CN219180426U - 继电器保护电路、装置、智能继电器和电池充电器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种继电器保护电路、装置、智能继电器和电池充电器，电路包括：第一电压采样模块、第二电压采样模块和控制模块。第一电压采样模块的检测端连接第一触头的第一端，输出端连接所述控制模块，用于检测第一触头的第一端的电压；第二电压采样模块的检测端连接第一触头的第二端，输出端连接控制模块，用于检测第一触头的第二端的电压；控制模块的输出端连接继电器的控制端，控制模块用于当第一触头第一端的电压与第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制继电器的第一触头闭合。上述的继电器保护电路、装置、智能继电器和电池充电器可避免继电器闭合时第一触头两端电压过大而引起电压拉弧。

Description

继电器保护电路、装置、智能继电器和电池充电器

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种继电器保护电路、装置、智能继电器和电池充电器。

背景技术

随着电动车的普及，电动车电池充电器的需求也越来越大，且对充电器的品质要求也越来越高。在一些充电器的设计方案中，常采用继电器作为核心开关器件控制充电器的工作状态。而在继电器工作过程中，若控制动作时机不当，则可能在继电器闭合时拉弧而导致继电器触点粘连、器件烧毁等故障或恶性事件，因此，有必要为继电器设置相应的保护电路以尽量避免其工作于危险状态。

发明内容

本申请的主要目的是提供一种继电器保护电路、装置、智能继电器和电池充电器，旨在解决继电器因闭合时机不当而引起电压拉弧的技术问题。

为了实现上述发明目的，本申请提供一种继电器保护电路，用于保护继电器，其中，继电器包括第一触头，所述第一触头的第一端用于连接电池充电电源，所述第一触头的第二端用于连接电池，所述继电器保护电路包括：第一电压采样模块、第二电压采样模块和控制模块。

所述第一电压采样模块的检测端连接所述第一触头的第一端，所述第一电压采样模块的输出端连接所述控制模块，用于检测所述第一触头的第一端的电压。

所述第二电压采样模块的检测端连接所述第一触头的第二端，所述第二电压采样模块的输出端连接所述控制模块，用于检测所述第一触头的第二端的电压。

所述控制模块的控制端连接所述继电器的控制端，所述控制模块用于当所述第一触头第一端的电压与所述第一触头第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制所述继电器的第一触头闭合。

在一些实施例中，所述继电器还包括线圈，所述继电器保护电路还包括开关模块。所述线圈的一端用于连接线圈供电电源，所述开关模块连接于所述线圈与所述线圈供电电源之间，所述开关模块的控制端与所述控制模块的输出端相连。

所述控制模块用于当所述第一触头第一端的电压与所述第一触头第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制所述开关模块导通，以使所述线圈得电，否则，控制所述开关模块关断，以使所述线圈失电。

在一些实施例中，所述开关模块包括第一开关管。所述第一开关管的第一端连接所述线圈的第一端，所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的控制端连接所述控制模块的输出端，所述线圈的第二端用于连接所述线圈供电电源。

在一些实施例中，所述开关模块还包括第一电阻和第二电阻。所述第一电阻的第一端连接所述控制模块的输出端，所述第一电阻的第二端分别连接所述第二电阻的第一端和所述第一开关管的控制端，所述第二电阻的第二端连接所述第一开关管的第二端并接地。

在一些实施例中，所述继电器保护电路还包括第一二极管和第三电阻。所述第一二极管的阳极分别连接所述线圈的第一端和所述第一开关管的第一端，所述第一二极管的阴极连接所述线圈的第二端，并用于连接所述线圈供电电源；所述第三电阻的第一端连接所述线圈的第二端，所述第三电阻的第二端用于连接所述线圈供电电源。

在一些实施例中，所述第一电压采样模块包括第四电阻、第五电阻和第一电容。所述第四电阻的第一端连接所述第一触头的第一端，及用于连接所述电池充电电源，所述第四电阻的第二端分别连接所述第五电阻的第一端、所述第一电容的第一端和所述控制模块的第一输入端，所述第一电容的第二端接地，所述第五电阻的第二端接地。

在一些实施例中，所述第二电压采样模块包括第六电阻、第七电阻和第二电容。所述第六电阻的第一端连接所述第一触头的第二端，及用于连接所述电池，所述第六电阻的第二端分别连接所述第七电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述控制模块的第二输入端，所述第二电容的第二端接地，所述第七电阻的第二端接地。

在一些实施例中，所述第二电压采样模块包括第六电阻、第七电阻和第二电容。所述第六电阻的第一端连接所述第一触头的第二端，及用于连接所述电池，所述第六电阻的第二端分别连接所述第七电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述控制模块的第二输入端，所述第二电容的第二端接地，所述第七电阻的第二端接地。

本申请还提供一种继电器保护装置，继电器保护装置包括上述任一实施例的继电器保护电路。所述继电器保护装置用于与继电器相连，用于防止继电器闭合时过压拉弧。

本申请还提供一种智能继电器，智能继电器包括上述任一实施例的继电器保护电路和继电器。

本申请还提供一种电池充电器，电池充电器包括上述任一实施例的继电器保护电路和继电器。所述电池充电器的输入端用于连接直流供电电源或交流供电电源，所处电池充电器的输出端用于与电池相连，所述电池充电器用于为电池充电。

本申请实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种继电器保护电路、装置、智能继电器和电池充电器，其中，继电器保护电路包括第一电压采样模块、第二电压采样模块和控制模块。第一电压采样模块的检测端连接继电器第一触头的第一端，第一电压采样模块的输出端连接控制模块，第一电压采样模块用于检测继电器第一触头第一端的电压；第二电压采样模块的检测端连接继电器第一触头的第二端，第二电压采样模块的输出端连接控制模块，第二电压采样模块用于检测继电器第一触头第二端的电压；控制模块的输出端连接继电器的控制端，控制模块用于当继电器第一触头第一端与第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制继电器的第一触头闭合。当电池处于待充电状态时，通过在继电器第一触头第一端与第二端的电压的差值小于预设阈值才控制继电器第一触头闭合的方式，从而避免继电器闭合时第一触头两端电压过大而引起电压拉弧，导致触头粘连、器件烧毁等负面情况发生。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的继电器保护电路的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的继电器保护电路的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的继电器保护电路的电路结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的智能继电器的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的电池充电器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请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，不是用于限制本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本申请实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据、执行次序等进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

本申请提供一种继电器保护电路，用于保护继电器，请参照图1，继电器40包括第一触头，继电器40第一触头的第一端用于连接电池充电电源，第二端用于连接电池，继电器保护电路100包括：第一电压采样模块10、第二电压采样模块20和控制模块30。

第一电压采样模块10的检测端连接继电器40第一触头的第一端，第一电压采样模块40的输出端连接控制模块30的第一输入端，第一电压采样模块40用于检测继电器40第一触头的第一端的电压。

第二电压采样模块20的检测端连接继电器40第一触头的第二端，第二电压采样模块40的输出端连接控制模块30的第二输入端，第二电压采样模块20用于检测继电器40第一触头的第二端的电压。

控制模块30的输出端连接继电器40的控制端，控制模块30用于当继电器40第一触头第一端的电压与第一触头第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制继电器40的第一触头闭合。

图1所示的继电器保护电路的工作原理如下：

第一电压采样模块10和第二电压采样模块20分别实时检测继电器40第一触头第一端和第二端的电压并将采集到的电压信号传输至控制模块30，当电池处于待充电状态时，控制模块30根据接收于第一电压采样模块10和第二电压采样模块20的电压信号判断继电器40第一触头第一端和第二端的电压差值是否小于预设阈值(例如0.6V)，当继电器40第一触头第一端和第二端的电压差值小于预设阈值时，则使控制模块30向继电器40发送控制信号使继电器40的第一触头闭合，从而使得电池得电充电，而当继电器40第一触头第一端和第二端的电压差值大于或等于预设阈值时，则不控制电器40的第一触头闭合，以防止第一触头两端电压压差太大而产生电压拉弧，在一些实施例中，可通过调节电池充电电源的电压大小而使得电池在待充电状态时继电器40第一触头第一端和第二端的电压差值满足小于预设阈值的条件，从而安全闭合继电器40第一触头完成对电池的充电操作。

需要说明的是，上述的预设阈值可设置为引起继电器40触头电压拉弧的临界电压差值，但为了保险起见，在一些实施例中，预设阈值也可设置比临界电压差值偏小，以防止电压波动等异常状况出现时，意外引起电压拉弧。

本申请所提供的一种继电器保护电路100包括第一电压采样模块10、第二电压采样模块20和控制模块30。第一电压采样模块10的检测端连接继电器40第一触头的第一端，第一电压采样模块10的输出端连接控制模块40，第一电压采样模块10用于检测继电器第一触头第一端的电压；第二电压采样模块20的检测端连接继电器40第一触头的第二端，第二电压采样模块20的输出端连接控制模块30，第二电压采样模块20用于检测继电器第一触头第二端的电压；控制模块30的输出端连接继电器40的控制端，控制模块30用于当继电器40第一触头第一端与第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制继电器40的第一触头闭合。当电池处于待充电状态时，通过在继电器40第一触头第一端与第二端的电压的差值小于预设阈值才控制继电器40第一触头闭合的方式，从而避免继电器40闭合时第一触头两端电压过大而引起电压拉弧，导致触头粘连、器件烧毁等负面情况发生。

在一些实施例中，请参照图2，继电器40还包括线圈L1，继电器保护电路100还包括开关模块50。

继电器40的线圈L1的一端用于连接线圈供电电源，开关模块50连接于继电器40的线圈L1与线圈供电电源之间，开关模块40的控制端与控制模块30的输出端相连。

控制模块30用于当继电器40的第一触头K1第一端的电压与第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制开关模块50导通，以使继电器40的线圈L1得电，从而使得继电器40的第一触头K1闭合，完成电池得电充电的操作。

图2所示继电器保护电路的工作原理如下：

当控制模块30的驱动能力较弱时(例如控制模块30为微控制器，MCU)，则可能无法直接控制继电器40的工作状态，因此，在本实施例中，设置了开关模块50，其中，开关模块50的工作状态可由控制模块30直接控制。

与图1所示实施例的工作原理类似，第一电压采样模块10和第二电压采样模块20分别实时检测继电器40第一触头K1第一端和第二端的电压并将采集到的电压信号传输至控制模块30，当电池处于待充电状态时，控制模块30根据接收于第一电压采样模块10和第二电压采样模块20的电压信号判断继电器40第一触头K1第一端和第二端的电压差值是否小于预设阈值，当继电器40第一触头K1第一端和第二端的电压差值小于预设阈值时，则控制模块30向继电器40发送控制信号使继电器40的第一触头K1闭合，从而使得电池得电充电，而当继电器40第一触头K1第一端和第二端的电压差值大于或等于预设阈值时，则不控制继电器40的第一触头闭合，以防止第一触头K1两端电压压差太大而产生电压拉弧，在一些实施例中，可通过调节电池充电电源的电压大小而使得电池在待充电状态时，继电器40第一触头K1第一端和第二端的电压差值满足小于预设阈值的条件，从而安全闭合继电器40第一触头K1以完成对电池的充电操作。

在一些实施例中，请参照图3，开关模块50包括第一开关管Q1。第一开关管Q1的第一端连接继电器40的线圈L1的第一端，第一开关管Q2的第二端接地，第一开关管Q1的控制端连接控制模块30的输出端，继电器40的线圈L1的第二端用于连接线圈供电电源。

在本实施例中，第一开关管Q1的选型为NMOS管，其中，第一开关管Q1的第一端对应NMOS管的漏极，第一开关管Q1的第二端对应NMOS管的源极，第一开关管Q1的控制端对应NMOS管的栅极。而在其他实施例中，第一开关管Q1也可以选择为其他类型的开关元件(如三极管)，只需满足实际设计需求即可，在此不做限定。

在本实施例中，当继电器40的第一触头K1第一端的电压与第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制模块30向第一开关管Q1的控制端(即NMOS管的栅极)输出高电平，则第一开关管Q1导通，继电器40的线圈L1得电，从而使得继电器40的第一触头K1闭合，完成电池得电充电的操作。

在一些实施例中，请再次参照图3，开关模块50还包括第一电阻R1和第二电阻R2。第一电阻R1的第一端连接控制模块30的输出端，第一电阻R1的第二端分别连接第二电阻R2的第一端和第一开关管Q1的控制端，第二电阻R2的第二端连接第一开关管Q1的第二端并接地。其中，第一电阻R1为限流电阻，用于包括第一开关管Q1过流烧坏，第二电阻R2为偏置电阻，用于保证第一开关管Q1可靠截止。

在一些实施例中，请再次参照图3，继电器保护电路100还包括第一二极管D1和第三电阻R3。第一二极管D1的阳极分别连接继电器40的线圈L1的第一端和第一开关管Q1的第一端，第一二极管D1的阴极分别连接继电器40的线圈L1的第二端和第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端用于连接线圈供电电源VCC。其中，第一二极管D1为续流第一二极管，用于防止继电器40的线圈L1失电瞬间产生的反向电动势烧毁电路中的电气元件，第三电阻R3为分压电阻，可用于调节继电器40的线圈L1的得电电压。

在一些实施例中，请再次参照图3，第一电压采样模块10包括第四电阻R4、第五电阻R5和第一电容C1。第四电阻R1的第一端连接继电器40的第一触头K1的第一端，及用于连接电池充电电源，第四电阻R4的第二端分别连接第五电阻R5的第一端、第一电容C1的第一端和控制模块30的第一输入端，第一电容C1的第二端接地，第五电阻R5的第二端接地。

其中，第一电压采样模块10为经典的分压采样电路，第四电阻R4和第五电阻R5组成分压单元，第一电容C1为滤波电容，可使输入控制模块30的电压信号更干净。

在一些实施例中，第二电压采样模块20包括第六电阻R6、第七电阻R7和第二电容C2。第六电阻R6的第一端连接继电器40的第一触头K1的第二端，及用于连接电池，第六电阻R6的第二端分别连接第七电阻R7的第一端、第二电容C2的第一端和控制模块30的第二输入端，第二电容C2的第二端接地，第七电阻R7的第二端接地。

其中，在本实施例中，第二电压采样模块20与上述的第一电压采样模块10的结构相同，第六电阻R6和第七电阻R7组成分压单元，第二电容C2为滤波电容，可使输入控制模块30的电压信号更干净。在其他实施例中，第二电压采样模块20与第一电压采样模块10也可选为不同的电路结构，只需满足实际的设计需求即可。

在图3所示实施例中，控制模块30选为微控制器MCU(如单片机)。而在其他实施例中，控制模块30也可以是其他类型的控制设备(如PLC)，只需满足实际设计需求即可，在此不做限定。

本申请还提供一种继电器保护装置，继电器保护装置包括上述任一实施例提供的继电器保护电路100。继电器保护装置用于与继电器相连，用于防止继电器闭合时过压拉弧。

本申请还提供一种智能继电器，请参照图4，智能继电器1000包括上述任一实施例提供的继电器保护电路100和继电器40。

本申请还提供一种电池充电器，电池充电器2000包括上述任一实施例提供的继电器保护电路100和继电器40。

电池充电器2000的输入端用于连接直流供电电源或交流供电电源，输出端用于与电池相连，电池充电器2000用于为电池充电。

需要说明的是，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种继电器保护电路，其特征在于，用于保护继电器，其中，继电器包括第一触头，所述第一触头的第一端用于连接电池充电电源，所述第一触头的第二端用于连接电池，所述继电器保护电路包括：第一电压采样模块、第二电压采样模块和控制模块；

所述第一电压采样模块的检测端连接所述第一触头的第一端，所述第一电压采样模块的输出端连接所述控制模块，用于检测所述第一触头的第一端的电压；

所述第二电压采样模块的检测端连接所述第一触头的第二端，所述第二电压采样模块的输出端连接所述控制模块，用于检测所述第一触头的第二端的电压；

所述控制模块的输出端连接所述继电器的控制端，所述控制模块用于当所述第一触头第一端的电压与所述第一触头第二端的电压的差值小于预设阈值，且所述电池处于待充电状态时，控制所述继电器的第一触头闭合。

2.根据权利要求1所述的继电器保护电路，其特征在于，所述继电器还包括线圈，所述继电器保护电路还包括开关模块；

所述线圈的一端用于连接线圈供电电源，所述开关模块连接于所述线圈与所述线圈供电电源之间，所述开关模块的控制端与所述控制模块的输出端相连；

所述控制模块用于当所述第一触头第一端的电压与所述第一触头第二端的电压的差值小于预设阈值，且电池处于待充电状态时，控制所述开关模块导通，以使所述线圈得电。

3.根据权利要求2所述的继电器保护电路，其特征在于，所述开关模块包括第一开关管；

所述第一开关管的第一端连接所述线圈的第一端，所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的控制端连接所述控制模块的输出端，所述线圈的第二端用于连接所述线圈供电电源。

4.根据权利要求3所述的继电器保护电路，其特征在于，所述开关模块还包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的第一端连接所述控制模块的输出端，所述第一电阻的第二端分别连接所述第二电阻的第一端和所述第一开关管的控制端，所述第二电阻的第二端连接所述第一开关管的第二端并接地。

5.根据权利要求3所述的继电器保护电路，其特征在于，所述继电器保护电路还包括第一二极管和第三电阻；

所述第一二极管的阳极分别连接所述线圈的第一端和所述第一开关管的第一端，所述第一二极管的阴极分别连接所述线圈的第二端和所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端用于连接所述线圈供电电源。

6.根据权利要求1所述的继电器保护电路，其特征在于，所述第一电压采样模块包括第四电阻、第五电阻和第一电容；

所述第四电阻的第一端连接所述第一触头的第一端，及用于连接所述电池充电电源，所述第四电阻的第二端分别连接所述第五电阻的第一端、所述第一电容的第一端和所述控制模块的第一输入端，所述第一电容的第二端接地，所述第五电阻的第二端接地。

7.根据权利要求1所述的继电器保护电路，其特征在于，所述第二电压采样模块包括第六电阻、第七电阻和第二电容；

所述第六电阻的第一端连接所述第一触头的第二端，及用于连接所述电池，所述第六电阻的第二端分别连接所述第七电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述控制模块的第二输入端，所述第二电容的第二端接地，所述第七电阻的第二端接地。

8.一种继电器保护装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的继电器保护电路；

所述继电器保护装置用于与继电器相连，用于防止继电器闭合时过压拉弧。

9.一种智能继电器，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的继电器保护电路和继电器。

10.一种电池充电器，其特征在于，所述电池充电器包括权利要求1-7任一项所述的继电器保护电路和继电器；

所述电池充电器的输入端用于连接直流供电电源或交流供电电源，所处电池充电器的输出端用于与电池相连，所述电池充电器用于为电池充电。

Images