一种应用于电磁继电器状态保持的驱动电路的制作方法

1.本发明涉及继电器驱动控制技术领域，具体涉及一种应用于电磁继电器状态保持的驱动电路。


背景技术：

2.随着智能电网、能源互联网等技术的发展，电力电子设备的应用越来越广泛。电力电子设备运行的故障检测相对于传统电力设备敏感，电力总线上各种瞬态扰动、软件程序的异常均会导致主控芯片复位重启，使电力电子设备出现非期望的动作，这种非期望的动作会导致用电设备断电、重启，影响使用，甚至产生严重后果。
3.为解决上述提出的问题，当主控芯片受到干扰或其它异常导致的复位时，使电磁继电器的驱动信号可以保持复位前状态，本专利提出一种应用于电磁继电器状态保持的驱动电路。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种应用于电磁继电器状态保持的驱动电路。解决了当主控芯片受干扰或程序异常复位重启带来的继电器控制状态发生变化的问题，在上电、重启过程中均可以保持继电器状态不影响被控设备的正常运行，尤其是可靠性要求较高的电力场合，该驱动电路对用电稳定性及设备安全起到重要的保护作用。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种应用于电磁继电器状态保持的驱动电路，包括滤波电路、互锁电路、状态锁存电路和继电器驱动电路，目的是在受到外部干扰或程序异常导致芯片复位时，包括动作信号和复位信号，能够实现电磁继电器状态保持不变，不会出现继电器状态的暂态变化，提高设备可靠性。
6.进一步地，所述滤波电路包括电阻r1、电容c1、电阻r4 和电容r2；电阻r1 的一端连接到动作信号，电阻r1 的的另一端与电容c1 的一端、开关vt1 的输出的一端和或非门u1的一输入端连接；电容c1 的另一端与参考地连接；电阻r4 的一端连接到复位信号，电阻r4 的另一端与电容c2 的一端、开关vt2 的输出的一端和或非门u2 的一输入端连接；电容c2 的另一端与参考地连接。
7.进一步地，所述互锁电路包括电阻r2、电阻r3、开关vt1、电阻r5、电阻r6 和开关r2；电阻r2 的一端和复位信号连接，另一端连接到电阻r3 的一端和开关vt1 的输入端，电阻r3 的另一端连接到参考地，开关r1 的输出另一端连接到参考地；电阻r5 的一端和动作信号连接，另一端连接到电阻r6 的一端和开关r2 的输入端，电阻r6 的另一端连接到参考地，开关r2 的输出另一端连接到参考地。
8.进一步地，所述整个状态锁存电路包括或非门u1，或非门u2，电阻r7；或非门u1 输入的另一端连接到或非门u2 的输出端，或非门u2 输入的另一端连接到或非门u1 的输出端和电阻r7 的一端，电阻r7 的另一端接到参考电压vcc1。
9.进一步地，所述继电器驱动电路包括电阻r8、电阻r9、开关vt3、继电器k1、二极管
d1；电阻r8 的一端连接到或非门u2 的输出端，电阻r8 的另一端连接到电阻r9 的一端和开关vt3 的输入端，电阻r9 的另一端连接到参考地，开关vt3 输出的一端连接到继电器k1 的一端和二极管d1 的一端，继电器k1 的另一端连接到驱动电压vcc2 和二极管d1 的另一端。
10.进一步地，所述滤波电路用于实现对脉冲干扰的滤波，同时实现到状态锁存电路的输入信号滞后于互锁电路，保证不会因为干扰和器件动作的离散型偏差而带来不期望的状态。
11.进一步地，所述互锁电路用于实现输入信号的互锁，需要配合滤波电路实现互锁状态，确保当动作和复位控制命令同时拉高时，互锁电路会先动作，从而保持输出状态不变。
12.进一步地，所述状态锁存电路用于实现对输入信号的状态锁存，确保在主控芯片发生复位时输出的状态不变，其中电阻r7 是在初次上电过程时给状态锁存电路输出一个确定状态，保证电磁继电器在断开态。
13.进一步地，所述继电器驱动电路用于实现电磁继电器的正常驱动。
14.进一步地，所述开关管vt1、vt2、vt3 为mos 管或三极管。
15.进一步地，所述的滤波电路和互锁电路，通过设置滤波电路的参数，配合互锁电路中开关管导通时间，实现动作信号和复位信号的电平互锁，确保给到状态锁存电路的状态不会有不被允许的状态出现。
16.进一步地，所述状态锁存电路和继电器驱动电路，通过u1 的输出上拉电阻，实现在初始化过程中，继电器为断开态。
17.进一步地，所述电磁继电器状态保持的驱动电路用于实现在主控芯片（动作和复位）上电，复位、重启过程中继电器状态不变，在一些应用可靠性较高的场合，避免一些暂态故障或程序异常导致的继电器驱动状态改变，影响设备工作可靠性。
18.本发明的有益效果为：电磁继电器在受到外部干扰或程序异常导致芯片复位时，能够实现电磁继电器状态保持不变，不会出现继电器状态的暂态变化，提高设备可靠性。解决了当主控芯片受干扰或程序异常复位重启带来的继电器控制状态发生变化的问题，在上电、重启过程中均可以保持继电器状态不影响被控设备的正常运行，尤其是可靠性要求较高的电力场合，该驱动电路对用电稳定性及设备安全起到重要的保护作用。
附图说明
19.图1 是电磁继电器状态保持的驱动电路原理图。
20.图2 是由电路工作过程中的状态真值表图中：r1、第一电阻；r2、第二电阻；r3、第三电阻；r4、第四电阻；r5、第五电阻；r6、第六电阻；c1、第一电容；c2、第二电容；vt1、第一开关；vt2、第二开关；u1、第一或非门；u2、第二或非门；r7、第七电阻；r8、第八电阻；r9、第九电阻；vt3、第三开关；k1、第一继电器；d1、第一二极管。
21.具体实施方式：为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
22.一种应用于电磁继电器状态保持的驱动电路，其特征在于，包括滤波电路、互锁电路、状态锁存电路和继电器驱动电路，如图1 所示。
23.滤波电路中，r1 和c1，r4 和c2 分别组成动作和复位的低通滤波电路，时间常数为τ1=r1*c1，τ2=r4*c2，参数的选择根据滤波深度和开关管vt1 和vt2 的动作时间而定，至少要确保大于开关管vt1 和vt2 的动作时间。
24.r2、r3、vt1 组成复位信号的互锁电路，当主控的复位信号发出高电平时，该互锁电路会把动作信号到u1 输入管脚的电平拉到低电平；r5、r6 和vt2 组成动作的互锁电路，当主控的动作信号发出高电平时，该互锁电路会把复位信号到u2 输入管脚的电平电平拉到低电平。
25.状态锁存电路，或非门u1 和u2 构成状态锁存电路，使复位信号和动作信号在输入为低或者高阻时，输出状态保持不变，电阻r7 形成上拉，在上电时，给状态锁存电路固定的输出状态，确保电磁继电器断开。
26.继电器驱动电路，r8、r9 和vt3 构成开关电路，d1 为电磁继电器关断时提供续流回路，防止vt3 过压损坏。
27.具体的工作过程如附图2 所示：首次上电时，主控芯片的管脚（动作和复位）为高阻态，通过电路中电阻确保在电路启动过程中动作信号和复位信号管脚电平均为低；同时，u1 的输出上拉电阻给了锁存电路输出一个低电平状态，这样可以确保在芯片上电初始化过程中，电磁继电器处于断开态。
28.正常运行时，当动作信号为高电平，复位信号为低电平，状态锁存电路会输出高电平，继电器处于闭合状态；当动作信号为低电平，复位信号为高电平时，状态锁存电路会输出低电平，继电器处于断开态；当动作信号为低电平，复位信号为低电平时，状态锁存电路输出会保持前一状态，继电器的状态也不会发生改变；当动作信号为高电平，复位信号为高电平时，由于互锁电路动作快，实际给到状态锁存电路的输入均为低电平，状态锁存电路输出会保持前一状态，继电器的状态也不会发生改变。
29.当受到干扰或程序复位时，主控芯片管脚（动作和复位）重新变为高阻态，通过电路中电阻使输入到状态锁存电路的实际电平依然保持低电平，状态锁存电路输出会继续保持前一状态，继电器的状态也不会发生改变。
30.上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。