继电器驱动电路及继电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种继电器驱动电路及继电器。该继电器驱动电路包括：第一电容，其第一端接继电器线圈的第一端；第一电子开关，其第一端与第一电容的第二端连接并且其第二端与电源正极连接；第二电子开关，其第一端与第一电容的第二端连接并且其第二端与电源负极连接；第三电子开关，其第一端与第一电容的第一端连接并且其第二端与电源正极连接；第四电子开关，其第一端与继电器线圈的第二端连接并且其第二端与电源负极连接。通过控制第一至第四电子开关的通断时序，使得第一电容获取能量，在驱动继电器时该第一电容上的能量和电源能量叠加后施加到继电器线圈。通过本实用新型，降低了相关技术中继电器线圈的功率损耗。
【专利说明】继电器驱动电路及继电器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子领域，具体而言，涉及一种继电器驱动电路及继电器。
【背景技术】
[0002]继电器被广泛使用在电子控制中，图1示出了一个基本继电器驱动电路。包括继电器K1，晶体管Q1，二极管D1。该晶体管Ql与该继电器Kl是串联的，该Dl与该继电器线圈Kl是并列连接的，其中Dl的阴极与电源相连接，晶体管Ql与电源的另一端相连接，该晶体管Ql的基极通过电阻Rl与驱动信号相连接。当驱动信号为高时，Ql打开，电源对继电器进行供电，所以该继电器将打开。
[0003]但是，这种类型的继电器驱动电路存在一个问题，当该电源电压存在一个宽的范围，加载在该继电器线圈上的该电源的电压也将是一个比较大的范围，该继电器线圈在某些时候会变得比较热且会超过继电器线圈说明书中规定的额定功率。
[0004]相关技术中，为了解决该技术问题，可以采用如下技术方案:
[0005]a)使用常规的电路来限制电源电压在窄的范围。
[0006]b)使用脉宽调变(Pluse-Width Modulat1n，简称为PWM)信号来驱动继电器，当继电器通电时，使用较大占空比的PWM信号来驱动，在通电之后，使用较小占空比的PWM信号来驱动来保持继电器的打开状态，这样，在继电器线圈上的电源功耗就会降低。
[0007]c)给继电器线圈增加一个电阻-电容网络串(参见图2)，在继电器通电的的起始时间，加载在继电器线圈上的电压接近供电电压，然后在一段时间之后，该继电器线圈上的电压将会减小，从而继电器线圈上的电源功耗就会降低。
[0008]d)使用两路驱动信号(参见图3)，其中一路信号控制第一晶体管，使得第一晶体管为继电器线圈加载全部电源，另一路信号控制第二晶体管，使得第二晶体管为继电器线圈加载减小后的电源。在继电器通电的开始时刻，该全部电源电压加载在继电器线圈上，在一段时间之后，减小的电源电压将会加载在继电器线圈上。
[0009]但是上述解决方法存在如下问题:
[0010]方式a)将会增加常规电路的成本。
[0011]方式b)将需要增加更多的软件资源且生成更多的噪声。
[0012]方式c)不能够在关闭继电器很短的时间内驱动该继电器。
[0013]方式d)需要两路驱动信号。
[0014]虽然相关技术中的技术方案可以解决继电器线圈由于功率过大导致发热的问题，但是这些解决方案均需要额外增加驱动信号或者增加控制电路，实现起来比较复杂。
[0015]针对相关技术中继电器驱动电路存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
[0016]本实用新型提供一种继电器驱动电路及继电器，以至少解决上述继电器驱动电路存在的问题。
[0017]一方面，提供了一种继电器驱动电路，包括:第一电容，该第一电容的第一端接继电器线圈的第一端；第一电子开关，该第一电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第一电子开关的第二端与电源正极连接；第二电子开关，该第二电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第二电子开关的第二端与电源负极连接；第三电子开关，该第三电子开关的第一端与第一电容的第一端连接，该第三电子开关的第二端与电源正极连接；第四电子开关，该第四电子开关的第一端与继电器线圈的第二端连接，该第四电子开关的第二端与电源负极连接；其中，通过控制第一至第四电子开关的通断时序，使得第一电容获取能量，在驱动继电器时该第一电容上的能量和电源能量叠加后施加到继电器线圈。
[0018]优选地，第一、第二、第三、第四电子开关为三极管。
[0019]优选地，第一、第二、第三、第四电子开关为场效应晶体管。
[0020]优选地，第一、第二、第三、第四电子开关为集成电路形式的电子开关器件。
[0021]优选地，第二电子开关为电阻；第三电子开关为二极管。
[0022]优选地，第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关为半导体三极管或场效应晶体管或集成电路形式的电子开关器件。
[0023]优选地，第二电子开关为第一电阻；第三电子开关为第一二极管；第一电子开关为第一三极管；第四电子开关为第二三极管。
[0024]优选地，所述继电器驱动电路还包括第二电阻，该第二电阻的一端与第一三极管的基极相连接，该第二电阻的另一端与第二三极管的集电极相连接。
[0025]优选地，所述继电器驱动电路还包括第二二极管，该第二二极管与第一三极管的集电极串联连接；第三二极管，该第三二极管一端和第一三极管的发射极连接，另一端和第二三极管的集电极连接。
[0026]优选地，第二三极管的基极和驱动信号连接，该驱动信号用于控制继电器的动作。
[0027]优选地，所述继电器驱动电路还包括第三电阻，该第三电阻串联在驱动信号和第二三极管的基极之间。
[0028]另一方面，还提供了一种继电器，包括:上述继电器驱动电路。
[0029]通过本实用新型提供的技术方案，采用包括第一电子开关、第二电子开关、第一电容、第三电子开关和第四电子开关的继电器驱动电路，其中，第一电容的第一端接继电器线圈的第一端；第一电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第一电子开关的第二端与电源正极连接；第二电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第二电子开关的第二端与电源负极连接；第三电子开关的第一端与第一电容的第一端连接，该第三电子开关的第二端与电源正极连接；第四电子开关的第一端与继电器线圈的第二端连接，该第四电子开关的第二端与电源负极连接；通过控制第一至第四电子开关的通断时序，使得第一电容获取能量，在驱动继电器时该第一电容上的能量和电源能量叠加后施加到继电器线圈。该技术方案仅采用了一种控制信号，在没有额外控制电路的情况下，实现了对继电器线圈上功耗的控制，解决了相关技术中的继电器驱动电路需要额外增加驱动信号或者增加控制电路，实现起来比较复杂问题，进而达到了降低了继电器驱动电路复杂度的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0031]图1是根据相关技术的基本继电器驱动电路的示意图；
[0032]图2是根据相关技术的继电器线圈有并联RC的继电器驱动电路的示意图；
[0033]图3是根据相关技术的两种信号的继电器驱动电路；
[0034]图4是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图一；
[0035]图5是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图二 ；
[0036]图6是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图三；
[0037]图7是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图四；
[0038]图8是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图五；
[0039]图9是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图六；
[0040]图10是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图七。
【具体实施方式】
[0041]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042]实施例一
[0043]本实施例提供了一种继电器驱动电路，图4是根据本实用新型实施例的继电器驱动电路的示意图，如图4所示，该继电器驱动电路包括:第一电子开关S1、第二电子开关S2、第三电子开关S3、第四电子开关S4和第一电容Cl。
[0044]其中，第一电容的第一端接继电器线圈的第一端；第一电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第一电子开关的第二端与电源正极连接；第二电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第二电子开关的第二端与电源负极连接；第三电子开关的第一端与第一电容的第一端连接，该第三电子开关的第二端与电源正极连接；第四电子开关的第一端与继电器线圈的第二端连接，该第四电子开关的第二端与电源负极连接；通过控制第一至第四电子开关的通断时序，使得第一电容获取能量，在驱动继电器时该第一电容上的能量和电源能量叠加后施加到继电器线圈。
[0045]通过本实施例的技术方案，在没有额外控制电路的情况下，实现了对继电器线圈上功耗的控制，解决了相关技术中的继电器驱动电路需要额外增加驱动信号或者增加控制电路，实现起来比较复杂问题，进而达到了降低减低继电器驱动电路复杂度的效果。
[0046]需要说明的是，通过上述实施例提供的继电器驱动电路，由于驱动继电器吸合的电压(继电器额定工作电压)为电容储蓄的电压和电源电压，也即，可以使用电源电源电压小于继电器额定工作电压对电源驱动继电器。例如:继电器额定工作电压为10V，可以采用电压为6V的电源驱动继电器。
[0047]作为一个较优的实施方式，该第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关和第四电子开关为三极管。需要说明的是，第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关和第四电子开关可以采用相关技术中可以实现打开或关闭的电子元器件。
[0048]比较优的，所述第一、第二、第三、第四电子开关为场效应晶体管。
[0049]比较优的，所述第一、第二、第三、第四电子开关为集成电路形式的电子开关器件。
[0050]比较优的，所述第二电子开关为电阻；所述第三电子开关为二极管。
[0051]优选地，所述第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关为半导体三极管或场效应晶体管或集成电路形式的电子开关器件。
[0052]具体地，如图5所示，第二电子开关为电阻，第三电子开关为二极管。
[0053]具体地，如图6所示，第二电子开关为所述第一电阻；所述第三电子开关为所述第一二极管；所述第一电子开关为所述第一三极管；所述第四电子开关为所述第二三极管。
[0054]具体地，如图7所示，所述继电器驱动电路还包括第二电阻，该第二电阻的一端与所述第一三极管的基极相连接，所述第二电阻的另一端与所述第二三极管的集电极相连接。
[0055]具体地，如图8所示，还包括第二二极管，该第二二极管串联在第一三极管集电极电路；第三二极管，该第三二极管一端和第一三极管发射极连接，另一端和第二三极管集电极连接。
[0056]具体地，如图9所示，所述第二三极管的基极和驱动信号连接，该驱动信号用于控制继电器的动作。
[0057]具体地，如图10所示，该电路图中还包括:第三电阻，该第三电阻串联在驱动信号和所述第二三极管的基极之间。
[0058]需要说明的是，上述较优的实施方案，可以组合使用，例如，在一个实施例中，可以包括:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻中的一个或多个。
[0059]优选地，该实施例中的电容和多个电阻值，可以根据实际需要进行设置。例如，该电容的参数设置可以参考在一定时间内使得该电容充电完成，满足驱动继电器额定电压的需求。多个电阻值，满足继电器驱动电路中对电流的要求。
[0060]通过本优选实施例提供的继电器驱动电路，可以达到如下技术效果:只使用一路驱动信号；在继电器关闭之后可以在很短时间内再次打开继电器；不需要额外增加软件PWM资源；该继电器驱动电路降低了电路的复杂度，且提升电源电压，使得通过比较低的电源电压可以驱动一个额定电压比较高的继电器线圈的继电器。
[0061]实施例二
[0062]本实施例提供了一种继电器，该继电器包括:继电器线圈和继电器驱动电路。
[0063]在本实施例中，可以采用上述实施例及优选实施例中的一种继电器驱动电路。该继电器驱动电路可以包括:第一电子开关S1、第二电子开关S2、第三电子开关S3、第四电子开关S4和第一电容Cl。
[0064]其中，第一电容的第一端接继电器线圈的第一端；第一电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第一电子开关的第二端与电源正极连接；第二电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第二电子开关的第二端与电源负极连接；第三电子开关的第一端与第一电容的第一端连接，该第三电子开关的第二端与电源正极连接；第四电子开关的第一端与继电器线圈的第二端连接，该第四电子开关的第二端与电源负极连接；通过控制第一于第四电子开关的通断时序，使得第一电容获取能量，在驱动继电器时该第一电容上的能量和电源能量叠加后施加到继电器线圈。
[0065]通过本实施例的技术方案，在没有额外控制电路的情况下，实现了对继电器线圈上功耗的控制，解决了相关技术中的继电器驱动电路需要额外增加驱动信号或者增加控制电路，实现起来比较复杂问题，进而达到了降低减低继电器驱动电路复杂度的效果。
[0066]需要说明的是，通过上述实施例提供的继电器驱动电路，由于驱动继电器吸合的电压(继电器额定工作电压)为电容储蓄的电压和电源电压，也即，可以使用电源电源电压小于继电器额定工作电压对电源驱动继电器。例如:继电器额定工作电压为10V，可以采用电压为6V的电源驱动继电器。
[0067]作为一个较优的实施方式，该第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关和第四电子开关为三极管。需要说明的是，第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关和第四电子开关可以采用相关技术中可以实现打开或关闭的电子元器件。
[0068]比较优的，所述第一、第二、第三、第四电子开关为场效应晶体管。
[0069]比较优的，所述第一、第二、第三、第四电子开关为集成电路形式的电子开关器件。
[0070]比较优的，所述第二电子开关为电阻；所述第三电子开关为二极管。
[0071]优选地，所述第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关为半导体三极管或场效应晶体管或集成电路形式的电子开关器件。
[0072]具体地，如图5所示，第二电子开关为电阻，第三电子开关为二极管。
[0073]具体地，如图6所示，第二电子开关为所述第一电阻；所述第三电子开关为所述第一二极管；所述第一电子开关为所述第一三极管；所述第四电子开关为所述第二三极管。
[0074]具体地，如图7所示，还包括第二电阻，该第二电阻的一端与所述第一三极管的基极相连接，所述第二电阻的另一端与所述第二三极管的集电极相连接。
[0075]具体地，如图8所示，还包括第二二极管，该第二二极管串联在第一三极管集电极电路；第三二极管，该第三二极管一端和第一三极管发射极连接，另一端和第二三极管集电极连接。
[0076]具体地，如图9所示，所述第二三极管的基极和驱动信号连接，该驱动信号用于控制继电器的动作。
[0077]具体地，如图10所示，该电路图中还包括:第三电阻，该第三电阻串联在驱动信号和所述第二三极管的基极之间。
[0078]需要说明的是，上述较优的实施方案，可以组合使用，例如，在一个实施例中，可以包括:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻中的一个或多个。
[0079]优选地，该实施例中的电容和多个电阻值，可以根据实际需要进行设置。例如，该电容的参数设置可以参考在一定时间内使得该电容充电完成，满足驱动继电器额定电压的需求。多个电阻值，满足继电器驱动电路中对电流的要求。
[0080]通过上述实施例及优选实施例，提供了一种继电器驱动电路及继电器。通过包括有第一电子开关，第二电子开关、第二电子开关、第四电子开关和电容的继电器驱动电路及继电器，实现了在使用了一路驱动信号以及不需要额外增加软件PWM资源的情况下，对继电器线圈的功率进行控制，从而降低了相关技术中继电器线圈的电路的复杂度，从而也在一定程度上降低了继电器驱动电路的成本。并且，实现了通过电压小于继电器额定电压对电源驱动继电器进行工作。需要说明的是，这些技术效果并不是上述所有的实施方式所具有的，有些技术效果是某些优选实施方式才能取得的。
[0081]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种继电器驱动电路，其特征在于，包括: 第一电容，该第一电容的第一端接继电器线圈的第一端； 第一电子开关，该第一电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第一电子开关的第二端与电源正极连接； 第二电子开关，该第二电子开关的第一端与第一电容的第二端连接，该第二电子开关的第二端与电源负极连接； 第三电子开关，该第三电子开关的第一端与第一电容的第一端连接，该第三电子开关的第二端与电源正极连接； 第四电子开关，该第四电子开关的第一端与继电器线圈的第二端连接，该第四电子开关的第二端与电源负极连接； 通过控制第一至第四电子开关的通断时序，使得第一电容获取能量，在驱动继电器时该第一电容上的能量和电源能量叠加后施加到继电器线圈。
2.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于: 所述第一电子开关、所述第二电子开关、所述第三电子开关和所述第四电子开关为三极管。
3.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于: 所述第一电子开关、所述第二电子开关、所述第三电子开关和所述第四电子开关为场效应晶体管。
4.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于: 所述第一电子开关、所述第二电子开关、所述第三电子开关和所述第四电子开关为集成电路形式的电子开关器件。
5.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于: 所述第二电子开关为电阻； 所述第三电子开关为二极管。
6.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于: 第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关为半导体三极管或场效应晶体管或集成电路形式的电子开关器件。
7.根据权利要求1所述的继电器驱动电路，其特征在于: 所述第二电子开关为第一电阻； 所述第三电子开关为第一二极管； 所述第一电子开关为第一三极管； 所述第四电子开关为第二三极管。
8.根据权利要求7所述的继电器驱动电路，其特征在于，还包括: 第二电阻，该第二电阻的一端与所述第一三极管的基极相连接，该第二电阻的另一端与所述第二三极管的集电极相连接。
9.根据权利要求8所述的继电器驱动电路，其特征在于，还包括: 第二二极管，该第二二极管与第一三极管的集电极串联连接； 第三二极管，该第三二极管一端和第一三极管的发射极连接，另一端和第二三极管的集电极连接。
10.根据权利要求9所述的继电器驱动电路，其特征在于，还包括:所述第二三极管的基极和驱动信号连接，该驱动信号用于控制继电器的动作。
11.根据权利要求9所述的继电器驱动电路，其特征在于，还包括:第三电阻，该第三电阻串联在驱动信号和所述第二三极管的基极之间。
【文档编号】H01H47/22GK204230160SQ201420560072
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】周欣耕 申请人:艾默生电气公司