升，实现继电 器快速吸合。本发明一实施方式中，高压快速闭合电路10可包括驱动晶体管VlW及与该晶 体管串联的分流电阻R2。晶体管Vl基于用于闭合所述继电器的驱动控制信号而导通，用于 为所述继电器线圈通电提供电流通路，并基于用于断开继电器的驱动控制信号而断开。图 3中示出的晶体管为NPN晶体管，但本发明不现于此，还可W为PNP晶体管。 W44] 反压快速关断电路20通过给继电器线圈施加反相电压，减小线圈电感对电流下 降的抑制作用，使控制电流快速下降，实现快速断开。在本发明实施方式中，关断电路可包 括反压嵌位二极管，该反压嵌位二极管的稳压值大于或等于供电电压。在驱动晶体管Vl基 于驱动控制信号而断开后，向继电器线圈施加反向电压，控制继电器线圈电流的下降，从而 关断所述继电器。
[0045] 功耗抑制电路30包括功耗抑制电阻Rl和储能电容Cl,其中功耗抑制电阻与继电 器串联连接，储能电容器一端连接于功耗抑制电阻与继电器之间，另一端接地。储能电容Cl 提供继电器快速吸合所需能量，功耗抑制电阻Rl使线圈电流达到额定值后，线圈电压不超 过额定值，保护继电器线圈功耗在额定范围内。
[0046] 本发明实施方式中，供电电压化高于继电器额定线圈电压化，优选地采用二倍额 定电压值作为供电电压化，即化=2化，此供电电压值仅为示例，本发明并不限于此。在继 电器吸合前驱动晶体管Vl是断开的，高压供电电压通过电阻Rl给储能电容Cl充电，直到 电容Cl的电压达到高压供电电压。
[0047] 在继电器需要吸合时，通过驱动控制信号In使得驱动晶体管Vl导通，储能电容Cl 上的高压加在继电器线圈两端，线圈电流快速升高，储能电容Cl放电，电容电压逐渐降低， 电流达到吸合动作电流时继电器吸合。继电器吸合后由于电流变大，储能电容电压迅速降 低，直到通过电阻Rl的电流等于线圈电流时，电容电压达到稳定值。
[0048] 功耗限制电阻Rl阻值的选择应满足W下公式：
，其中，化为线圈的电 阻值，化为供电电压，化为继电器额定线圈电压。优选地，Rl= 1.5化，但并不限于此。Uc=2化，Rl= 1.5化时，继电器线圈两端的电压0.抓n，线圈功耗为额定功耗的0.64倍，线 圈损耗处于安全范围内。 W例继电器需要断开时，通过驱动控制信号In使驱动晶体管Vl断开，继电器线圈电流 流入错位稳压二极管Zl，错位二极管稳压值Zl要大于等于供电电压，优选地选择抓n值，该 值仅为示例，本发明并不限于此。继电器断开前，储能电容Cl上的电压是0.抓n，而继电器 线圈另一端和错位稳压二极管连接，稳压二极管的稳压值例如是抓n，此时加在继电器线圈 上的电压为负的2. 2Un，线圈电流迅速减小，当电流小于断开电流时继电器断开。电流减小 到零后稳压二极管断开，线圈电流维持在零，继电器维持断开状态。
[0050] 根据本发明实施方式，通过给继电器线圈施加高于额定值的直流电压，减小了继 电器线圈电感对电流上升的抑制作用，使控制电流快速上升，实现继电器快速吸合。通过给 继电器线圈施加反向电压，减小继电器线圈电感对电流下降的抑制作用，使控制电流快速 下降，实现快速断开。功耗抑制电路的储能电容提供继电器快速吸合所需的高电压能量，功 耗抑制电阻使线圈电流达到额定值后，线圈电压不超过额定值，保护继电器线圈功耗在额 定范围内。 阳051] 因此，本发明的直流电磁式驱动电路能够提高电磁式继电器的吸合和断开速度， 延长继电器寿命，提高电气设备的可靠性，减少信号传送延时。
[0052] 下面将通过比较例参数来说明本发明的效果。
[0053] 表1中是常见直流电磁式继电器的参数。
[0054]表1.
[0057] 针对W上参数的继电器，表2给出了采用传统继电器驱动电路和本发明的驱动电 路的动作延时对比表。
[0058] 表 2.
W60] 通过上表可见，本发明的直流电磁式继电器驱动电路能够显著提高电磁式继电器 的吸合和断开速度，从而可W延长继电器寿命，并提高电气设备的可靠性。
[0061] 需要说明的是，上述实施例仅为说明本发明而非限制本发明的专利范围，任何基 于本发明的等同变换技术，均应在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种直流电磁式继电器的驱动电路，其特征在于，所述继电器驱动电路包括：电压 源、闭合电路和功耗抑制电路，继电器置于所述电压源和闭合电路之间，所述功耗抑制电路 置于所述电压源和所述继电器之间； 其中，所述电压源用于提供高于继电器线圈的额定电压值的直流供电电压； 所述闭合电路包括驱动晶体管，该晶体管基于用于闭合所述继电器的驱动控制信号而 导通，从而为所述继电器线圈通电提供电流通路； 所述功耗抑制电路包括储能电容器和功耗抑制电阻，所述储能电容器用于在所述驱动 晶体管导通前储存所述供电电压，并在所述驱动晶体管导通后向所述继电器线圈释放所存 储的电压，所述功耗抑制电阻被设置为使得在线圈电流达到额定值后，抑制线圈电压不超 过额定值。2. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括关断电路，所述 关断电路用于在所述驱动晶体管基于用于断开所述继电器的驱动控制信号而断开后，向所 述继电器线圈施加反向电压，控制继电器线圈电流的下降，从而关断所述继电器。3. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述闭合电路还包括与所述驱动晶 体管串联的限流电阻。4. 根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述功耗抑制电阻与所述继电器串 联连接，所述储能电容器一端连接于所述功耗抑制电阻与所述继电器之间，另一端接地。5. 根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述功耗抑制电阻的阻值满足如下 公式：其中，Rl为所述功耗抑制电阻的阻值，Uc为供电电压，Un为继电器额定 线圈电压，Rn为线圈的直流电阻值。6. 根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述关断电路包括反压嵌位二极管， 所述反压嵌位二极管的稳压值大于或等于所述供电电压。7. 根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述反压嵌位二极管的一段连接在 所述闭合电路的晶体管与所述继电器之间，另一端接地。8. -种利用如权利要求1-7所述的驱动电路驱动直流电磁式继电器的方法，其特征在 于，所述方法包括以下步骤： 通过电压源提供高于继电器线圈的额定电压值的直流供电电压； 通过所述功耗抑制电路的电容器储存所述直流供电电压，并在所述闭合电路的驱动晶 体管导通后向所述继电器线圈释放所述直流供电电压，为所述继电器线圈通电提供电流通 路，从而闭合所述继电器； 通过所述功耗抑制电路的功耗抑制电阻在线圈电流达到额定值后，抑制线圈电压不超 过额定值。9. 根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述方法还包括： 在所述驱动晶体管基于用于断开所述继电器的驱动控制信号而断开后，向所述继电器 线圈施加反向电压，控制继电器线圈电流的下降，从而关断所述继电器。
【专利摘要】本发明涉及一种直流电磁式继电器驱动电路及其驱动方法，所述驱动电路包括：电压源、闭合电路和功耗抑制电路，继电器置于电压源和闭合电路之间，功耗抑制电路置于电压源和继电器之间；其中，电压源用于提供高于继电器线圈的额定电压值的直流供电电压；闭合电路包括驱动晶体管，该晶体管基于用于闭合继电器的驱动控制信号而导通，从而为继电器线圈通电提供电流通路；功耗抑制电路包括储能电容器和功耗抑制电阻，储能电容器用于在驱动晶体管导通前储存供电电压，并在驱动晶体管导通后向继电器线圈释放所存储的电压，功耗抑制电阻被设置为使得在线圈电流达到额定值后，抑制线圈电压不超过额定值。
【IPC分类】H01H47/00
【公开号】CN105428154
【申请号】CN201510883741
【发明人】于小冬, 任涛
【申请人】北京亚澳博信通信技术有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月4日