TW201535451A - 繼電器控制電路 - Google Patents

Abstract

一種繼電器控制電路，用以控制一繼電器，該繼電器包括一線圈及一繼電器開關。該繼電器控制電路包括一控制開關、一電源及一電晶體，該電源的正極透過一第一二極體連接於線圈的第一端，並透過一第一電阻、一第二電阻、一第一電容及一第二二極體連接於線圈的第二端，該第一二極體的陰極透過一第二電容及一第三電阻連接於電源的負極。該電晶體的射極連接於電源正極，其集極連接於第二電容及第三電阻的節點，其基極連接於第一電阻及第二電阻的節點。該線圈透過控制開關連接電源的負極。控制開關閉合後該繼電器開關閉合。

Description

繼電器控制電路

本發明涉及一種繼電器控制電路

習知繼電器的驅動電路透過控制線圈是否通電來控制繼電器開關的閉合與斷開，進而控制負載電路的通斷。但繼電器線圈產生磁力及線圈的磁力消失都需要一定的時間，因此，此種驅動電路不能快速控制負載電路的接通與斷開。

有鑒於此，有必要提供一種能快速控制負載電路的接通與斷開的繼電器控制電路。

一種繼電器控制電路，用以控制一繼電器，該繼電器包括一線圈及一繼電器開關。該繼電器控制電路包括一控制開關、一電源及一電晶體，該電源的正極透過一第一二極體連接於線圈的第一端，並透過一第一電阻、一第二電阻、一第一電容及一第二二極體連接於線圈的第二端，該第一二極體的陰極透過一第二電容及一第三電阻連接於電源的負極。該電晶體的射極連接於電源正極，其集極連接於第二電容及第三電阻的節點，其基極連接於第一電阻及第二電阻的節點。該線圈透過控制開關連接電源的負極。控制開關閉合後該繼電器開關閉合。

相較習知技術，本發明繼電器控制電路的電源模組可實現繼電器開關的快速通斷。

圖1係本發明繼電器控制電路的第一較佳實施方式的電路圖。

圖2係本發明繼電器控制電路的第二較佳實施方式的電路圖。

圖3係本發明繼電器控制電路的第三較佳實施方式的電路圖。

請參照圖1，本發明繼電器控制電路的第一較佳實施方式100用以控制一繼電器40的通斷，進而控制一由該繼電器40控制的負載電路200的通斷。

該繼電器40包括一線圈L及一繼電器開關A。

該負載電路200包括一負載210及一負載電源V2。繼電器開關A的第一端連接負載210的第一端，該繼電器開關A的第二端連接負載電源V2的正極，該負載電源V2的負極連接負載210的第二端。當該繼電器開關A導通時，該負載電源V2為該負載210提供工作電壓；當該繼電器開關A斷開時，該負載電源V2不為該負載210提供工作電壓。

繼電器控制電路的第一較佳實施方式100包括一控制開關S、一電源模組10及一放電模組30。

該電源模組10向線圈L提供驅動電壓，包括一第一電源V1、兩二極體D1、D2、一PNP型的電晶體Q、兩電容C1、C2及四電阻R1、R2、R3、R4。該第一電源V1的正極分別連接二極體D1的陽極、電晶體Q的射極及電阻R2的第一端，二極體D1的陰極透過電容C1連接電晶體Q的集極及電阻R1的第一端，二極體D1的陰極還連接於線圈L的第一端，電阻R1的第二端連接第一電源V1的負極，電阻R2的第二端連接電阻R3的第一端及電晶體Q的基極，電容C2與電阻R4並聯並連接於電阻R3的第二端與二極體D2的陽極之間，該二極體D2的陰極連接控制開關S的第一端及線圈L的第二端，該控制開關S的第二端連接第一電源V1的負極。

該放電模組30包括一電阻R5、一二極體D3及一穩壓二極體D4。該二極體D3的陰極分別連接電阻R5的第一端及穩壓二極體D4的陽極，該穩壓二極體D4的陰極與電阻R5的第二端連接線圈L的第一端，該二極體D3的陽極連接線圈L的第二端。

該繼電器控制電路的第一較佳實施方式100的工作流程如下：

無需啟動負載電路200時，控制開關S斷開，電晶體Q的射極與基極之間無電壓差，電晶體Q截止，二極體D1導通，此時第一電源V1、二極體D1、電容C1及電阻R1形成一回路。第一電源V1為電容C1充電，電容C1兩端的電壓最終與第一電源V1的電壓相等。

當要控制負載210工作，需控制負載電源V2向負載210供電時，控制開關S閉合，二極體D3與穩壓二極體D4反接而截止，二極體D2導通，電晶體Q的射極與基極產生電壓差後導通，該電源模組10產生激磁電流IL，該激磁電流IL流經線圈L後，該線圈L產生磁力，使繼電器開關A閉合，進而使負載電路200導通，該負載電源V2為該負載210提供工作電壓。

此過程中，在控制開關S斷開時，電容C1充電，電容C1兩端的電壓最終與第一電源V1電壓相等，當控制開關S閉合，第一電源V1與電容C1串聯，從而使線圈L兩端的電壓增加到第一電源V1的電壓的兩倍，縮短了控制開關S閉合到繼電器開關A閉合所用的時間，因此實現繼電器40的快速接通。由於電晶體Q導通，電容C2充電，當電容C2兩端的電壓逐漸上升至等於第一電源V1的電壓，電晶體Q的射極與基極之間無電壓差，電晶體Q即截止。第一電源V1透過二極體D1繼續為線圈L提供電壓，維持繼電器開關A的閉合狀態。

當無需負載210工作時，斷開控制開關S，線圈L產生一阻止激磁電流IL降低的反向電動勢，該反向電動勢使二極體D3及穩壓二極體D4導通，激磁電流IL流經電阻R5，加快激磁電流IL能量的消耗，進而使繼電器開關A快速斷開，負載電路200斷開。因二極體D3導通，穩壓二極體D4兩端的電壓大致等於線圈L兩端的電壓，又因穩壓二極體D4導通後的電壓維持恒定，因此該穩壓二極體D4可保持線圈L兩端的電壓穩定，進而可保障線圈L不因突變的電壓而損毀。

請參照圖2，繼電器控制電路的第二較佳實施方式102與第一較佳實施方式100基本相同，不同之處在於：繼電器控制電路的第二較佳實施方式102的電源模組12還包括一第三電源V3。該第三電源V3的負極連接第一電源V1的正極，該第三電源V3的正極接電晶體Q的射極。當控制開關S閉合，第一電源V1、第三電源V3及電容C1串聯，從而可以增加線圈L兩端的電壓，進而實現繼電器40的繼電器開關A的快速接通。並且，第三電源V3只有在激磁脈波動作週期內消耗功率，在控制開關S打開及保持狀態下不消耗功率。

請參照圖3，繼電器控制電路的第三較佳實施方式104與第二較佳實施方式102基本相同，不同之處在於：繼電器控制電路的第三較佳實施方式104的第三電源V3遠大於第一電源V1，其電壓值至少大於第一電源V1電壓值的兩倍，且電源模組14的驅動單元24省去了第一電容C1及第一電阻R1，第一二極體D1的陰極直接連接電晶體Q的集極。當控制開關S閉合後，第一電源V1、第三電源V3串聯以增加線圈L兩端的電壓，進而實現繼電器40的繼電器開關A的快速接通。

本發明繼電器控制電路100的電源模組10可在控制開關S閉合後使第一電源V1與電容C1串連、第一電源V1與電容C1及第三電源V3或第一電源V1與第三電源V3串聯，進而增加繼電器40的線圈L兩端的電壓，以實現繼電器40的開關的快速接通。控制開關S斷開後，使線圈L內的電流流經電阻R5以加快線圈L的能量消耗，進而實現繼電器開關A的快速斷開。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100、102、104‧‧‧繼電器控制電路

10、12、14‧‧‧電源模組

30‧‧‧放電模組

40‧‧‧繼電器

L‧‧‧線圈

A‧‧‧開關

S‧‧‧控制開關

200‧‧‧負載電路

210‧‧‧負載

R1、R2、R3、R4、R5‧‧‧電阻

D1、D2、D3‧‧‧二極體

D4‧‧‧穩壓二極體

Q‧‧‧電晶體

V1‧‧‧第一電源

V2‧‧‧負載電源

V3‧‧‧第三電源

C1、 C2‧‧‧電容

無

100‧‧‧繼電器控制電路

10‧‧‧電源模組

30‧‧‧放電模組

40‧‧‧繼電器

L‧‧‧線圈

A‧‧‧繼電器開關

S‧‧‧控制開關

200‧‧‧負載電路

210‧‧‧負載

R1、R2、R3、R4、R5‧‧‧電阻

D1、D2、D3‧‧‧第一二極體

D4‧‧‧穩壓二極體

Q‧‧‧電晶體

V1‧‧‧第一電源

V2‧‧‧負載電源

C1、C2‧‧‧電容

Claims (7)

1. 一種繼電器控制電路，用以控制一繼電器，該繼電器包括一線圈及一繼電器開關，該繼電器控制電路包括：
   一控制開關；及
   一電源模組，包括一第一電源、第一及第二二極體、一電晶體、第一及第二電容以及第一至第四電阻，該第一電源的正極分別連接第一二極體的陽極、電晶體的射極及第一電阻的第一端，第一二極體的陰極透過第一電容連接電晶體的集極及第二電阻的第一端，第一二極體的陰極還連接於線圈的第一端，第二電阻的第二端連接第一電源的負極，第一電阻的第二端連接第三電阻的第一端及電晶體的基極，第二電容與第四電阻並聯並連接於第三電阻的第二端與第二二極體的陽極之間，該第二二極體的陰極連接控制開關的第一端，該控制開關的第一端連接線圈的第二端，該控制開關的第二端連接第一電源的負極，控制開關閉合後該電源模組提供線圈的驅動電壓，使得繼電器開關閉合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之繼電器控制電路，其中該繼電器控制電路還包括一放電模組，該放電模組包括一第三二極體及一第五電阻，該第三二極體的陰極透過該第五電阻連接於線圈的第一端，該第三二極體的陽極連接線圈的第二端，以在控制開關斷開後釋放繼電器的電能，使得繼電器開關斷開。
3. 如申請專利範圍第1項所述之繼電器控制電路，其中該電源模組還包括一第二電源，第二電源的負極與第一電源的正極相連接，第二電源的正極與電晶體的射極相連接。
4. 如申請專利範圍第2項所述之繼電器控制電路，其中該放電模組還包括一穩壓二極體，該穩壓二極體的陽極連接該第三二極體的陰極，該穩壓二極體的陰極連接線圈的第一端。
5. 一種繼電器控制電路，用以控制一繼電器，該繼電器包括一線圈及一繼電器開關，該繼電器控制電路包括：
   一控制開關；及
   一電源模組，包括一第一電源、一第二電源、第一及第二二極體、一電晶體、一電容以及第一至第三電阻，該第一電源的正極分別連接第一二極體的陽極及第二電源的陰極，該第二電源的陽極連接於電晶體的射極及第一電阻的第一端，該第一二極體的陰極連接於電晶體的集極及線圈的第一端，第一電阻的第二端連接第二電阻的第一端及電晶體的基極，該電容與第三電阻並聯並連接於第二電阻的第二端與第二二極體的陽極之間，該第二二極體的陰極連接控制開關的第一端及線圈的第二端，該控制開關的第一端連接線圈的第二端，該控制開關的第二端連接第一電源的負極，控制開關閉合後該電源模組提供線圈的驅動電壓，使得繼電器開關閉合。
6. 如申請專利範圍第5項所述之繼電器控制電路，其中該繼電器控制電路還包括一放電模組，該放電模組包括一第三二極體及一第四電阻，該第三二極體的陰極透過該第四電阻連接於線圈的第一端，該第三二極體的陽極連接線圈的第二端，以在控制開關斷開後釋放繼電器的電能，使得繼電器開關斷開。
7. 如申請專利範圍第6項所述之繼電器控制電路，其中該放電模組還包括一穩壓二極體，該穩壓二極體的陽極連接該第三二極體的陰極，該穩壓二極體的陰極連接線圈的第一端。