一种继电器降压保持驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及继电器的驱动电路结构领域。


背景技术：

2.在现今的工业自动化行业中，继电器作为电路板上最为常用的电气机械器件，相对于半导体元器件来说对寿命有更敏感的需求，即对继电器的工作温度存在较高的要求，其中继电器驱动侧的螺线管线包温升尤为重要；结合螺线管保持电流小于动作电流的特性，可通过起始对继电器施加时间足够动作的高位动作电压，待继电器动作完毕后，再降低电压至低位保持电压持续工作，在大部分不需要继电器频繁动作的场合，该方案能有效降低螺线管线包的发热。
3.现有技术中抑制螺线管线包发热的技术方案有以下几种：
4.一是如图1所示，由脉冲驱动信号驱动，通过向三极管持续发送占空比可调的脉冲式驱动信号，来实现高动作电流和低保持电流，但是在对干扰较敏感的场合、没有脉冲产生条件的场合不适用；
5.二是如图2所示，双路电源先后动作切换，通过两路控制信号，对一高一低两路电源先后开启，来满足高动作电流和低保持电流，但是对电源、信号的数量要求较高都是双路；
6.三是如图3所示，继电器阻容驱动，将一枚大电容与电阻并联后，再与继电器原边线包串联，利用阻容充电曲线，保证驱动电压高于动作电压足够时间，再利用电阻分压得到较低的保持电压，但是该传统方案需要高于动作电压的电源，且对电容的容值需求巨大，并且在继电器关闭驱动后电容放电时间极长，影响下一次的开启。


技术实现要素：

7.本实用新型针对以上问题，提出了一种继电器降压保持驱动电路，其结构精巧、稳定性高且使用效果好，可适应于多种使用环境，最终可实现有效降低螺线管线包的发热的目的。
8.本实用新型的技术方案为：通过所述继电器降压保持驱动电路驱动继电器驱动侧的螺线管线包，所述继电器降压保持驱动电路包括电源v1以及两条并联的通路，两条通路都连接所述电源v1的负极，并且二者并联后连接螺线管线包的一端，所述螺线管线包的另一端连接电源v1的正极；
9.两条通路中分别设有一个开关管，并且两个开关管和电源v1的正极之间都设有驱动电路；其中一条通路中开关管和螺线管线包之间设有分压电阻r3，另外一条通路中开关管和电源之间的驱动电路中设有电容c1。本实用新型中两条通路做阻抗差异化处理，并且对其中一条通路的开关管驱动增加串联电容的设计，且为该电容的能量释放增加设计了一条回路。该电路emc性能优，对驱动信号、电源的数量要求都仅为一路即可；电源电压不需要高于动作电压太多；且大幅降低了传统方案rc的容值；并且能量释放回路使得继电器开通
时间间隔可以做到更短。
10.所述开关管为三极管或mos管。
11.所述继电器降压保持驱动电路还包括二极管d1以及电阻r1，所述二极管d1的正极接地，并且二极管d1的负极经过电容c1连接电阻r1后接地。从而形成泄放回路，并可通过调节电阻r1的阻值来调节继电器的关断速度。
12.线圈l1、电阻r5以及二极管d2是继电器的电路等效模型，所述线圈l1和电阻r5串联后与二极管d2并联，二极管d2的正极连接两条通路，二极管d2的负极连接电源v1的正极。螺线管线包还包括与二极管d2并联的电压表vm1，图5即为vm1测量得到的继电器两端的电压波形，表达了该电路周期性开关的波形有效性。
13.其中一条通路包括三极管t1以及分压电阻r3，三极管t1的驱动电路包括电阻r2；另一条通路包括三极管t2，三极管t2的驱动电路包括电阻r4和电容c1；
14.电阻r2的一端经开关sw1连接电源v1的正极，并且另一端连接三极管t1的基极，三极管t1的发射极接地，三极管t1的集电极经过分压电阻r3连接螺线管线包；
15.电容c1的一端也经开关sw1连接电源v1的正极，并且另一端经过电阻r4连接三极管t2的基极，三极管t2的发射极接地，三极管t2的集电极连接螺线管线包。
16.电阻r1的一端接入开关sw1和电阻r2之间，并且另一端接地；二极管d1的正极接地，并且负极接入电容c1和电阻r4之间。
17.本实用新型具有以下有益效果：
18.一、驱动信号为电压模拟量信号，信号emc性能优，且也适用于无脉冲发送条件的场合；
19.二、由于使用两枚开关管对驱动做了差异化处理，对驱动信号、电源的数量要求都仅为一路即可；
20.三、动作电压是依靠开关管开通实现的，因此电源电压不需要高于动作电压太多；
21.四、动作电压的保持时间是通过开关管驱动侧的rc充电实现的，所以大幅降低了rc的容值；
22.五、电路中融入了开关管驱动侧电容的放电回路，可根据实际需要大幅缩短电容放电时间，使得继电器开通时间间隔可以做到更短。
附图说明
23.图1是传统脉冲驱动信号驱动电路示意图，
24.图2是传统双路电源先后动作切换驱动电路示意图，
25.图3是传统继电器阻容驱动电路示意图，
26.图4是本案实施例中的继电器降压保持驱动电路示意图；
27.图5是本案实施例中的继电器电压波形示意图。
具体实施方式
28.为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
29.本实用新型利用两只开关管制作了两条并联的通路，并在其中一条通路上串联了
稳态分压用的电阻，两通路并联后同螺线管线包串联；
30.同时驱动信号电平通过rc充电驱动开关管，在rc充电的作用下，开关管会先持续开通一段时间后，逐步关断，该开关管支路关断后，利用另外一路一开始就处于开通状态串联电阻的开关管支路，提供继电器稳态工作电流；
31.并在此基础上利用二极管、电阻设计了开关管驱动rc的泄放回路，用以调节继电器的关断速度。
32.如附图4-5所示，本方案由单电源v1供电，通过开关sw1进行信号的切换，实际电路可用三极管、mos等开关管实现，这里以三极管为例展开介绍；
33.驱动信号分两路，一路通过电阻r2连接三极管t1的基极，另一路通过电容c1、电阻r4连接三极管t2的基极。
34.三极管t1与分压电阻r3串联后，再与三极管t2并联，然后串联在继电器原边螺线管线包上。
35.同时，增加二极管d1，二极管d1的阳极接三极管t2的发射极，二极管d1的阴极接电容c1、电阻r4之间，并且增加电阻r1，一端接在开关sw1和电阻r2之间，另一端接地。
36.电路工作过程：
37.驱动开通信号发出后，在供给三极管t1基极足够ib的同时，通过电容c1的充电作用也打开了三极管t2的通路，三极管t2所在通路的阻抗远低于三极管t1通路所在通路的阻抗，使得继电器工作在动作电流状态；
38.当三极管t2的ib不足以维持较高的动作电流后，流经三极管t2通路的电流逐步下降至零，同时一直保有足够ib的三极管t1流经的电流，迅速上升并稳定在了设计的保持电流值；
39.驱动关断信号发出后，开关sw1关断，由电容c1继续为三极管t1提供ib，同时二极管d1、电容c1、电阻r1共同构成一个泄放路径，从而可通过改变电阻r1值来调节驱动关断的速度。
40.本实用新型具体实施途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。