[發明專利]一種繼電器加速開合的三電平驅動電路

在審

• 申請號: 201810333897.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108321019A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 凌家樹;王進
• 申請（專利權）人: 深圳鵬城新能科技有限公司
• 主分類號: H01H47/18
• 分類號: H01H47/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種繼電器加速開合的三電平驅動電路，包括第一電源和第二電源，繼電器需要開通時，倍壓電路將第二電源提高至2*()，作為繼電器的驅動電壓實現快速開通，繼電器開通后，通過延時及驅動電壓切換電路將繼電器繞組電壓切換為作為保持電壓，繼電器需要關斷時，繼電器電壓迅速從變為0，其中，電壓2*()可直接由外部電源提供從而不設倍壓電路。本發明能夠在實現繼電器快速開合的同時，降低繼電器保持功耗。

技術領域

本發明屬于電力電子應用領域，涉及一種可以使繼電器加速切合和斷開的電路，特別是一種繼電器加速開合的三電平驅動電路。

背景技術

目前的繼電器驅動電路，多采用恒定電壓驅動方法與PWM驅動方法，恒定電壓驅動的方法驅動電路簡單，但是開通后繼電器的自身損耗不能降低。PWM的驅動方法開通采用一定的電壓，然后通過PWM占空比調節疊加在繼電器線圈的電壓從而降低驅動能耗，但其應用需要單片機IO口配置中斷，會消耗一部分的CPU資源，且一般要求開關頻率要20KHZ以上，不然人耳會聽到噪音。

以上的方法都難以實現繼電器開通與關斷同時加快的效果，且難以兼顧降低繼電器驅動繞組損耗的需求。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種繼電器的加速開合的三電平驅動電路，能夠在實現加速開合的同時，降低驅動能耗。

本發明提供一種繼電器的加速開合的三電平驅動電路，如圖1和圖2所示，包括第一電源和第二電源、倍壓電路、延時與驅動電壓切換電路，其中為繼電器推薦正常驅動電壓，為繼電器的保持電壓； 通過倍壓電路提升到約2*（）提供給繼電器開通，當繼電器開通后，延時與驅動電壓切換電路將供給繼電器的電壓由2*（）切換為，使得繼電器保持時兩端電壓保持在，當繼電器需要關斷時，繼電器繞組兩端電壓立即變成0。繼電器繞組電壓為0時為關斷狀態，2*（）為加速開通電壓，為維持電壓，故繼電器的驅動電壓有三種電平組成。

進一步地，所述大于。

進一步地，所述倍壓電路包括三極管Q1，三極管Q2，電容C1，二極管D1，二極管D2，電阻R1，電阻R2，電阻R3，電阻R4。二極管D1為穩壓二極管，其作用是當繼電器從開通到斷開時，b點存在反向電壓，起到鉗位b點電壓的作用，防止三極管CE極被擊穿。

進一步地，所述延時與驅動電壓切換電路包括三極管Q3, 三極管Q4, 三極管Q5，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，電容C2。

進一步地，所述2*（）電壓直接由外部電源2*（）提供，不設置倍壓電路。

下面結合附圖說明本發明的工作原理。如圖2和圖3所示，當圖2中a點輸入低電平時，設此時刻為0時刻，三極管Q1，Q2， Q5截止，Q3，Q4導通，使得C點電壓由兩路電壓輸入：分別為 (其中，為二極管D3的正向導通壓降，為三極管Q3的CE極的壓降）和，由于，所以最終（由于電路的疊加效應非常小，所以忽略電壓的疊加，取最大電壓值）。d點由于連接R4到e點（0電位點）。此時電容C1的兩端壓降為：。由于Q1截止，繼電器驅動繞組兩端的電，繼電器不動作。

當圖2中a點輸入高電平時，設此時刻為t1時刻，Q1先導通，使得b點電壓為0，同時使得三極管Q2由截止狀態變成導通狀態，d點電壓由0變成,根據電容兩端電壓不能突變的原理，c點電壓將會變成：，繼電器驅動繞組兩端的電壓由0變成：，約2倍的，繼電器將會迅速開通。

然后電容C1兩端的電壓按照電容放電時間為： ,其中,為繼電器的驅動繞組阻抗。

從圖2中a點輸入高電平，即t1時刻開開始，經過RC延時：（0.7V為三極管Q5的導通門檻電壓），此時Q5導通，Q2，Q3，Q4截止，d點迅速降至0V，由于繼電器驅動繞組也在快速消耗能量，所以c點電壓瞬間會下降到，此后一直保持該電壓。