CN220731414U - 一种继电器控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及继电器控制技术领域，提供了一种继电器控制电路。本实用新型所述的一种继电器控制电路通过改变电路硬件结构，在电路中增加比较器、三极管等常用的电路元件，将比较器与电阻组合形成滞回比较电路，来判定电解电容上充得的电压值是否达到设定的目标电压值，根据电解电容达到目标电压的情况控制继电器的导通与关闭。本实用新型所述的一种继电器控制电路结构简单，使用方便，仅通过常见的电路元件实现控制，无需依靠单片机检测DC电压后再给继电器开通信号，不增加单片机I/O口，有效降低了单片机的使用成本。

Description

一种继电器控制电路

技术领域

本实用新型涉及继电器控制技术领域，尤其是指一种继电器控制电路。

背景技术

继电器是家用电器或者大功率用电器上面的常用的物料之一。对于用电器来讲，整流桥后通常连接用于平滑整流后直流电压的较大容量的电解电容，而用于平滑的电解电容在用电器通电瞬间，充电电流会特别大，这个大的充电电流会直接影响整流桥和电解电容寿命，甚至会影响前端空气开关的过电流跳闸。因此，用电器基本都会选择在输入电源线上用PTC电阻并联继电器的方式来进行缓冲，避免用电器上电时电解电容充电的大电流产生。当用电器上电时，输入电源通过PTC电阻给电解电容充电，待电容上电压充到合适电压值时再打开继电器，此时就不会产生较大的充电电流。那么继电器开通的时间就变得至关重要。

对于继电器开通的时间，通常的控制方式是通过单片机检测电解电容上的DC电压，或者计算好电解电容充电时间后，再由单片机进行控制继电器的开断。但使用上述常规的方式对继电器进行控制时，需要使用额外的单片机I/O口进行控制，提高了单片机的成本，同时在软件编程时需要考虑更多的控制逻辑，增加了软件控制逻辑的难度。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中用电器上电过程中产生的较大充电电流对电路中元件的寿命产生影响的问题以及现有技术中通过单片机的I/O口对继电器进行控制时产生的占用单片机I/O口，增大单片机使用成本的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种继电器控制电路，包括：

输入电路，包括PTC电阻、继电器、整流桥和电解电容；所述PTC电阻的一端与输入电压的相连，另一端与整流桥串联后与电解电容串联，并为电解电容充电；继电器与PTC电阻并联，包括开关、继电器线圈，所述继电器线圈一端与继电器控制单元相连，另一端连接继电器线圈电压；所述电解电容与继电器控制单元相连；

继电器控制单元，用于控制继电器的开通与关闭，包括：

第一三极管，发射极与所述继电器线圈相连，集电极接地，基极通过电阻与所述比较器的输出端相连；通过接收比较器输出端的电平信号控制所述继电器的导通和关闭；

分压电阻单元，包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联后一端连接所述电解电容，另一端接地；

基准电压调整电阻单元，包括第一调整电阻，第二调整电阻，第三调整电阻和第四调整电阻，与比较器形成滞回比较电路；第一调整电阻的一端连接控制部分电压，另一端连接所述比较器的输出端；所述第二调整电阻与第四调整电阻串联后连接在所述控制部分电压和地之间；所述第三调整电阻连接在所述第一调整电阻与第二调整电阻的输出端；所述比较器的同相输入端连接在所述第二调整电阻与第四调整电阻之间；用于根据所述比较器输出端输出电平的大小调整所述比较器同相输入端电压值；

比较器，由控制部分电压为其供电；反相输入端连接在所述分压电阻单元的第一分压电阻和第二分压电阻之间，用于检测所述电解电容上的电量情况；将所述比较器同相输入端与反向输入端的电压进行比较，由所述比较器的输出端输出相应的电平信号传送至所述第一三极管。

在本实用新型的一个实施例中，所述控制部分电压为5V，所述继电器线圈电压为12V。

在本实用新型的一个实施例中，所述分压电阻单元中，第一分压电阻包括第一电阻R1和第二电阻R2，第二分压电阻为电阻R3，所述比较器的反相输入端连接在所述第二电阻R2和第二分压电阻R3之间；第一分压电阻的阻值大于第二分压电阻阻值。

在本实用新型的一个实施例中，当所述比较器输出高电平时，所述滞回比较电路等效为所述第一调整电阻R7与第三调整电阻R8串联后与所述第二调整电阻R4并联，该并联电路与所述第四调整电阻R5串联后接地，所述比较器同相输入端电压为所述第四调整电阻R5的输入端电压；当所述比较器输出低电平时，所述滞回比较电路等效为所述第二调整电阻R4与第四调整电阻R5串联后接地，所述第三调整电阻R8与所述第四调整电阻R5并联，所述比较器的同相输入端电压为所述第四调整电阻R5的输入电压。

在本实用新型的一个实施例中，所述继电器控制单元中，当所述比较器的输出端输出高电平时，所述比较器的同相输入端电压为2.5V，所述比较器的输出端输出低电平时，所述比较器的同相输入端电压为2.4V。

在本实用新型的一个实施例中，所述继电器控制单元中，当所述比较器反相输入端的电压为2.4V时，对应的电解电容电量电压为240V；当所述比较器反相输入电压为2.5V时，电解电容电量电压为260V。

在本实用新型的一个实施例中，所述继电器控制单元中，当所述比较器的反相输入端电压大于等于2.5V时，所述比较器输出端输出低电平，低电平信号经第一三极管，使所述继电器线圈在继电器线圈电压作用下产生电磁效应，导通继电器；当比较器的反相输入端电压小于等于2.4V时，比较器的输出端输出高电平，第一三极管驱动继电器关闭。

在本实用新型的一个实施例中，所述继电器控制单元还包括第二三极管、芯片控制电路，所述芯片控制电路包括LED信号灯、电阻、控制芯片。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二三极管的集电极接地，发射极连接所述第一三极管的基极，基极连接芯片控制电路。

在本实用新型的一个实施例中，所述芯片控制电路中，LED信号灯的一端连接芯片控制电压，另一端通过电阻连接芯片，所述第二三极管的基极连接在所述LED信号灯与所述电阻之间；用电系统出现异常故障，控制芯片输出低电平，LED灯点亮，第二三极管的基极电压被拉低，第二三极管导通，通过低电平关断第一三极管对继电器的驱动，关断继电器。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的一种继电器控制电路，通过对硬件电路的结构进行改进，使用比较器、三极管、电阻等电路元件，将比较器与分压电阻结合，将电解电容上的电量情况降压为比较器工作范围内的电压，来检测电解电容的电量；将比较器与基准电压调整电阻单元结合形成滞回比较电路，提供基准电压。将比较器的两个输入端电压进行比较，根据比较器输出的电平信号，通过三极管对继电器的开通和关闭进行控制，实现在电解电容充电至目标电压后开通继电器，从而避免因较大充电电流对电路元件寿命带来的影响。本实用新型所述的一种继电器控制电路结构简单，使用方便，仅通过常见的电路元件实现控制，无需依靠单片机检测DC电压后再给继电器开通信号，不增加单片机I/O口，有效降低了单片机的使用成本。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型实施例提供的一种继电器控制电路的电路图；

图2是本实用新型实施例提供的滞回比较电路的两种等效电路图，其中，图2中的(1)表示比较器输出端输出高电平信号时滞回比较电路的等效电路图；图2中的(2)表示比较器输出端输出低电平信号时滞回比较电路的等效电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1所示，本实用新型所述的一种继电器控制电路包括：

输入电路，包括PTC电阻、继电器、整流桥和电解电容；所述PTC电阻的一端与输入电压的相连，另一端与整流桥串联后与电解电容串联，并为电解电容充电；继电器与PTC电阻并联，包括开关、继电器线圈，所述继电器线圈一端与继电器控制单元相连，另一端连接继电器线圈电压；所述电解电容与继电器控制单元相连；

继电器控制单元，用于控制继电器的开通与关闭，包括：

第一三极管，发射极与所述继电器线圈相连，集电极接地，基极通过电阻与所述比较器的输出端相连；通过接收比较器输出端的电平信号控制所述继电器的导通和关闭；

分压电阻单元，包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联后一端连接所述电解电容，另一端接地；

基准电压调整电阻单元，包括第一调整电阻，第二调整电阻，第三调整电阻和第四调整电阻，与比较器形成滞回比较电路；第一调整电阻的一端连接控制部分电压，另一端连接所述比较器的输出端；所述第二调整电阻与第四调整电阻串联后连接在所述控制部分电压和地之间；所述第三调整电阻连接在所述第一调整电阻与第二调整电阻的输出端；所述比较器的同相输入端连接在所述第二调整电阻与第四调整电阻之间；用于根据所述比较器输出端输出电平的大小调整所述比较器同相输入端电压值；

比较器，由控制部分电压为其供电；反相输入端连接在所述分压电阻单元的第一分压电阻和第二分压电阻之间，用于检测所述电解电容上的电量情况；将所述比较器同相输入端与反向输入端的电压进行比较，由所述比较器的输出端输出相应的电平信号传送至所述第一三极管。

在初始状态下，继电器的开关RY1断开，继电器关闭。输入电压AC为187V的交流电。当输入187V的交流电后，输入电压AC首先经过PTC电阻和整流桥后变为直流电，再由电解电容C1进行平滑滤波。通过整流桥的直流电给C1进行充电，至C1上的电压达到预定值260V。当C1的电压达到260V时，C1上的电压通过分压电阻单元后流入比较器的反向输入端。所述分压电阻单元包括第一分压电阻和第二分压电阻。其中，第一分压电阻包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2串联，第二分压电阻R3的一端与比较器IC1A的反相输入端，即比较器IC1A的2脚相连后与电阻R2连接，电阻R3的另一端接地。第一分压电阻的阻值大于第二分压电阻的阻值。C1的电压依次流经电阻R1和R2后，分别流入电阻R3和比较器IC1A的2脚，设定比较器IC1A的2脚的电压为A点电压。设定比较器A点的电压为2.5V时，即对应电解电容上充得的电压DC电压为260V，当A点的电压为2.4V时，DC电压为240V。

使用5V的控制部分电压对比较器进行供电。设定比较器IC1A同相输入端，即比较器IC1A的3脚的输入电压为B点电压，同时B点电压作为比较器IC1A的基准电压，根据比较器输出端口输出的信号，通过调整基准电压调整电阻单元，使B点电压为2.4V或者2.5V。

基准电压调整电阻单元包括电阻第一调整电阻R7，第二调整电阻R4，第三调整电阻R8和第四调整电阻R5。当比较器输出高电平时，参照图2中的(1)所示，第一调整电阻R7与第三调整电阻R8串联后与所述第二调整电阻R4并联，该并联电路与所述第四调整电阻R5串联后接地，所述B点电压为所述第四调整电阻R5的输入端电压2.5V。当比较器输出低电平时，参照图2中的(2)所示，所述第二调整电阻R4与第四调整电阻R5串联后接地，所述第三调整电阻R8与所述第四调整电阻R5并联，所述B点电压为2.4V。

当所述电解电容C1开始充电时，A点电压逐渐上升，当A点电压上升至大于2.5V时，比较器IC1A的输出端1脚输出低电平，输出的低电平信号驱动第一三极管Q1，继电器线圈在12V继电器线圈电压的作用下，继电器线圈产生电磁效应，继电器开关RY1在电磁力的作用下闭合，继电器导通开始工作。随着电解电容上电量的下降，A点电压逐渐下降，当A点电压下降至2.4V前，继电器仍然保持导通状态，能够正常工作。当A点电压小于2.4V时，比较器的输出端输出高电平信号，通过第一三极管Q1驱动继电器的线圈断电，电磁力消失，继电器开关RY1重新打开，继电器关闭。通过电阻R4、R5、R7、R8与比较器形成的滞回比较电路，设置B点的基准电压能够进行2.4V或2.5V的调整，当A点电压在2.4V到2.5V之间时，能够有效防止电源电压波动或者干扰信号的介入导致的继电器频繁的开关，确保用电器能够正常工作。

另外，所述继电器控制单元还包括第二三级管和芯片控制电路。其中，第二三极管的集电极接地，发射极连接所述第一三极管的基极，基极连接芯片控制电路。所述芯片控制电路中，LED信号灯的一端连接芯片控制电压，另一端通过电阻连接芯片，所述第二三极管的基极连接在所述LED信号灯与所述电阻之间。

当用电器系统异常故障时，用电器发出报错信号或者其他异常信号，芯片控制电路中的芯片接收到用电器的报错信号或异常信号后输出低电平，同时LED信号灯LED1在5V的芯片控制电压的作用下点亮。当芯片输出低电平信号后，经过电阻R6，该低电平信号输入至第二三极管的基极，第二三极管为PNP三极管，当基极接收到低电平信号后，第二三极管Q2导通，此时即使比较器输出低电平信号，也会被Q2的高电平信号拉高，从而控制Q1驱动继电器的关闭，实现用电器系统报错后能够切断继电器，保护后端电路。

本实用新型实施例所提供的一种继电器控制电路，通过比较器、三极管，电阻等常见的电路元件，实现在电解电容充电至目标电压后开通继电器，从而避免因较大充电电流对电路元件寿命带来的影响。本实用新型所述的一种继电器控制电路结构简单，使用方便，能够有效降低单片机的成本，电路成本较低，适宜量产，适用场合广泛。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种继电器控制电路，其特征在于，包括：

输入电路，包括PTC电阻、继电器、整流桥和电解电容；所述PTC电阻的一端与输入电压的相连，另一端与整流桥串联后与电解电容串联，并为电解电容充电；继电器与PTC电阻并联，包括开关、继电器线圈，所述继电器线圈一端与继电器控制单元相连，另一端连接继电器线圈电压；所述电解电容与继电器控制单元相连；

继电器控制单元，用于控制继电器的开通与关闭，包括：

第一三极管，发射极与所述继电器线圈相连，集电极接地，基极通过电阻与比较器的输出端相连；通过接收比较器输出端的电平信号控制所述继电器的导通和关闭；

分压电阻单元，包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联后一端连接所述电解电容，另一端接地；

基准电压调整电阻单元，包括第一调整电阻，第二调整电阻，第三调整电阻和第四调整电阻，与比较器形成滞回比较电路；第一调整电阻的一端连接控制部分电压，另一端连接所述比较器的输出端；所述第二调整电阻与第四调整电阻串联后连接在所述控制部分电压和地之间；所述第三调整电阻连接在所述第一调整电阻与第二调整电阻的输出端；所述比较器的同相输入端连接在所述第二调整电阻与第四调整电阻之间；用于根据所述比较器输出端输出电平的大小调整所述比较器同相输入端电压值；

比较器，由控制部分电压为其供电；反相输入端连接在所述分压电阻单元的第一分压电阻和第二分压电阻之间，用于检测所述电解电容上的电量情况；将所述比较器同相输入端与反向输入端的电压进行比较，由所述比较器的输出端输出相应的电平信号传送至所述第一三极管。

2.根据权利要求1所述的一种继电器控制电路，其特征在于，所述控制部分电压为5V，所述继电器线圈电压为12V。

3.根据权利要求1所述的一种继电器控制电路，其特征在于，所述分压电阻单元中，第一分压电阻包括第一电阻R1和第二电阻R2，第二分压电阻为电阻R3，所述比较器的反相输入端连接在所述第二电阻R2和第二分压电阻R3之间；第一分压电阻的阻值大于第二分压电阻阻值。

4.根据权利要求1所述的一种继电器控制电路，其特征在于，当所述比较器输出高电平时，所述滞回比较电路等效为所述第一调整电阻R7与第三调整电阻R8串联后与所述第二调整电阻R4并联构成并联电路，该并联电路与所述第四调整电阻R5串联后接地，所述比较器同相输入端电压为所述第四调整电阻R5的输入端电压；当所述比较器输出低电平时，所述滞回比较电路等效为所述第二调整电阻R4与第四调整电阻R5串联后接地，所述第三调整电阻R8与所述第四调整电阻R5并联，所述比较器的同相输入端电压为所述第四调整电阻R5的输入电压。

5.根据权利要求4所述的一种继电器控制电路，其特征在于，所述继电器控制单元中，当所述比较器的输出端输出高电平时，所述比较器的同相输入端电压为2.5V，所述比较器的输出端输出低电平时，所述比较器的同相输入端电压为2.4V。

6.根据权利要求1所述的一种继电器控制电路，其特征在于，所述继电器控制单元中，当所述比较器反相输入端的电压为2.4V时，对应的电解电容电量电压为240V；当所述比较器反相输入电压为2.5V时，电解电容电量电压为260V。

7.根据权利要求6所述的一种继电器控制电路，其特征在于，所述继电器控制单元中，当所述比较器的反相输入端电压大于等于2.5V时，所述比较器输出端输出低电平，低电平信号经第一三极管，使所述继电器线圈在继电器线圈电压作用下产生电磁效应，导通继电器；当比较器的反相输入端电压小于等于2.4V时，比较器的输出端输出高电平，第一三极管驱动继电器关闭。

8.根据权利要求1所述的一种继电器控制电路，其特征在于，所述继电器控制单元还包括第二三极管、芯片控制电路，所述芯片控制电路包括LED信号灯、电阻、控制芯片。

9.根据权利要求8所述的一种继电器控制电路，其特征在于，所述第二三极管的集电极接地，发射极连接所述第一三极管的基极，基极连接芯片控制电路。

10.根据权利要求9所述的一种继电器控制电路，其特征在于，所述芯片控制电路中，LED信号灯的一端连接芯片控制电压，另一端通过电阻连接芯片，所述第二三极管的基极连接在所述LED信号灯与所述电阻之间；用电系统出现异常故障，控制芯片输出低电平，LED灯点亮，第二三极管的基极电压被拉低，第二三极管导通，通过低电平关断第一三极管对继电器的驱动，关断继电器。