CN218568733U - 继电器单元控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请的继电器单元控制电路，包括控制信号源、第一控制开关电路、继电器单元、续流通路电路、第二控制开关电路和供电电路。控制信号源用于产生控制信号。第一开关控制电路，用于根据控制信号控制续流通路电路和第二控制开关电路。续流通路电路，用于消耗继电器单元断开时的电能。第二控制开关电路，用于控制继电器单元的闭合和断开。供电电路，用于向第一控制开关电路和第二控制开关电路提供工作电压。在第一控制开关电路导通后，第二控制开关电路能够对继电器单元提供继电器单元工作高压，使得继电器单元快速闭合。在第一控制开关电路断开后，续流通路电路能够快速消耗继电器单元的线圈的电能，防止继电器单元发生弹跳。

Description

继电器单元控制电路

技术领域

本申请涉及控制电路技术领域，例如涉及一种继电器单元控制电路。

背景技术

现有的继电器单元控制电路可以分为两种，一种是通过控制信号源控制三极管基极处于截止或饱和状态，再通过三极管将控制信号源的信号放大来控制继电器单元的通断。第一种继电器单元控制电路的缺点是控制继电器单元闭合和断开的速度较慢，可能会导致后级设备不能正常工作。另一种继电器单元控制电路是使用快速动作电路为继电器单元提供两倍的供电电压，使得继电器单元能够快速闭合。但是，第二种继电器单元控制电路的缺点是不能快速可靠的断开继电器单元，在断开继电器单元之后的一段时间里会出现磁力吸合常开触点，使得继电器单元发生弹跳，导致损坏电路中的其他器件的问题。现有的继电器单元控制电路存在无法快速控制继电器单元闭合和/或通断或使得继电器单元发生弹跳的问题。

实用新型内容

本申请目的在于：提供一种继电器单元控制电路，其能够解决无法快速控制继电器单元闭合和/或通断和使得继电器单元发生弹跳的问题。

为达到上述目的，本申请提供了一种继电器单元控制电路，包括控制信号源、第一控制开关电路、继电器单元、续流通路电路、第二控制开关电路和供电电路；

所述控制信号源用于产生控制信号；

所述第一控制开关电路，用于根据所述控制信号控制所述续流通路电路和所述第二控制开关电路；

所述续流通路电路，用于消耗所述继电器单元断开时的电能；

所述第二控制开关电路，用于控制所述继电器单元的闭合和断开；

所述供电电路，用于向所述第一控制开关电路和所述第二控制开关电路提供工作电压。

优选地，所述继电器单元控制电路还包括控制信号接收电路，所述控制信号接收电路用于对所述控制信号进行反向，并将反向后的所述控制信号提供给所述第一控制开关电路。

优选地，所述控制信号接收电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一三极管；所述第一电阻一端与所述控制信号源电连接，所述第一电阻另一端与所述第二电阻和所述第三电阻电连接，所述第三电阻与所述第一三极管的基极电连接，所述第四电阻的一端电连接所述第一三极管的基极，所述第四电阻的另一端接地。

优选地，所述第一控制开关电路包括第一NMOS管、第一稳压二极管、第五电阻和第六电阻，所述第一稳压二极管的负极与所述第一三极管的集电极电连接，所述第一稳压二极管的正极与所述第一NMOS管的栅极电连接，所述第一NMOS管的源极接地，所述第六电阻一端电连接所述第一稳压二极管的正极与所述第一NMOS管的栅极。

优选地，所述续流通路电路包括第一PMOS管和第七电阻，所述第一PMOS管的源极电连接所述继电器单元的第一引脚，所述第七电阻的一端电连接所述第一PMOS管的漏极，所述第七电阻的另一端电连接所述第一NMOS管的漏极与所述继电器单元的第二引脚。

优选地，所述第二控制开关电路包括第二三极管、第一二极管、第八电阻、第九电阻和第二电容，所述第二三极管的集电极电连接所述第一PMOS管的栅极，所述第一二极管的阴极电连接所述第二电容的正极，所述第二电容的正极电连接所述第一PMOS管的源极，所述第八电阻的一端电连接所述第二电容的负极和所述第二三极管的集电极，所述第八电阻的另一端接地，所述第九电阻的一端电连接所述第二三极管的基极，所述第九电阻的另一端电连接所述第一NMOS管的漏极。

优选地，所述供电电路包括外部电源和第三电容；所述外部电源电连接所述第三电容的正极，所述第三电容的负极接地。

优选地，所述外部电源与所述第一二极管的阳极电连接，所述外部电源电连接所述第二电阻和所述第五电阻，所述外部电源与所述第二三极管的发射极电连接。

优选地，所述第二控制开关电路还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极电连接所述第二三极管的发射极，所述第二二极管的阳极电连接所述第二三极管的基极。

优选地，所述控制信号源为MCU微处理器或开关单元。

优选地，所述控制信号接收电路还包括第一电容，所述第一电容一端电连接所述第一三极管的基极，所述第一电容另一端接地。

本申请的一种继电器单元控制电路，包括控制信号源、第一控制开关电路、继电器单元、续流通路电路、第二控制开关电路和供电电路。控制信号源用于产生控制信号。第一开关控制电路，用于根据控制信号控制续流通路电路和第二控制开关电路。续流通路电路，用于消耗继电器单元断开时的电能。第二控制开关电路，用于控制继电器单元的闭合和断开。供电电路，用于向第一控制开关电路和第二控制开关电路提供工作电压。在第一控制开关电路导通后，第二控制开关电路能够对继电器单元提供继电器单元工作高压，使得继电器单元快速闭合。在第一控制开关电路断开后，续流通路电路能够快速消耗继电器单元的线圈的电能，防止继电器单元发生弹跳。

附图说明

图1为一实施例的继电器单元控制电路的连接关系示意图；

图2为一实施例的继电器单元控制电路的结构示意图；

图3为一实施例的控制信号源为MCU微处理器的结构示意图；

图4为一实施例的控制信号源为开关单元的结构示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在特征、整数、步骤、操作、元件、模块、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、模块、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一模块和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

在一个实施例中，参照图1-图2，所述继电器单元控制电路包括控制信号源10、第一控制开关电路20、继电器单元30、续流通路电路40、第二控制开关电路50和供电电路60；

所述控制信号源10用于产生控制信号；

所述第一控制开关电路20，用于根据所述控制信号控制所述续流通路电路40和所述第二控制开关电路50；

所述续流通路电路40，用于消耗所述继电器单元30断开时的电能；

所述第二控制开关电路50，用于控制所述继电器单元30的闭合和断开；

所述供电电路60，用于向所述第一控制开关电路20和所述第二控制开关电路50提供工作电压。

所述控制信号源10与所述第一控制开关电路20电连接，所述第一控制开关电路20电连接所述续流通路电路40和所述第二控制开关电路50，所述继电器单元30电连接所述续流通路电路40和所述第二控制开关电路50，所述供电电路60电连接所述第一控制开关电路20和所述第二控制开关电路50。

控制信号源10用于产生控制信号，控制信号可以是PWM波，也可以是其他形式的控制信号。

根据控制信号能够控制第一控制开关电路20导通或截止，当控制信号为低电平时，第一控制开关电路20导通，当控制信号为高电平时，第一控制开关电路20截止。

当第一控制开关电路20导通时，续流通路电路40截止，第二控制开关电路50导通，第二控制开关电路50对继电器单元30提供继电器单元工作高压，使得继电器单元30快速闭合。

当第一控制开关电路20截止时，续流通路电路40导通，第二控制开关电路50截止。续流通路电路40能够快速消耗继电器单元30的线圈的电能，防止继电器单元30发生弹跳。

如上所述，继电器单元控制电路包括控制信号源10、第一控制开关电路20、继电器单元30、续流通路电路40、第二控制开关电路50和供电电路60。控制信号源10用于产生控制信号。第一开关控制电路20，用于根据控制信号控制续流通路电路40和第二控制开关电路50。续流通路电路40，用于消耗继电器单元30断开时的电能。第二控制开关电路50，用于控制继电器单元30的闭合和断开。供电电路60，用于向第一控制开关电路20和第二控制开关电路50提供工作电压。在第一控制开关电路20导通后，第二控制开关电路50能够对继电器单元30提供继电器单元工作高压，使得继电器单元30快速闭合。在第一控制开关电路20断开后，续流通路电路40能够快速消耗继电器单元30的线圈的电能，防止继电器单元30发生弹跳。

在一个实施例中，所述继电器单元控制电路还包括控制信号接收电路，所述控制信号接收电路用于对所述控制信号进行反向，并将反向后的所述控制信号提供给所述第一控制开关电路20。

如上所述，当控制信号为低电平时，控制信号接收电路能够向第一控制开关电路20提供高电平。当控制信号为高电平时，控制信号接收电路能够向第一控制开关电路20提供低电平。

在一个实施例中，所述控制信号接收电路包括第一电阻RB100、第二电阻RB101、第三电阻RB102、第四电阻RB103和第一三极管QB100；所述第一电阻RB100一端与所述控制信号源10电连接，所述第一电阻RB100另一端与所述第二电阻RB101和所述第三电阻RB102电连接，所述第三电阻RB102与所述第一三极管QB100的基极B电连接，所述第四电阻RB103的一端电连接所述第一三极管QB100的基极，所述第四电阻RB103的另一端接地。

当控制信号源10输出的控制信号为低电平时，外部电源VDD依次经过第二电阻RB101和第一电阻RB100接地，第一三极管QB100的基极B得不到导通电平，第一三极管QB100处于截止的状态，此时第一三极管QB100的集电极C为高电平。第一三极管QB100为NPN型三极管。

控制信号源10用符号Relay_ON/OFF表示。

第二电阻RB101电连接第三电阻RB102，第三电阻RB102和第四电阻RB103的一端与第一三极管QB100的基极B电连接，第四电阻RB103的另一端接地。第二电阻RB101、第三电阻RB102和第四电阻RB103共同对外部电源VDD进行分压，第四电阻RB103两端的电压越大，第四电阻RB103与第一三极管QB100的基极B的电平越大。

控制信号源10输出的控制信号为高电平时，第四电阻RB103两端的电压足够大，使得第一三极管QB100的基极B的电平足够大，使得第一三极管QB100导通，此时第一三极管QB100的集电极C为低电平。

如上所述，当控制信号源10输出的控制信号为低电平时，外部电源VDD依次经过第二电阻RB101和第一电阻RB100接地，第一三极管QB100的基极B得不到导通电平，第一三极管QB100处于截止的状态，此时第一三极管QB100的集电极C为高电平。控制信号源10输出的控制信号为高电平时，第四电阻RB103两端的电压足够大，使得第一三极管QB100的基极B的电平足够大，使得第一三极管QB100导通，此时第一三极管QB100的集电极C为低电平，第一三极管QB100的集电极C的电平与控制信号的电平极性相反，将第一三极管QB100的集电极C的电平提供给第一控制开关电路20。

在一个实施例中，所述第一控制开关电路20包括第一NMOS管QB101、第一稳压二极管ZB100、第五电阻RB104和第六电阻RB105，所述第一稳压二极管ZB100的负极与所述第一三极管QB100的集电极C电连接，所述第一稳压二极管ZB100的正极与所述第一NMOS管QB101的栅极G电连接，所述第一NMOS管QB101的源极S接地，所述第六电阻RB105一端电连接所述第一稳压二极管ZB100的正极与所述第一NMOS管QB101的栅极G。

如上所述，当第一三极管QB100处于截止状态时，外部电源VDD快速击穿第一稳压二极管ZB100，第一稳压二极管ZB100和第一NMOS管QB101的栅极G均为高电平，电流流经第六电阻RB105，使得第六电阻RB105产生第一NMOS管QB101的开通电压，第一NMOS管QB101导通，此时外部电源VDD产生的电流流经继电器单元30的第一引脚和第二引脚，同时续流通路电路40截止，第二控制开关电路50导通。继电器单元30可以包括1个继电器RL100，也可以包括多个串联连接的继电器RL100。

在一个实施例中，所述续流通路电路40包括第一PMOS管QB102和第七电阻RB106，所述第一PMOS管QB102的源极电连接所述继电器单元30的第一引脚，所述第七电阻RB106的一端电连接所述第一PMOS管QB102的漏极D，所述第七电阻RB106的另一端电连接所述第一NMOS管QB102的漏极D与所述继电器单元30的第二引脚。

如上所述，当第二三极管QB103的集电极C为低电平时，第一PMOS管QB102快速导通。第一PMOS管QB102导通后，继电器单元30的第二引脚流出的电流经过第七电阻RB106和第一PMOS管QB102回到继电器单元30的第一引脚，能够快速消耗继电器单元30的线圈的电能，从而防止继电器单元发生弹跳。在继电器单元30正常闭合时，第一PMOS管QB102的栅极G为高电平，第一PMOS管QB102处于截止状态，没有电流流过第一PMOS管QB102和第七电阻RB106。

在一个实施例中，所述第二控制开关电路50包括第二三极管QB103、第一二极管DB100、第八电阻RB107、第九电阻RB108和第二电容EB100，所述第二三极管QB103的集电极C电连接所述第一PMOS管QB102的栅极G，所述第一二极管DB100的阴极电连接所述第二电容EB100的正极，所述第二电容EB100的正极电连接所述第一PMOS管QB102的源极S，所述第八电阻RB107的一端电连接所述第二电容EB100的负极和所述第二三极管QB103的集电极C，所述第八电阻RB107的另一端接地，所述第九电阻RB108的一端电连接所述第二三极管QB103的基极B，所述第九电阻RB108的另一端电连接所述第一NMOS管QB101的漏极D。

在第二三极管QB103截止时，第八电阻RB107对第二电容EB100进行负极电荷释放，能够为下一次继电器单元30的快速闭合做准备。

如上所述，第二三极管QB103为PNP型三极管，第一NMOS管QB101导通后第二三极管QB103的基极B变为低电平，第二三极管QB103饱和导通。此时外部电源VDD经过第二三极管QB103的发射极E和集电极C对第二电容EB100充电，由于第二电容EB100的负极与外部电源VDD具有相同的电压值，使得第二电容EB100的正极出现瞬间高于外部电源电压的继电器单元工作高压，继电器单元工作高压接近两倍的外部电源电压。将继电器单元工作高压提供给继电器单元，继电器单元工作高压使得继电器单元快速闭合。在对第二电容EB100进行充电的过程中，当第二电容EB100的负极电压与正极电压相同时，第二电容EB100的正极电压恢复至外部电源电压，此时继电器单元的快速闭合过程结束。

在一个实施例中，所述供电电路60包括外部电源VDD和第三电容EB101；所述外部电源VDD电连接所述第三电容EB101的正极，所述第三电容EB101的负极接地。

如上所述，当Reley_ON/OFF为高电平时，第一三极管QB100导通，第五电阻RB104一端与外部电源VDD连接，第五电阻RB104的另一端接地。此时不能够击穿导通第一稳压二极管ZB100，第六电阻RB105两端产生不了第一NMOS管QB101的开通电压，使得第一NMOS管QB101截止。外部电源VDD对第三电容EB101进行充电，第三电容EB101通过第一二极管DB100对第二电容EB100进行充电，第二电容EB100的负极的电压与外部电源电压相同，通过第三电容EB101和外部电源VDD能够给继电器单元30的第一引脚提供继电器单元工作高压。

在一个实施例中，所述第一NMOS管QB101的漏极D与所述继电器单元30的第二引脚、所述第七电阻RB106和所述第九电阻RB108电连接。

如上所述，当第一NMOS管QB101导通时，第九电阻RB108直接接地，第二三极管QB103的基极B为低电平，使得第二三极管QB103导通。继电器单元30的第二引脚直接接地，继电器单元30的第一引脚为继电器单元工作高压，使得有较强的电流流经继电器单元30的线圈，使得继电器单元30能够快速闭合。

在一个实施例中，所述外部电源VDD与所述第一二极管DB100的阳极电连接，所述外部电源VDD电连接所述第二电阻RB101和所述第五电阻RB104，所述外部电源VDD与所述第二三极管QB103的发射极E电连接。

如上所述，当第二三极管QB103导通后，外部电源VDD经过第一二极管DB100和第二三极管QB103能够给第二电容EB100充电。第一二极管DB100能够防止继电器单元30在开通和关断时的电压反灌至外部电源VDD。第二电阻RB101和第五电阻RB104能够对外部电源VDD产生的电流进行限流。

在一个实施例中，所述第二控制开关电路50还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极电连接所述第二三极管的发射极，所述第二二极管的阳极电连接所述第二三极管的基极。

如上所述，第二二极管DB101能够在第二三极管QB103导通时使得第二三极管QB103的集电极C始终比基极B高一个第二二极管DB101的导通压降值。

在一个实施例中，参照图3-图4，所述控制信号源10为MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)微处理器或开关单元。

如上所述，当控制信号源10为MCU微处理器时，微处理器可以产生PWM波作为控制信号，当控制信号源10为开关单元SK100时，可以控制开关单元SK100的开启和关闭频率来产生控制信号，开关单元SK100可以是电子开关，也可以是机械开关。

在一个实施例中，控制信号接收电路还包括第一电容CB100，所述第一电容CB100一端电连接所述第一三极管QB100的基极B，所述第一电容CB100另一端接地。

如上所述，第一电容CB100可以滤除第一三极管QB100的基极B的高频信号，从而保护第一三极管QB100。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种继电器单元控制电路，其特征在于，包括控制信号源、第一控制开关电路、继电器单元、续流通路电路、第二控制开关电路和供电电路；

所述控制信号源用于产生控制信号；

所述第一控制开关电路，用于根据所述控制信号控制所述续流通路电路和所述第二控制开关电路；

所述续流通路电路，用于消耗所述继电器单元断开时的电能；

所述第二控制开关电路，用于控制所述继电器单元的闭合和断开；

所述供电电路，用于向所述第一控制开关电路和所述第二控制开关电路提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述继电器单元控制电路还包括控制信号接收电路，所述控制信号接收电路用于对所述控制信号进行反向，并将反向后的所述控制信号提供给所述第一控制开关电路。

3.根据权利要求2所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述控制信号接收电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一三极管；所述第一电阻一端与所述控制信号源电连接，所述第一电阻另一端与所述第二电阻和所述第三电阻电连接，所述第三电阻与所述第一三极管的基极电连接，所述第四电阻的一端电连接所述第一三极管的基极，所述第四电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述第一控制开关电路包括第一NMOS管、第一稳压二极管、第五电阻和第六电阻，所述第一稳压二极管的负极与所述第一三极管的集电极电连接，所述第一稳压二极管的正极与所述第一NMOS管的栅极电连接，所述第一NMOS管的源极接地，所述第六电阻一端电连接所述第一稳压二极管的正极与所述第一NMOS管的栅极。

5.根据权利要求4所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述续流通路电路包括第一PMOS管和第七电阻，所述第一PMOS管的源极电连接所述继电器单元的第一引脚，所述第七电阻的一端电连接所述第一PMOS管的漏极，所述第七电阻的另一端电连接所述第一NMOS管的漏极与所述继电器单元的第二引脚。

6.根据权利要求5所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述第二控制开关电路包括第二三极管、第一二极管、第八电阻、第九电阻和第二电容，所述第二三极管的集电极电连接所述第一PMOS管的栅极，所述第一二极管的阴极电连接所述第二电容的正极，所述第二电容的正极电连接所述第一PMOS管的源极，所述第八电阻的一端电连接所述第二电容的负极和所述第二三极管的集电极，所述第八电阻的另一端接地，所述第九电阻的一端电连接所述第二三极管的基极，所述第九电阻的另一端电连接所述第一NMOS管的漏极。

7.根据权利要求6所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述供电电路包括外部电源和第三电容；所述外部电源电连接所述第三电容的正极，所述第三电容的负极接地。

8.根据权利要求7所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述外部电源与所述第一二极管的阳极电连接，所述外部电源电连接所述第二电阻和所述第五电阻，所述外部电源与所述第二三极管的发射极电连接。

9.根据权利要求6所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述第二控制开关电路还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极电连接所述第二三极管的发射极，所述第二二极管的阳极电连接所述第二三极管的基极。

10.根据权利要求1所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述控制信号源为MCU微处理器或开关单元。

11.根据权利要求3所述的继电器单元控制电路，其特征在于，所述控制信号接收电路还包括第一电容，所述第一电容一端电连接所述第一三极管的基极，所述第一电容另一端接地。

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