一种降低直流电磁继电器驱动功耗的电路和方法
【专利摘要】本发明涉及一种降低直流电磁继电器驱动功耗的电路和方法，其包括其包括储能电容和特定的直流电磁继电器驱动信号，其电路成本低，软件易于实现，可靠性好，能显著降低直流电磁继电器驱动功耗。
【专利说明】一种降低直流电磁继电器驱动功耗的电路和方法
所属【技术领域】
[0001 ] 本发明属于直流电磁继电器驱动技术。
【背景技术】
[0002]直流电磁继电器是一种应用广泛的电子器件。它具有性能可靠、种类繁多、价格便宜、来源广泛等优点。但直流电磁继电器的缺点是功耗较高，使其在一些需要低功耗的场合应用时受到很大限制。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于提供一种降低直流电磁继电器驱动功耗的电路和方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:通常直流电磁继电器在吸合时需要的电压较高(一般为线圈额定电压)，但其吸合后保持电压仅为线圈额定电压的30%?40%。因此，如果在直流电磁继电器吸合以后，降低线圈的供电电压，便可以显著降低电磁继电器的功耗，一般可降低到其额定功耗的1/6到1/10，但这种可以切换直流电磁继电器两种线圈电压的电路实现比较复杂，实际产品中应用很少。本发明提出了一种的新的电路和方法，仅增加一个元件并配合特定的驱动信号，可显著降低直流电磁继电器驱动功耗。
[0005]传统的直流电磁继电器驱动电路一般包含驱动电路[100]，保护电路[101]以及直流电磁继电器Kl(如图1)。驱动信号送入驱动电路[100]，经过驱动电路[100]后控制直流电磁继电器吸合或释放；保护电路[101]可以吸收直流电磁继电器在关断瞬间线圈两端产生的高压反向电动势，防止损坏驱动电路。驱动信号为控制直流电磁继电器吸合的高低电平信号。
[0006]本发明在电路上与传统的直流电磁继电器驱动电路相比，增加了储能电容Cl，储能电容Cl并联于直流电磁继电器Kl的线圈两端。Cl在驱动电路在驱动直流电磁继电器吸合的同时被充电，当驱动电路断开以后，可在短时间内为直流电磁继电器提供电压，保持直流电磁继电器吸合。
[0007]本发明的直流电磁继电器驱动信号与传统的高低电平驱动信号不同(如图2)。驱动信号分为吸合信号和保持信号两个阶段。以正逻辑为例，在吸合信号期内，驱动信号为时长tl的高电平，tl应大于或等于直流电磁继电器Kl在V+线圈电压下的动作时间；保持信号期内，驱动信号为脉冲周期信号，低电平时长为t2，高电平时长为t3。在保持直流电磁继电器可靠吸合的前提下，选用速度快，带负载能力强的驱动电路，并尽量减小t3，同时调整t2和储能电容Cl的容量，使直流电磁继电器驱动功耗最低。
[0008]本发明的有益效果是:电路结构简单，成本低，软件易于实现，可靠性好，能显著降低直流电磁继电器的驱动功耗。
【专利附图】
【附图说明】[0009]图1是本发明的电路原理示意图。
[0010]图2是驱动信号波形图。
[0011]图3是基于一种基于单片机的实际实施电路图。
【具体实施方式】
[0012]实施例一
[0013]本例是基于一种单片机的实施电路(如图3)。
[0014]该实例包括由单片机STM8S105K4T6C及其附属电路组成的MCU最小系统，直流电磁继电器控制信号由单片机的PCl端口输出，驱动电路由Rl及Ql组成，保护电路由Dl组成，储能电容由C3构成。
[0015]驱动信号输出采用单片机STM8S105K4T6C内部PWM功能实现，软件仅需要在继电器吸合期间对端口进行操作。在吸合以后，驱动信号完全由单片机内部PWM模块自动产生。该方案实施简单，性能稳定，且对单片机执行其它功能没有影响。
【权利要求】
1.一种降低直流电磁继电器驱动功耗的电路和方法，其包括储能电容和特定的直流电磁继电器驱动信号，其特征是:一个储能电容并联在直流电磁继电器线圈两端，驱动信号包含吸合信号和保持信号。
2.根据权利要求1所述的一种降低直流电磁继电器驱动功耗的电路和方法，其特征是:驱动信号中的吸合信号是驱动直流电磁继电器吸合的电平信号，其持续时间大于或等于在与其驱动电路相同的线圈电压下直流电磁继电器的动作时间。
3.根据权利要求1所述的一种降低直流电磁继电器驱动功耗的电路和方法，其特征是:驱动信号中的保持信号是周期脉冲信号。
4.根据权利要求1所述的一种降低直流电磁继电器驱动功耗的电路和方法，其特征是:驱动信号中的保持信号紧跟在吸合信号后。
【文档编号】H01H47/02GK103943409SQ201310021251
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2013年1月18日
【发明者】张小军, 张晓宇 申请人:张小军, 张晓宇