具有电压隔离的继电器驱动器的制作方法

本发明涉及继电器驱动器(relaydrive)领域，特别是涉及一种具有电压隔离(voltageisolation)的继电器驱动器。

背景技术：

通常，继电器驱动器是一种电路，该电路操作继电器使得继电器可以在第二电路中适当地起作用。例如，基于继电器驱动器操作的继电器可以是第二电路中的开关。这里存在的问题是，现代真空继电器不具有从接触点到底盘或线圈所需的暂时过电压(standoffvoltage)。因此，在现代真空继电器情况下，任何击穿都能够由于较小的间隙距离而产生到线圈接触点的电弧。进而将使用隔离外壳和隔离电源，因为任何内部电压击穿将不会影响或损坏超低电压(elv，其防止触电)电路或使用户处于危险中。

现代高压继电器使用大型开放式框架高压接触来隔离电压并切换高压输出。这些接触器(contactor)需要大量的电压和功率(例如，115vac或220vac)来驱动。这些接触器也容易氧化或形成到附近物体的电弧，以及受到高度和湿度的影响。

技术实现要素：

本发明公开了一种反激式系统(flybacksystem)。该反激式系统包括储能电路(tankcircuit)，该储能电路包括初级侧和次级侧。该反激式系统还包括被配置为能够将能量以脉冲形式发送到储能电路的开关装置。当开关装置接通时，能量被存储在储能电路的初级侧。当开关装置断开时，能量从初级侧传递到次级侧。

通过本发明的技术实现了附加的特征和优点。本说明书详细描述了本发明公开内容的其他实施例和方面。参考说明书和附图，能够更好地理解本发明所具有的优点和特征。

附图说明

本发明的权利要求书中特别指出并明确要求保护本发明所描述的主体。从下面结合附图的详细描述中，本发明的实施例前述的和其他的特征以及优点是显而易见的，其中：

图1是根据一个实施例的反激式设计的示意图；以及

图2是根据一个实施例的反激式设计的另一示意图。

具体实施方式

本发明描述的实施例涉及一种具有电压隔离的继电器驱动器。该继电器驱动器可包括针对特定继电器线圈电阻调谐的反激式电源设计，以允许使用隔离变压器进行电压隔离，从而不需要使用大型隔离反馈技术并且具有较高的效率以使过剩的功率最小化。

在受调节的实施例中，电路设计可以利用核心的两个单独支路，其中两个单独的支路紧靠在一起并被封装(potted)。该电路设计的电源不能在没有反馈的情况下调节所述两个单独支路的输出。进而，必须检测负载和电阻(例如，继电器线圈)以设置用于该电路设计的电压。此外，在该电路设计的初级侧上的调谐电容器使得能够将输出调节到所选定的电压(例如，选择24vdc到26vdc的转换)。

在不受调节的实施例中，反激式设计的初级侧不使用反馈并允许达到全脉冲宽度(例如，用于驱动储能电路)。进而，变压器漏电或变压器漏电感获得较低的并联电容(例如，甚至具有通过反激式设计100的、2至5瓦的功率)。现转到图1，根据实施例大体上示出了反激式设计100。

反激式设计100的输入105从馈电到第一电容电路110的电源(未示出)接收电压。反激式集成电路115连接到第一电容电路110，并且被配置为输出方波。反激式设计100还包括开关装置120和过流保护电路125，以解决输出的电路短路(例如，为了防止烧毁开关装置120)。开关装置120可以被配置为以50％的占空比接通和断开，其用于为电容器130和储能电路140提供脉冲。储能电路140包括具有初级侧143和次级侧147的变压器。通过脉冲，能量被存储在变压器的初级侧143中。

当开关装置120断开时，在储能电路140产生振铃(ringing)期间，存储在变压器的初级侧143中的能量被传递到变压器的次级侧147。然后，能量被整流和滤波(例如，通过整流器150和滤波器155)并作为输出165被释放。并联稳压器(shuntregulator)160可以被配置为在反激式设计100正常运行时被接通(openup)。例如，并联稳压器160也可被配置为在输出165处于比反激式设计100所能容忍的阻抗更高的阻抗时将该并联稳压器160设置为28伏特以钳位反激式设计100的电压。

在实施例中，继电器驱动器可以是具有40kv隔离的、24vdc至26vdc的继电器驱动器。该具有40kv隔离的、24vdc至26vdc的继电器驱动器包括24vdc至26vdc的、20瓦的反激式电源设计，该反激式电源设计针对特定的继电器线圈电阻被调谐以允许使用隔离变压器实现40kv的隔离(在输入和输出之间)，而不需要使用大型隔离反馈技术。该24vdc至26vdc的、20瓦的反激式电源设计还具有高于88％的效率以最小化24v电源的额外功率需求。现转到图2，根据实施例大体上示出了反激式设计200。

反激式设计200包括：输入205、第一电容电路210、反激式集成电路215、开关装置220、过流保护电路225、电容器230、储能电路240(该储能电路240包括具有初级侧243和次级侧247的变压器)、整流器250、滤波器255、并联稳压器260以及输出265。

反激式设计200可以利用比例为1:1.25的封装隔离变压器，该变压器的初级(例如，第一侧143，初级到次级漏电感)与适当尺寸的电容器(例如，电容器230)并联用作调谐回路(resonanttank)，以使传递到输出265的能量最大化。如果使用不同的电阻线圈，则调节电容器230以设置输出电压。并联稳压器260被添加到输出部分以保护输出265避免过压状态(例如，如果线圈应该断开或引线断开连接)。

在实施例中，初级到次级可用于最小化高频电容分压器(highfrequencycapacitordivider)的设置以使具有较低电容变压器的组件的隔离特性最大化。为了获得低电容，可以增加漏电感以防止典型的反馈绕组正常工作；因此，反激式电路以最大脉冲宽度操作。需要注意的是，初级并联电容器最大限度地提高了到输出的功率传输，并为给定的负载电阻设置输出电压。

使用实施例中的反激式设计的技术效果和益处包括但不限于：简化设计复杂性、最小化部件数量、无需使用大型隔离反馈技术以及具有高效率以最小化过剩的功率。

本说明书中使用的术语仅仅是以描述特定实施例为目的，而并非是限制性的。本说明书中使用的，除非上下文另有明确的说明，否则单数形式(“a、an和the”)也旨在包括复数形式。还应当理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包括”指明存在所列举的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或可添加一个或多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。

虽然仅结合有限数量的实施例详细描述了本发明的公开内容，但是应当理解为，本发明的公开内容并不限于所描述的实施例。相反，可以修改本发明的公开内容以并入此前未描述但与本发明的精神和范围相近的任何数量的变形、更改、替换或等效配置。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但应当理解为，本发明公开的方面仅包括所描述的实施例中的一部分。因此，本发明不被视为受到前述描述的限制，而仅受所附的权利要求范围的限制。