[發(fā)明專利]一種降低直流電磁繼電器驅(qū)動(dòng)功耗的電路和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310021251.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN103943409A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小軍;張曉宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張小軍;張曉宇
• 主分類號(hào): H01H47/02
• 分類號(hào): H01H47/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直流電磁繼電器驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

背景技術(shù)

直流電磁繼電器是一種應(yīng)用廣泛的電子器件。它具有性能可靠、種類繁多、價(jià)格便宜、來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)。但直流電磁繼電器的缺點(diǎn)是功耗較高，使其在一些需要低功耗的場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種降低直流電磁繼電器驅(qū)動(dòng)功耗的電路和方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：通常直流電磁繼電器在吸合時(shí)需要的電壓較高(一般為線圈額定電壓)，但其吸合后保持電壓僅為線圈額定電壓的30％～40％。因此，如果在直流電磁繼電器吸合以后，降低線圈的供電電壓，便可以顯著降低電磁繼電器的功耗，一般可降低到其額定功耗的1/6到1/10，但這種可以切換直流電磁繼電器兩種線圈電壓的電路實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用很少。本發(fā)明提出了一種的新的電路和方法，僅增加一個(gè)元件并配合特定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，可顯著降低直流電磁繼電器驅(qū)動(dòng)功耗。

傳統(tǒng)的直流電磁繼電器驅(qū)動(dòng)電路一般包含驅(qū)動(dòng)電路[100]，保護(hù)電路[101]以及直流電磁繼電器K1(如圖1)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)送入驅(qū)動(dòng)電路[100]，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路[100]后控制直流電磁繼電器吸合或釋放；保護(hù)電路[101]可以吸收直流電磁繼電器在關(guān)斷瞬間線圈兩端產(chǎn)生的高壓反向電動(dòng)勢(shì)，防止損壞驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)信號(hào)為控制直流電磁繼電器吸合的高低電平信號(hào)。

本發(fā)明在電路上與傳統(tǒng)的直流電磁繼電器驅(qū)動(dòng)電路相比，增加了儲(chǔ)能電容C1，儲(chǔ)能電容C1并聯(lián)于直流電磁繼電器K1的線圈兩端。C1在驅(qū)動(dòng)電路在驅(qū)動(dòng)直流電磁繼電器吸合的同時(shí)被充電，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路斷開以后，可在短時(shí)間內(nèi)為直流電磁繼電器提供電壓，保持直流電磁繼電器吸合。

本發(fā)明的直流電磁繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)與傳統(tǒng)的高低電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)不同(如圖2)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)分為吸合信號(hào)和保持信號(hào)兩個(gè)階段。以正邏輯為例，在吸合信號(hào)期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為時(shí)長(zhǎng)t1的高電平，t1應(yīng)大于或等于直流電磁繼電器K1在V+線圈電壓下的動(dòng)作時(shí)間；保持信號(hào)期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為脈沖周期信號(hào)，低電平時(shí)長(zhǎng)為t2，高電平時(shí)長(zhǎng)為t3。在保持直流電磁繼電器可靠吸合的前提下，選用速度快，帶負(fù)載能力強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電路，并盡量減小t3，同時(shí)調(diào)整t2和儲(chǔ)能電容C1的容量，使直流電磁繼電器驅(qū)動(dòng)功耗最低。

本發(fā)明的有益效果是：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，軟件易于實(shí)現(xiàn)，可靠性好，能顯著降低直流電磁繼電器的驅(qū)動(dòng)功耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電路原理示意圖。

圖2是驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形圖。

圖3是基于一種基于單片機(jī)的實(shí)際實(shí)施電路圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

本例是基于一種單片機(jī)的實(shí)施電路(如圖3)。

該實(shí)例包括由單片機(jī)STM8S105K4T6C及其附屬電路組成的MCU最小系統(tǒng)，直流電磁繼電器控制信號(hào)由單片機(jī)的PC1端口輸出，驅(qū)動(dòng)電路由R1及Q1組成，保護(hù)電路由D1組成，儲(chǔ)能電容由C3構(gòu)成。

驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出采用單片機(jī)STM8S105K4T6C內(nèi)部PWM功能實(shí)現(xiàn)，軟件僅需要在繼電器吸合期間對(duì)端口進(jìn)行操作。在吸合以后，驅(qū)動(dòng)信號(hào)完全由單片機(jī)內(nèi)部PWM模塊自動(dòng)產(chǎn)生。該方案實(shí)施簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，且對(duì)單片機(jī)執(zhí)行其它功能沒有影響。