括三极管、MOS管和IGBT管。

在本实用新型所述的功率继电器驱动电路中，所述第一驱动模块包括第一开关管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一开关管的第一端经所述第一电阻接收所述继电器吸合触发信号、第二端接地、第三端经连接所述二极管的阳极，所述第二电阻连接在所述第一开关管的第一端和第二端之间，所述第三电阻连接在所述二极管的阴极和电源之间。

在本实用新型所述的功率继电器驱动电路中，所述第二驱动模块包括第二开关管、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第二开关管的第一端经所述第四电阻接收所述继电器释放触发信号、第二端接地、第三端经所述第六电阻连接所述二极管的阳极，所述第五电阻连接在所述第二开关管的第一端和第二端之间，所述第六电阻的电阻值大于或等于所述第三电阻的电阻值。

在本实用新型所述的功率继电器驱动电路中，所述第一开关管和所述第二开关管包括三极管、MOS管和IGBT管。

本实用新型解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种功率继电器设备，包括继电器线圈模块和功率继电器驱动电路，所述继电器线圈模块包括二极管和继电器线圈，所述功率继电器驱动电路包括第一驱动模块和第二驱动模块，所述二极管的阴极连接电源，阳极连接所述第一驱动模块和所述第二驱动模块，所述继电器线圈连接在所述二极管的阴极和阳极之间；所述第一驱动模块的第一端接收继电器吸合触发信号、第二端连接所述二极管的阳极，以基于所述继电器吸合触发信号控制所述继电器线圈，所述第二驱动模块的第一端接收继电器释放触发信号、第二端连接所述二极管的阳极，以基于所述继电器释放触发信号控制所述继电器线圈，所述第二驱动模块输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块输出的第一驱动电流。

在本实用新型所述的功率继电器设备中，所述第一驱动模块包括第一开关管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一开关管的第一端经所述第一电阻接收所述继电器吸合触发信号、第二端接地，所述第二电阻连接在所述第一开关管的第一端和第二端之间，所述第三电阻连接在所述第一开关管的第三端和所述二极管的阳极之间或者所述第三电阻连接在所述二极管的阴极和电源之间；所述第二驱动模块包括第二开关管、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第二开关管的第一端经所述第四电阻接收所述继电器释放触发信号、第二端接地、第三端经所述第六电阻连接所述二极管的阳极，所述第五电阻连接在所述第二开关管的第一端和第二端之间，所述第六电阻的电阻值大于或等于所述第三电阻的电阻值。

本实用新型通过利用继电器吸合电压与释放电压差异较大的特点，设计不同的驱动模块输出不同的驱动电流，从而使继电器吸合电流和维持电流不同，进而降低功率继电器设备的待机损耗。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有技术的功率继电器驱动电路的电路示意图；

图2是本实用新型的功率继电器驱动电路的原理示意图；

图3是本实用新型的功率继电器驱动电路的一个优选实施例的电路图；

图4是本实用新型的功率继电器驱动电路的另一优选实施例的电路图；

图5是本实用新型的功率继电器驱动电路的再一优选实施例的电路图；

图6是本实用新型的功率继电器驱动电路的又一优选实施例的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型涉及一种功率继电器驱动电路，包括第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块的第一端接收继电器吸合触发信号、第二端连接继电器线圈模块以基于所述继电器吸合触发信号控制所述继电器线圈模块，所述第二驱动模块的第一端接收继电器释放触发信号、第二端连接继电器线圈模块，以基于所述继电器释放触发信号控制所述继电器线圈模块，所述第二驱动模块输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块输出的第一驱动电流。本实用新型通过利用继电器吸合电压与释放电压差异较大的特点，设计不同的驱动模块输出不同的驱动电流，从而使继电器吸合电流和维持电流不同，进而降低功率继电器设备的待机损耗。

图2是本实用新型的功率继电器驱动电路的原理示意图。如图2所示，本实用新型的功率继电器驱动电路包括第一驱动模块100和第二驱动模块200。如图2所示，所述第一驱动模块100的第一端接收继电器吸合触发信号IO1、第二端连接继电器线圈模块300以基于所述继电器吸合触发信号IO1控制所述继电器线圈模块300。所述第二驱动模块200的第一端接收继电器释放触发信号IO2、第二端连接继电器线圈模块300，以基于所述继电器释放触发信号IO2控制所述继电器线圈模块300。所述第二驱动模块200输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块100输出的第一驱动电流。

在此，所述第一驱动模块100和所述第二驱动模块200可以采用不同或者相同的驱动电路构造，只要能够使得所述第二驱动模块200输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块100输出的第一驱动电流即可。所述继电器线圈模块300可以按照本领域中任何已知的所述继电器线圈模块构造，例如其可以包括二极管和继电器线圈，继电器线圈基于接收到的控制信号吸合和释放，即其触点闭合和断开。一般情况，继电器线圈的吸合电压和释放电压差异很大(相差8V左右)。利用继电器线圈这一特性，使继电器绕组吸合时的电压较高，而维持继电器工作时绕组所需的电压较低，即使得所述第二驱动模块200输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块100输出的第一驱动电流，继电器吸合电流和维持电流不同，就可以降低待机功耗。在此，本实用新型所采用的术语连接，包括直接连接和间接连接。

图3是本实用新型的功率继电器驱动电路的一个优选实施例的电路图。如图3所示，本实用新型的功率继电器驱动电路包括第一驱动模块100和第二驱动模块200。所述继电器线圈K1模块300包括二极管D1和继电器线圈K1，所述二极管D1的阴极连接电源，阳极连接所述第一驱动模块100和所述第二驱动模块200，所述继电器线圈K1连接在所述二极管D1的阴极和阳极之间，即所述继电器线圈K1的第一端连接所述二极管D1的阳极、所述第一驱动模块100和所述第二驱动模块200，第二端连接所述二极管D1的阴极和电源。

如图3所示，所述第一驱动模块100包括三极管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R5，所述三极管Q1的基极经所述电阻R1接收所述继电器吸合触发信号IO1、发射极接地、集电极经所述电阻R5连接所述二极管D1的阳极和继电器线圈K1的第一端，所述电阻R2连接在所述三极管Q1的基极和发射极之间。所述第二驱动模块200包括三极管Q2、电阻R3、电阻R4和电阻R6，所述三极管Q2的第一端经所述电阻R3接收所述继电器释放触发信号IO2、发射极接地、集电极经所述电阻R6连接所述二极管D1的阳极和继电器线圈K1的第一端，所述电阻R4连接在所述三极管Q2的基极和发射极之间，所述电阻R6的电阻值大于所述电阻R5的电阻值。

继电器吸合触发信号IO1在继电器吸合时为高电平，继电器维持(释放或触点断开)为低电平，而继电器释放触发信号IO2在继电器吸合时为低电平，继电器维持(释放或触点断开)为高电平。

继电器吸合触发信号IO1为高电平，继电器释放触发信号IO2为低电平时，三极管Q1闭合，继电器线圈和电阻R5对VCC进行分压，从而使继电器工作。即当继电器工作后，继电器释放触发信号IO2为高电平，三极管Q2导通，然后继电器吸合触发信号IO1为低电平，继电器线圈和电阻R6对VCC进行分压。电阻R6的阻值要明显高于电阻R5的阻值。因此，在继电器线圈吸合时，继电器线圈获得的电压较高，而在继电器线圈释放时，获得的电压较低。这是因为，一般情况下继电器的吸合电压和释放电压差异很大(相差8V左右)，即吸合驱动电流远大于释放驱动电流。利用继电器这一特性，R6的阻值要明显高于R5的阻值，因此，继电器线圈在吸合时的电压虽然较高，但是其延续时间较短，而在维持继电器工作时，所需的电压较低，因此可以显著降低待机功耗。

因此，本实用新型通过利用继电器吸合电压与释放电压差异较大的特点，设计不同的驱动模块输出不同的驱动电流，从而使继电器吸合电流和维持电流不同，进而降低功率继电器设备的待机损耗。

图4是本实用新型的功率继电器驱动电路的另一优选实施例的电路图。在图4所示的优选实施例中，采用MOS管替换图3所示的实施例中的三极管。即所述第一驱动模块100包括MOS管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R5，所述MOS管Q1的栅极经所述电阻R1接收所述继电器吸合触发信号IO1、源极接地、漏极经所述电阻R5连接所述二极管D1的阳极和继电器线圈K1的第一端，所述电阻R2连接在所述MOS管Q1的栅极和源极之间。所述第二驱动模块200包括MOS管Q2、电阻R3、电阻R4和电阻R6，所述MOS管Q2的第一端经所述电阻R3接收所述继电器释放触发信号IO2、源极接地、漏极经所述电阻R6连接所述二极管D1的阳极和继电器线圈K1的第一端，所述电阻R4连接在所述MOS管Q2的栅极和源极之间，所述电阻R6的电阻值大于所述电阻R5的电阻值。

图4所示实施例与图3所示类似，在此就不再累述了。此外，本领域技术人员知悉，所述三极管Q1和Q2还可以采用IGBT管或者任何其他适合的开关器件替代。

图5是本实用新型的功率继电器驱动电路的再一优选实施例的电路图。如图5所示，本实用新型的功率继电器驱动电路包括第一驱动模块100和第二驱动模块200。所述继电器线圈K1模块300包括二极管D1和继电器线圈K1。所述第一驱动模块100包括三极管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R5。所述第二驱动模块200包括三极管Q2、电阻R3、电阻R4和电阻R6。如图5所示，所述三极管Q1的基极经所述电阻R1接收所述继电器吸合触发信号IO1、发射极接地、集电极连接所述二极管D1的阳极，所述电阻R2连接在所述三极管Q1的基极和发射极之间，所述电阻R5连接在所述二极管D1的阴极和电源之间。所述继电器线圈K1的第二端连接所述二极管D1的阴极和所述电阻R5、第一端连接所述二极管D1的阳极、所述开关管Q1的发射极和所述电阻R6。所述三极管Q2的第一端经所述电阻R3接收所述继电器释放触发信号IO2、发射极接地、集电极经所述电阻R6连接所述二极管D1的阳极和所述继电器线圈K1的第一端，所述电阻R4连接在所述三极管Q2的发射极和基极之间，所述电阻R6的电阻值大于所述电阻R5的电阻值。

在图5所示优选实施例中，其原理与图3类似，继电器吸合触发信号IO1为高电平，继电器释放触发信号IO2为低电平时，三极管Q1闭合，继电器线圈和电阻R5对VCC进行分压，从而使继电器工作。即当继电器工作后，继电器释放触发信号IO2为高电平，三极管Q2导通，然后继电器吸合触发信号IO1为低电平，继电器线圈、电阻R5、电阻R6对VCC进行分压。在此，可以设计成电阻R6的阻值明显高于电阻R5的阻值，也可以设计成R6和R5电阻相同。因此，在继电器线圈吸合时，继电器线圈获得的电压较高，而在继电器线圈释放时，获得的电压较低。这是因为，一般情况下继电器的吸合电压和释放电压差异很大(相差8V左右)，即吸合驱动电流远大于释放驱动电流。利用继电器这一特性，R6+R5的阻值要明显高于R5的阻值，因此，继电器线圈在吸合时的电压虽然较高，但是其延续时间较短，而在维持继电器工作时，所需的电压较低，因此可以显著降低待机功耗。

因此，本实用新型通过利用继电器吸合电压与释放电压差异较大的特点，设计不同的驱动模块输出不同的驱动电流，从而使继电器吸合电流和维持电流不同，进而降低功率继电器设备的待机损耗。

图6是本实用新型的功率继电器驱动电路的又一优选实施例的电路图。在图6所示的优选实施例中，采用MOS管替换图5所示的实施例中的三极管。即所述第一驱动模块100包括MOS管Q1、电阻R1、电阻R2和电阻R5，所述MOS管Q1的栅极经所述电阻R1接收所述继电器吸合触发信号IO1、源极接地、漏极连接所述二极管D1的阳极和继电器线圈K1的第一端，所述电阻R2连接在所述MOS管Q1的栅极和源极之间。所述电阻R5连接在所述二极管D1的阴极和电源之间。所述第二驱动模块200包括MOS管Q2、电阻R3、电阻R4和电阻R6，所述MOS管Q2的第一端经所述电阻R3接收所述继电器释放触发信号IO2、源极接地、漏极经所述电阻R6连接所述二极管D1的阳极和继电器线圈K1的第一端，所述电阻R4连接在所述MOS管Q2的栅极和源极之间。

图6所示实施例与图5所示类似，在此就不再累述了。此外，本领域技术人员知悉，所述三极管Q1和Q2还可以采用IGBT管或者任何其他适合的开关器件替代。

在本实用新型的进一步的优选实施例，还公开了一种功率继电器设备。参照图2所示实施例，功率继电器设备包括继电器线圈模块300和功率继电器驱动电路。在此，所述继电器线圈模块300和功率继电器驱动电路可以参照图3-6所示的实施例构造。即所述继电器线圈模块300包括二极管D1和继电器线圈K1，所述功率继电器驱动电路包括第一驱动模块100和第二驱动模块200，所述二极管D1的阴极连接电源，阳极连接所述第一驱动模块100和所述第二驱动模块200，所述继电器线圈K1连接在所述二极管D1的阴极和阳极之间；所述第一驱动模块100的第一端接收继电器吸合触发信号IO1、发射极连接所述二极管D1的阳极，以基于所述继电器吸合触发信号IO1控制所述继电器线圈K1，所述第二驱动模块200的第一端接收继电器释放触发信号IO2、发射极连接所述二极管D1的阳极，以基于所述继电器释放触发信号IO2控制所述继电器线圈K1，所述第二驱动模块输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块输出的第一驱动电流。

在此，所述第一驱动模块100和所述第二驱动模块200可以参照图3-6所示实施例构造，在此就不在累述了。

因此，本实用新型通过利用继电器吸合电压与释放电压差异较大的特点，设计不同的驱动模块输出不同的驱动电流，从而使继电器吸合电流和维持电流不同

虽然本实用新型是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率继电器驱动电路，其特征在于，包括第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块的第一端接收继电器吸合触发信号、第二端连接继电器线圈模块以基于所述继电器吸合触发信号控制所述继电器线圈模块，所述第二驱动模块的第一端接收继电器释放触发信号、第二端连接继电器线圈模块，以基于所述继电器释放触发信号控制所述继电器线圈模块，所述第二驱动模块输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块输出的第一驱动电流。

2.根据权利要求1所述的功率继电器驱动电路，其特征在于，所述继电器线圈模块包括二极管和继电器线圈，所述二极管的阴极连接电源，阳极连接所述第一驱动模块和所述第二驱动模块，所述继电器线圈连接在所述二极管的阴极和阳极之间。

3.根据权利要求2所述的功率继电器驱动电路，其特征在于，所述第一驱动模块包括第一开关管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一开关管的第一端经所述第一电阻接收所述继电器吸合触发信号、第二端接地、第三端经所述第三电阻连接所述二极管的阳极，所述第二电阻连接在所述第一开关管的第一端和第二端之间。

4.根据权利要求3所述的功率继电器驱动电路，其特征在于，所述第二驱动模块包括第二开关管、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第二开关管的第一端经所述第四电阻接收所述继电器释放触发信号、第二端接地、第三端经所述第六电阻连接所述二极管的阳极，所述第五电阻连接在所述第二开关管的第一端和第二端之间，所述第六电阻的电阻值大于所述第三电阻的电阻值。

5.根据权利要求4所述的功率继电器驱动电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管包括三极管、MOS管和IGBT管。

6.根据权利要求2所述的功率继电器驱动电路，其特征在于，所述第一驱动模块包括第一开关管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一开关管的第一端经所述第一电阻接收所述继电器吸合触发信号、第二端接地、第三端连接所述二极管的阳极，所述第二电阻连接在所述第一开关管的第一端和第二端之间，所述第三电阻连接在所述二极管的阴极和电源之间。

7.根据权利要求6所述的功率继电器驱动电路，其特征在于，所述第二驱动模块包括第二开关管、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第二开关管的第一端经所述第四电阻接收所述继电器释放触发信号、第二端接地、第三端经所述第六电阻连接所述二极管的阳极，所述第五电阻连接在所述第二开关管的第一端和第二端之间，所述第六电阻的电阻值大于或等于所述第三电阻的电阻值。

8.根据权利要求7所述的功率继电器驱动电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管包括三极管、MOS管和IGBT管。

9.一种功率继电器设备，其特征在于，包括继电器线圈模块和功率继电器驱动电路，所述继电器线圈模块包括二极管和继电器线圈，所述功率继电器驱动电路包括第一驱动模块和第二驱动模块，所述二极管的阴极连接电源，阳极连接所述第一驱动模块和所述第二驱动模块，所述继电器线圈连接在所述二极管的阴极和阳极之间；所述第一驱动模块的第一端接收继电器吸合触发信号、第二端连接所述二极管的阳极，以基于所述继电器吸合触发信号控制所述继电器线圈，所述第二驱动模块的第一端接收继电器释放触发信号、第二端连接所述二极管的阳极，以基于所述继电器释放触发信号控制所述继电器线圈，所述第二驱动模块输出的第二驱动电流小于所述第一驱动模块输出的第一驱动电流。

10.根据权利要求9所述的功率继电器设备，其特征在于，所述第一驱动模块包括第一开关管、第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一开关管的第一端经所述第一电阻接收所述继电器吸合触发信号、第二端接地，所述第二电阻连接在所述第一开关管的第一端和第二端之间，所述第三电阻连接在所述第一开关管的第三端和所述二极管的阳极之间或者所述第三电阻连接在所述二极管的阴极和电源之间；

所述第二驱动模块包括第二开关管、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第二开关管的第一端经所述第四电阻接收所述继电器释放触发信号、第二端接地、第三端经所述第六电阻连接所述二极管的阳极，所述第五电阻连接在所述第二开关管的第一端和第二端之间，所述第六电阻的电阻值大于或等于所述第三电阻的电阻值。

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