一种基于继电器控制的低功耗电路的制作方法

本实用新型属于继电器控制技术领域，尤其是涉及一种基于继电器控制的低功耗电路。

背景技术：

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，继电器是具有隔离功能的自动开关元件，当输入回路中激励量的变化达到规定值时，能使输出回路中的被控电量发生预定阶跃变化的自动电路控制器件。它具有能反应外界某种激励量的感应机构、对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构，以及能对激励量的大小完成比较、判断和转换功能的中间比较机构，主要起控制、保护、调节和传递信息的作用；

现有的继电器控制电路，如图1，继电器线圈一端连接电源，另一端连接三接管的集电极，通过三极管控制继电器的线圈通断来控制继电器的通断，存在功耗大、且在电源供电能力余量不大的情况，会导致电源芯片或电压器发热，加快老化的缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于继电器控制的低功耗电路，以解决现有的继电器功耗大的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于继电器控制的低功耗电路，包括继电器、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第一供电电源和第二供电电源，所述三极管的基极通过第一电阻连接有mcu信号输入端，所述三极管的发射极接地，所述第二电阻和第一电容并联连接三极管的基极与发射极，所述第三电阻并联连接在第二电容的两端，所述三极管的集电极一端与继电器的线圈一端连接，所述第二二极管的阳极连接三极管的集电极，所述第二二极管的阴极连接在线圈的另一端，所述线圈的另一端通过第二电容与第一供电电源连接，所述第一二极管的阳极连接第二供电电源，所述第一二极管的阴极连接在线圈的另一端。

进一步的，所述第二电容为电解电容。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种基于继电器控制的低功耗电路具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种基于控制器的低功耗电路利用了电容两边电压不能突变的特性，结合阻容充放电的原理，同时确定好线圈的起始动作电压和最终保持电压，实现了线圈供电电压从高缓慢变低，达到降功耗的目的；

(2)本实用新型所述的一种基于继电器控制的低功耗电路功耗降幅较大、可靠性高、成本低、应用灵活，根据不同的继电器参数匹配合适的电容均可实现低功耗。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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：

图1为现有技术继电器控制电路的电路图；

图2为本实用新型实施例所述的一种基于继电器控制的低功耗电路的电路图；

图3为本实用新型实施例所述的一种基于继电器控制的低功耗电路的继电器参数表；

图4为本实用新型实施例所述的一种基于继电器控制的低功耗电路的信号波形图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图2所示，一种基于继电器控制的低功耗电路，包括继电器k1、三极管q1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r5、第一电容c1、第二电容ce1、第一二极管d1、第二二极管d2、第一供电电源和第二供电电源，所述三极管q1的基极通过第一电阻r1连接有mcu信号输入端，所述三极管q1的发射极接地，所述第二电阻r2和第一电容c1并联连接三极管q1的基极与发射极，所述第三电阻r5并联连接在第二电容ce1的两端，所述三极管q1的集电极一端与继电器k1的线圈一端连接，所述第二二极管d2的阳极连接在三极管q1的集电极上，所述第二二极管d2的阴极连接在线圈的另一端，所述线圈的另一端通过第二电容ce1与第一供电电源连接，所述第一二极管d1的阳极连接在第二供电电源上，所述第一二极管d1的阴极连接在线圈的另一端。

所述第二电容ce1为电解电容。

以宏发的hf33f/012-z为例，该继电器参数如图3所示,线圈第一供电电源电压在9v～12v范围内可使其有效动作，吸合后第二供电电源电压大于0.6v时可保持动作状态，线圈阻抗为320ω，动作时间最大为8ms。

如图4所示，ce1为220uf,r5为10kω，三极管q1导通之前线圈为开路，由于r5的上拉作用，vcc为12v，当三极管q1导通时，基于第二电容ce1两端电压不能突变的特性，vcc依然为12v，随后第二电容ce1电荷经过线圈和三极管q1泄放到gnd上，vcc缓慢下降，在8ms时，vcc下降至10.6v左右，此时继电器k1已有效动作，在20ms时，vcc下降至9v左右，说明有12ms的余量，然后vcc继续下降，大约在100ms时，由于3.3v的存在，vcc稳定在2.9v(3.3v减去d1的压降)左右，大于0.6v，继电器k1保持动作状态。针对图1电路，继电器k2保持动作功耗为p＝u*u/r＝12*12/320＝0.45w，针对图2电路，继电器k1保持动作功耗为p＝ui＝3.3*(2.9/320)≈0.03w，功耗减少了1-0.03/0.45≈93.3％,极大的节省了功耗。

控制流程：mcu信号变为高电平后，三极管q1导通，此时继电器k1线圈由12v供电，继电器k1有效动作后由3.3v供电来维持动作状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，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。

技术特征：

1.一种基于继电器控制的低功耗电路，其特征在于：包括继电器、三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第一供电电源和第二供电电源，所述三极管的基极通过第一电阻连接有mcu信号输入端，所述三极管的发射极接地，所述第二电阻和第一电容并联连接三极管的基极与发射极，所述第三电阻并联连接在第二电容的两端，所述三极管的集电极一端与继电器的线圈一端连接，所述第二二极管的阳极连接三极管的集电极，所述第二二极管的阴极连接在线圈的另一端，所述线圈的另一端通过第二电容与第一供电电源连接，所述第一二极管的阳极连接第二供电电源，所述第一二极管的阴极连接在线圈的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种基于继电器控制的低功耗电路，其特征在于：所述第二电容为电解电容。

技术总结
本实用新型提供了一种基于继电器控制的低功耗电路，所述三极管的基极端通过第一电阻连接有MCU信号输入端，所述三极管的发射极接地，所述第二电阻和第一电容并联连接三极管的基极与发射极，所述第三电阻并联连接在第二电容的两端，所述三极管的集电极一端与继电器的线圈一端连接，所述第二二极管的阳极连接三极管的集电极，所述第二二极管的阴极连接在线圈的另一端，所述线圈的另一端通过第二电容与第一供电电源连接，所述第一二极管的阳极连接第二供电电源，所述第一二极管的阴极连接在线圈的另一端。本实用新型可靠性高，成本低，应用灵活，根据不同的继电器参数匹配合适的电容均可实现低功耗，在多个继电器共同工作的产品上降功耗效果明显。

技术研发人员：张雨龙
受保护的技术使用者：施耐德万高(天津)电气设备有限公司
技术研发日：2020.10.15
技术公布日：2021.05.28