CN219267552U - 继电器驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了继电器驱动电路，继电器驱动电路包括释能电路以及吸能电路；释能电路与线圈相连；吸能电路与线圈连接，吸能电路包括第一电解电容，第一电解电容配置为吸收线圈储存的能量，第一电解电容与线圈连接以构成LC谐振电路，线圈中的磁能以线圈两端自感电动势产生电流形式对第一电解电容进行充电，将线圈中磁能转换成第一电解电容中电能，进而第一电解电容可吸收线圈储存的能量，将线圈输送的能量进行储存，防止能量的浪费；同时LC谐振电路中的线圈发生自由谐振，将线圈中的磁能快速输送至第一电解电容内，可提高继电器的动触点与静触点之间脱扣速度。

Description

继电器驱动电路

技术领域

本申请涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种继电器驱动电路。

背景技术

电磁继电器的线圈通电，铁芯被磁化产生电磁力，吸动衔铁带动簧片，使动触点与静触点闭合或分开，即原来闭合的触点断开，原来断开的触点闭合；线圈断电，电磁吸力消失，衔铁返回至原来位置，动触点与静触点恢复至原来闭合状态或者分开状态。

相关技术中，线圈断电时，线圈内储存的能量通常通过电阻消耗，导致线圈释放的能量不能得以利用，造成能量的浪费。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种继电器驱动电路，能够吸收线圈储存的能量，防止能量的浪费。

本实用新型提供了一种继电器驱动电路，继电器驱动电路包括：

释能电路，与所述线圈相连；

吸能电路，所述吸能电路与所述线圈连接，且包括第一电解电容，所述第一电解电容配置为吸收所述线圈储存的能量。

在一些实施例中，所述第一电解电容的正负极分别与所述线圈的第一接线端和第二接线端连接。

在一些实施例中，所述吸能电路还包括：

第一二极管，所述第一二极管位于所述第一接线端与所述第一电解电容之间，且所述第一二极管的正极与所述第一接线端连接，所述第一二极管的负极与所述第一电解电容的正极连接。

在一些实施例中，所述吸能电路还包括：

第二二极管，所述第二二极管位于所述第一电解电容与所述第二接线端之间，且所述第二二极管的正极与所述第一电解电容的负极连接，所述第二二极管的负极与所述第二接线端连接。

在一些实施例中，所述释能电路包括：

第一开关管，所述第一开关管的使能端接PWM信号；

直流恒压源，所述直流恒压源的正极通过所述线圈与所述第一开关管的输入端连接，所述第一开关管的输出端接地。

在一些实施例中，所述第一开关管为NMOS管或者PMOS管。

在一些实施例中，继电器驱动电路还包括充能电路，所述充能电路包括：

第二电解电容，所述直流恒压源的正极与所述第二电解电容的正极连接，所述第二电解电容的负极接地，所述第二电解电容的正极通过所述线圈与所述第一开关管的输入端连接。

在一些实施例中，所述充能电路还包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第二电解电容的负极连接，另一端接地。

在一些实施例中，所述释能电路还包括：

第二开关管，所述第二开关管的输入端与所述直流恒压源的正极连接，所述第二开关管的输出端与所述第二电解电容的负极电连接，所述第二开关管的使能端与所述第一开关管的输入端连接。

在一些实施例中，所述释能电路还包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一开关管的输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二开关管的使能端连接。

基于本实用新型提供的继电器驱动电路，继电器驱动电路包括释能电路以及吸能电路；释能电路与线圈相连；吸能电路与线圈连接，吸能电路包括第一电解电容，第一电解电容配置为吸收线圈储存的能量，第一电解电容与线圈连接以构成LC谐振电路，线圈中的磁能以线圈两端自感电动势产生电流形式对第一电解电容进行充电，将线圈中磁能转换成第一电解电容中电能，进而第一电解电容可吸收线圈储存的能量，将线圈输送的能量进行储存，防止能量的浪费；同时LC谐振电路中的线圈发生自由谐振，将线圈中的磁能快速输送至第一电解电容内，可提高继电器的动触点与静触点之间脱扣速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种实施例提供的继电器驱动电路的电路结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例提供的充能电路、释能电路以及吸能电路之间的关系示意图。

附图标记说明：

L、线圈；X1、第一接线端；X2、第二接线端；DC、直流恒压源；C1、第一电解电容；C2、第二电解电容；D1、第一二极管；D2、第二二极管；Q1、NMOS管；Q2、PNP三极管；R1、第一电阻；R2、第二电阻。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

电磁继电器的线圈通电，铁芯被磁化产生电磁力，吸动衔铁带动簧片，使动触点与静触点闭合或分开，即原来闭合的触点断开，原来断开的触点闭合；线圈断电，电磁吸力消失，衔铁返回至原来位置，动触点与静触点恢复至原来闭合状态或者分开状态。

相关技术中，线圈断电时，线圈内储存的能量通常通过电阻消耗，导致线圈释放的能量不能得以利用，造成能量的浪费。

为了解决上述问题，请参见图1至图2，本申请提供了一种继电器驱动电路，继电器(图中未示出)包括线圈L；释能电路与线圈L相连，使线圈L通电，将释能电路中的电能转换为线圈L中的磁能，且以磁能的形式存储在线圈L内；绕设于线圈L内的铁芯被磁化产生电磁力，吸动衔铁且带动簧片，实现继电器的动触点与静触点吸合。

吸能电路与线圈L连接，且包括第一电解电容C1。请参见图1，线圈L断电时，线圈L相当于电感L，且第一电解电容C1与线圈L连接以构成LC谐振电路，线圈L中的磁能以线圈L两端自感电动势产生电流形式对第一电解电容C1进行充电，将线圈L中磁能转换成第一电解电容C1中电能，进而第一电解电容C1可吸收线圈L储存的能量，将线圈L输送的能量进行储存，防止能量的浪费。直至铁芯的电磁力消失，衔铁返回至原来位置，实现继电器的动触点与静触点脱扣。

同时LC谐振电路中的线圈L发生自由谐振，将线圈L中的磁能快速输送至第一电解电容C1内，可提高继电器的动触点与静触点之间脱扣速度。

需要说明的是，本申请的释能电路的回路不做限定，可根据实际的需求设置。

进一步地，请参见图1，线圈L配置有第一接线端X1以及第二接线端X2，线圈L的第一接线端X1与第二接线端X2不分正负极。第一电解电容C1配置有正极以及负极，第一电解电容C1的正极与线圈L的第一接线端X1连接，第一电解电容C1的负极与线圈L的第二接线端X2连接。在一些实施例中，第一电解电容C1的正极可与线圈L的第二接线端X2连接；第一电解电容C1的负极可与线圈L的第一接线端X1连接。

以第一电解电容C1的正极与线圈L的第一接线端X1连接，第一电解电容C1的负极与线圈L的第二接线端X2连接为例，线圈L的第一接线端X1、第一电解电容C1的正极、第一电解电容C1的负极以及线圈L的第二接线端X2构成吸能电路的吸能回路。线圈L的第一接线端X1自感电动势产生电流输送至第一电解电容C1进行充电，且以电能的形式储存至第一电解电容C1内，防止能量的浪费。

进一步地，吸能电路还包括第一二极管D1，第一二极管D1位于线圈L的第一接线端X1与第一电解电容C1的正极之间，且第一二极管D1的正极与线圈L的第一接线端X1连接，第一二极管D1的负极与第一电解电容C1的正极连接。线圈L的输出电流从线圈L的第一接线端X1流出，通过第一二极管D1输送至第一电解电容C1；提高第一电解电容C1吸收线圈L输出电流的有效性。

更进一步地，吸能电路还包括第二二极管D2，第二二极管D2位于第一电解电容C1的负极与线圈L的第二接线端X2之间，且第二二极管D2的正极与第一电解电容C1的负极连接，第二二极管D2的负极与线圈L连接的第二接线端X2连接；线圈L、第一电解电容C1以及第二二极管D2构成吸能电路的吸能回路；线圈L的输出电流由线圈L的第一接线端X1通过第一电解电容C1以及第二二极管D2输送至线圈L的第二接线端X2；提高第一电解电容C1吸收线圈L输出电流的有效性。

进一步地，请参见图1，吸能电路可同时包括第一二极管D1以及第二二极管D2，具体可根据实际需求设置，本申请不做限定。

请参见图1至图2，释能电路可包括第一开关管Q1以及直流恒压源DC，直流恒压源DC的正极与线圈L的第二接线端X2连接，线圈L的第一接线端X1连接与第一开关管Q1输入端连接，第一开关管Q1的输出端接地。直流恒压源DC通过线圈L与第一开关管Q1的输入端连接，第一开关管Q1的输出端接地，进而直流恒压源DC、线圈L、第一开关管Q1以及地面构成释能电路。

第一开关管Q1处于闭合状态时，直流恒压源DC、线圈L、第一开关管Q1以及地面构成释能电路的释能回路，释能电路对线圈L进行充电；第一开关管Q1处于断开状态时，释能电路为断路。

请参见图1，第二二极管D2可位于直流恒压源DC的正极与线圈L的第二接线端X2之间，且直流恒压源DC的正极与第二二极管D2的正极连接，第二二极管D2的负极与线圈L的第二接线端X2；进而直流恒压源DC、第二二极管D2、线圈L、第一开关管Q1以及地面构成释能电路。

第一开关管Q1可为NMOS管Q1，NMOS管Q1的栅极G作为使能端接收PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)信号，NMOS管Q1的漏极D作为输入端与线圈L的第一接线端X1连接，NMOS管Q1的源极S作为输出端接地。栅极G接收的信号PWM为高电平时，NMOS管Q1处于闭合状态；栅极G接收的信号PWM为低电平时，NMOS管Q1处于断开状态。

在一些实施例中，第一开关管Q1也可为PMOS管，PMOS管的栅极G作为使能端接收信号PWM，NMOS管Q1的源极S作为输入端与线圈L的第一接线端X1连接，NMOS管Q1的漏极D作为输出端接地。栅极G接收的信号PWM为低电平时，NMOS管Q1处于闭合状态；栅极G接收的信号PWM为高电平时，NMOS管Q1处于断开状态。

进一步地，继电器驱动电路还包括充能电路，充能电路包括第二电解电容C2。直流恒压源DC的正极通过第二二极管D2与第二电解电容C2的正极连接，第二电解电容C2的负极接地，且第二电解电容C2的正极通过线圈L与NMOS管Q1的输入端连接。

NMOS管Q1处于断开状态时，直流恒压源DC、第二二极管D2、第二电解电容C2以及地面构成充能电路，直流恒压源DC为第二电解电容C2充电。NMOS管Q1处于闭合状态时，第二电解电容C2的正极通过线圈L与NMOS管Q1的输入端连接，第二电解电容C2、线圈L、NMOS管Q1以及地面构成释能电路；直流恒压源DC的正极通过第二二极管D2、线圈L与NMOS管Q1的输入端连接，直流恒压源DC、第二二极管D2、线圈L、NMOS管Q1以及地面构成释能电路；释能电路为线圈L充电。

需要注意的是，NMOS管Q1处于闭合状态时，直流恒压源DC、第二二极管D2、线圈L、NMOS管Q1以及地面可构成回路，线圈L两端的电压由直流恒压源DC提供，可使铁芯产生足够的电磁力，但线圈L两端的电压仅由直流恒压源DC提供，不能结合第二电解电容C2储存的能量，导致线圈L两端的电压不够或者不能产生倍压(直流恒压源DC以及第二电解电容C2同时为线圈L供能时，线圈L两端可产生倍压；仅有直流恒压源DC或者第二电解电容C2供能时，线圈L两端不可产生倍压)，导致动触点与静触点之间的动作发生较慢，不能实现继电器的动触点与静触点的快速吸合。在一些实施例中，线圈L两端的电压不够或者不能产生倍压时，动触点与静触点之间不发生动作，不能实现继电器的动触点与静触点的吸合。

进一步地，释能电路还包括第二开关管Q2，第二开关管Q2的输入端与直流恒压源DC的正极连接，第二开关管Q2的输出端与第二电解电容C2的负极电连接，第二开关管Q2的使能端与NMOS管Q1的漏极D连接。第二开关管Q2可为PNP三极管Q2，PNP三极管Q2可包括发射极E、基极B和集电极C。PNP三极管Q2的发射极E作为输入端与直流恒压源DC的正极连接，PNP三极管Q2的集电极C作为输出端与第二电解电容C2的负极连接，PNP三极管Q2的基极B作为使能端与NMOS管Q1的漏极D连接。

NMOS管Q1处于闭合状态时，PNP三极管Q2的基极B处为低电平，PNP三极管Q2导通；直流恒压源DC的正极通过PNP三极管Q2与第二电解电容C2的负极连接，第二电解电容C2的正极通过线圈L与NMOS管Q1的漏极D连接，直流恒压源DC、PNP三极管Q2、第二电解电容C2、线圈L、NMOS管Q1以及地面也可构成释能电路，释能电路为线圈L充电。NMOS管Q1处于断开状态时，直流恒压源DC通过第二二极管D2以及线圈L与PNP三极管Q2的基极B连接，PNP三极管Q2的基极B处于高电平，PNP三极管Q2导通断开；直流恒压源DC、第二电解电容C2以及地面构成充能电路，直流恒压源DC为第二电解电容C2充电。

在一些实施例中，第二开关管Q2也可为PMOS管，PMOS管的栅极G作为使能端与NMOS管Q1的漏极D连接，PMOS管的源极S作为输入端与直流恒压源DC的正极连接，PMOS管的漏极D作为输出端与第二电解电容C2的负极连接。

需要说明的是，对于第二二极管D2，在NMOS管Q1处于闭合状态时，第二电解电容C2的正极释放的电能通过线圈L，以对线圈L充电；而不能通过第二二极管D2与直流恒压源DC连通，进而第二电解电容C2能够将储存的能量输送至线圈L，提高能量的利用率。

进一步地，充能电路还包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端与第二电解电容C2的负极连接，另一端接地。第二电解电容C2的负极通过第一电阻R1接地，使第二电解电容C2的负极的电势为零，保证继电器驱动电路以及使用者的安全；同时第一电阻R1与第二电解电容C2组成RC电路，可防止充能电路中的电压突变，保证充能电路的稳定性。

进一步地，释能电路还包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与NMOS管Q1的漏极D连接，第二电阻R2的另一端与PNP三极管Q2的基极B连接。NMOS管Q1处于闭合状态时，PNP三极管Q2的发射极E与基极B之间PN结连通，使直流恒压源DC、PNP三极管Q2、第二电阻R2、NMOS管Q1以及地面构成回路，第二电阻R2为限流电阻，防止较高的电流烧坏PNP三极管Q2，以对PNP三极管Q2进行保护。

继电器驱动电路的工作原理包括：NMOS管Q1的栅极G接收的信号PWM为低电平时，NMOS管Q1处于断开状态；直流恒压源DC通过第二二极管D2以及线圈L与PNP三极管Q2的基极B连接，PNP三极管Q2的基极B处于高电平，PNP三极管Q2断开；直流恒压源DC、第二二极管D2、第二电解电容C2以及地面构成充能电路，直流恒压源DC为第二电解电容C2充电。

NMOS管Q1的栅极G接收的信号PWM为高电平时，NMOS管Q1处于闭合状态，直流恒压源DC、第二二极管D2、线圈L、NMOS管Q1以及地面构成释能电路；直流恒压源DC、PNP三极管Q2、第二电解电容C2、线圈L、NMOS管Q1以及地面也可构成释能电路，释能电路为线圈L充电。将释能电路中的电能转换为线圈L中的磁能，绕设于线圈L内的铁芯被磁化产生电磁力，吸动衔铁且带动簧片，实现继电器的动触点与静触点的吸合。

NMOS管Q1的栅极G接收的信号PWM再次降为低电平时，NMOS管Q1处于断开状态，线圈L上的电流无法突变，线圈L、第一二极管D1、第一电解电容C1、第二二极管D2构成吸能电路，线圈L中的磁能以线圈L两端自感电动势产生电流形式对第一电解电容C1进行充电，将线圈L中磁能转换成第一电解电容C1中电能，进而第一电解电容C1可吸收线圈L储存的能量，将线圈L输送的能量进行储存，防止能量的浪费。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种继电器驱动电路，所述继电器包括线圈，其特征在于，包括：

释能电路，与所述线圈相连；

吸能电路，所述吸能电路与所述线圈连接，且包括第一电解电容，所述第一电解电容配置为吸收所述线圈储存的能量。

2.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述第一电解电容的正负极分别与所述线圈的第一接线端和第二接线端连接。

3.如权利要求2所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述吸能电路还包括：

第一二极管，所述第一二极管位于所述第一接线端与所述第一电解电容之间，且所述第一二极管的正极与所述第一接线端连接，所述第一二极管的负极与所述第一电解电容的正极连接。

4.如权利要求2所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述吸能电路还包括：

第二二极管，所述第二二极管位于所述第一电解电容与所述第二接线端之间，且所述第二二极管的正极与所述第一电解电容的负极连接，所述第二二极管的负极与所述第二接线端连接。

5.如权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述释能电路包括：

第一开关管，所述第一开关管的使能端接PWM信号；

直流恒压源，所述直流恒压源的正极通过所述线圈与所述第一开关管的输入端连接，所述第一开关管的输出端接地。

6.如权利要求5所述的继电器驱动电路，其特征在于，

所述第一开关管为NMOS管或者PMOS管。

7.如权利要求5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包括充能电路，所述充能电路包括：

第二电解电容，所述直流恒压源的正极与所述第二电解电容的正极连接，所述第二电解电容的负极接地，所述第二电解电容的正极通过所述线圈与所述第一开关管的输入端连接。

8.如权利要求7所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述充能电路还包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第二电解电容的负极连接，另一端接地。

9.如权利要求7所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述释能电路还包括：

第二开关管，所述第二开关管的输入端与所述直流恒压源的正极连接，所述第二开关管的输出端与所述第二电解电容的负极电连接，所述第二开关管的使能端与所述第一开关管的输入端连接。

10.如权利要求9所述的继电器驱动电路，其特征在于，所述释能电路还包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一开关管的输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二开关管的使能端连接。

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