[實用新型]一種低能耗繼電器控制電路

有效

• 申請號: 202020611731.0
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN211826956U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張海明;羅四平;汪玲;石昌飛;趙藝雷;王成悅
• 申請（專利權）人: 合肥同智機電控制技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

本實用新型公開了繼電器控制領域的一種低能耗繼電器控制電路，包括繼電器、對繼電器供電的供電電源電路以及控制繼電器吸合或斷開的繼電器控制電路，供電電源連接反饋電阻，還包括連接在繼電器以及繼電器控制電路之間的反饋電阻控制電路和延時電路，反饋電阻控制電路包括開關管及至少一個電阻，開關管與電阻串聯后連接在反饋電阻的兩端；開關管的驅動端與延時電路一端連接，延時電路另一端連接繼電器控制電路。本實用新型通過延時電路、反饋電阻控制電路共同配合改變繼電器供電電源的反饋電阻值，以改變繼電器供電電源的輸出電壓，降低了繼電器動作后的保持電壓，簡單高效，使系統中繼電器動作后線圈的保持功耗進一步降低，效率進一步提高。

技術領域

本實用新型涉及繼電器控制領域，具體是一種低能耗繼電器控制電路。

背景技術

繼電器主要由線圈和觸點構成，只要在線圈兩端加上規定的動作電壓以上的電壓，線圈就會吸合，當線圈斷開后，在自身彈簧作用下，觸點就會彈開。繼電器在吸合后，如果線圈電壓維持在動作電壓以上，那么線圈電壓就會產生一定的損耗，該損耗引發的過熱問題十分嚴重。

以泰科繼電器T9SV1K15為例，該繼電器控制的額定電壓為12Vdc，相關參數如圖1所示，常規的應用中，DSP控制信號經過光耦控制開關管的關斷與導通，實現繼電器的通斷控制，具體的光耦繼電器控制電路如圖2所示。

圖2中，光耦合器的電壓輸入管腳1與電阻R6串聯后連接到電源正極，光耦合器的管腳2連接三端可調的并聯穩壓器N1的負極，并聯穩壓器N1的正極與地以及電阻R11 的第二端連接，電阻R11的第一端與并聯穩壓器N1的參考端及電阻R7的第二端連接，電阻R7的第一端連接供電電源，供電電源連接繼電器線圈繞組的第一端，繼電器線圈繞組的第二端連接NPN型開關管Q3的集電極，開關管Q3的發射極接地以及電阻R13的第一端，電阻R13的第二端連接開關管Q3的基極以及電阻R12的第一端，電阻R12的第二端輸入有繼電器開關控制信號。

因此，結合圖1-2可知，當繼電器處于閉合狀態，繞線電壓為12V，繞線電阻為64歐，繞線消耗的功率為功耗較大，而繼電器體積又小，導致繼電器發熱很嚴重。如在中功率三相逆變器中，繼電器的數量至少有6個，這就導致光繼電器損耗至少有13.5W，嚴重影響了逆變器的整機效率。

由于繼電器的動作電壓為9V，釋放電壓為0.8V，因此,在繼電器吸合的瞬間需要給繼電器線圈繞組加持一個9V以上的電壓，待繼電器吸合之后，再將繼電器的線圈電壓維持在6V即可以使繼電器可靠工作。

中國專利“CN201120102222.6繼電器控制電路以及具有該控制電路的電子裝置”提供了一種繼電器控制電路，其包括驅動電路以及電源控制電路。該驅動電路用于驅動繼電器的吸合與關斷，該電源控制電源實現該繼電器吸合與關斷所需的電壓。該電壓控制電路包括延時電路和分壓電路，該延時電路用于使該繼電器吸合時的電壓維持規定的維持時間，分壓電路用于使該繼電器吸合時的電壓維持該維持時間后，將該繼電器兩端的電壓下降到該繼電器所需的維持電壓。該延時電路包括用于控制該維持時間的儲能元件，用于驅動該儲能元件的開關模塊、以及用于限制該電源對該儲能元件的沖擊的限流模塊。但是，該專利的技術方案中增加了電源控制電路，該電壓控制電路包括延時電路和分壓電路，而分壓電路又會產生一部分損耗。雖然繼電器的損耗降低了，但是增加了分壓電路的損耗，優化不夠充分。

中國專利“CN201220079059.0一種低能耗繼電器驅動電源電路”提供了一種電路，通過在繼電器和電源之間增加DC/DC降壓模塊、半導體開關和電壓轉換控制電路來改變繼電器線圈兩端的電壓，在繼電器吸合初期，讓線圈兩端有較高的電壓以保證繼電器可靠吸合；當繼電器吸合穩定后，可以通過控制電路讓半導體開關管關斷，讓DC/DC降壓模塊的輸出電壓給線圈供電，降低線圈的保持電壓，且線圈電壓從高到低的切換過程是單調的。但是，該專利的技術方案中在繼電器和電源之間增加DC/DC降壓模塊、半導體開關和電壓轉換控制電路來改變繼電器線圈兩端的電壓；電路比較復雜，引入了DC/DC降壓模塊，成本比較高，同時降壓模塊也有損耗。