驱动控制电路和家电设备的制作方法

文档序号:18877635发布日期:2019-10-15 18:18阅读:165来源:国知局
驱动控制电路和家电设备的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域,具体而言,涉及一种驱动控制电路和一种家电设备。



背景技术:

继电器作为一种控制元器件,广泛应用在驱动控制电路中,起到自动调节、安全保护、转换电路等作用。

譬如,在变频空调系统的室外机的驱动控制电路中,为避免上电时输入交流电过大冲击电容,常应用传统的继电器对充电电流进行限制,即通过控制继电器通电或断电,而改变驱动控制电路的供电状态。

相关技术中,传统的继电器在控制电路工作时处于闭合状态,即需持续保持通电,这就至少存在以下技术问题:

(1)由于需要持续通电来控制驱动控制电路的供电状态,会提高驱动控制电路的功耗。

(2)由于继电器上负载通常是频率为50Hz,有效值为220V的交流信号,因此,保持继电器持续通电存在漏电风险。

(3)如果频繁对继电器进行通电操作和断电操作,则会导致驱动控制电路中出现浪涌信号和纹波信号等干扰脉冲,这就会导致驱动控制电路中的部分元器件急剧升温,甚至被烧毁,这不仅会影响局部器件的可靠性,也会提高驱动控制电路中的热串扰。



技术实现要素:

本实用新型旨在至少解决上述现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本实用新型的一个目的在于提出了一种驱动控制电路。

本实用新型的另一个目的在于提出了一种家电设备。

为实现上述目的,根据本实用新型的第一方面的实施例,提出了一种驱动控制电路,包括:自保持继电器,自保持继电器的动触头接入于电网系统中,能够控制电网系统向负载供电;电桥电路,电桥电路被配置为向自保持继电器的控制端输出脉冲信号,脉冲信号为高电平脉冲信号或低电平脉冲信号,其中,若自保持继电器的第一控制端接收到高电平脉冲信号,同时,自保持继电器的第二控制端接收到低电平脉冲信号,则自保持继电器的动触头进行动作切换,并在接收下一个脉冲信号前保持上一次动作切换后的状态,动作切换为由闭合切换至断开,或由断开切换至闭合。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过在驱动控制电路中设置自保持继电器,由于自保持继电器是一种机械式继电器,通电后可以通过机械结构自保持,而无需持续通电,这对于长时间处于工作状态的场合而言,大大减少了能耗,其工作时间越长,平均能耗越少,同时,降低了漏电、器件升温带来的受损风险,从而延长了上述驱动控制电路中各元器件的使用寿命。

另外,通过采用电桥电路向自保持继电器的控制端输出脉冲信号,不仅有利于进一步地降低驱动控制电路的功耗,也有利于提升自保持继电器进入导通状态或闭合状态的可靠性。

具体地,传统意义上的电桥电路通常是包含电阻、电容或电感的,由于对电桥电路的可靠性和功耗的要求越来越高,因此,将低功耗的开关元件接入于电桥电路的桥臂中,不仅有利于降低功耗,提升可靠性,也有利于进一步地缩短电桥电路的响应时间,并且,经过大量实验验证,所有类型的电桥电路均能满足本申请的应用需求。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,电桥电路中设有四个桥臂,任一桥臂设有一个开关单元,若开关单元导通,则对应的桥臂导通,若开关单元截止,则对应的桥臂截止。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过在电桥电路中的每个桥臂设置开关单元,不仅开关单元的功耗更低,而且电桥电路输出为可靠性更高的高电平脉冲信号和低电平脉冲信号,进而提升了电桥电路对自保持继电器控制的可靠性。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,四个桥臂为依次连接的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂,第一桥臂与第二桥臂之间的公共端连接至自保持继电器的第一控制端,第三桥臂与第四桥臂之间的公共端连接至自保持继电器的第二控制端,第一桥臂与第四桥臂之间的公共端连接至直流源,第二桥臂与第三桥臂之间的公共端连接至地线,其中,若第一桥臂导通,同时,第二桥臂截止,则第一控制端接收到高电平脉冲信号,若第一桥臂截止,同时,第二桥臂导通,则第一控制端接收到低电平脉冲信号,若第四桥臂导通,同时,第三桥臂截止,则第二控制端接收到高电平脉冲信号,若第四桥臂截止,同时,第三桥臂导通,则第二控制端接收到低电平脉冲信号。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过设置四个桥臂为依次连接的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂,并且按照上述连接方式将电桥电路与自保持继电器进行连接,其中,第一桥臂与第二桥臂之间的公共端连接至第一控制端,第三桥臂与第四桥臂之间的公共端连接至第二控制端,也即通过控制四个桥臂的截止或导通来调整自保持继电器的动作切换,不仅能够降低功耗,并且能够缩短控制自保持继电器的动作延迟,进一步地提升对负载进行过流保护的可靠性和及时性。

进一步地,若四个桥臂中相对的两个桥臂的导通状态相同(均导通或均截止),且相邻的两个桥臂导通状态相反(若一个桥臂导通,则另一个桥臂截止),则自保持继电器的两个控制端可以分别接收到高电平脉冲信号和低电平脉冲信号,也即可以进行动作切换。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第一限流电阻,串联于电桥电路与直流源之间,和/或串联于电桥电路与地线之间,第一限流电阻被配置为对电桥电路进行限流保护。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过设置第一限流电阻对电桥电路进行限流保护,一方面,有利于降低电网系统中的过流信号对电桥电路的冲击,另一方面,在电桥电路中的任一桥臂出现短路故障时,能够降低短路电流对开关单元的冲击。

譬如,若第一桥臂和第二桥臂同时导通,且并无任何限流电阻与上述两个桥臂串联,则会直流源与地线之间的电势差足以击穿第一桥臂的开关单元,以及第二桥臂中的开关单元,不仅会导致电桥电路的故障,也会导致自保持继电器失效,进而导致自保持继电器丧失了对负载进行交流过流保护的作用。

其中,直流源的电压取值通常为5V、12V或24V,但不限于此,第一限流电阻的取值范围为0.1欧姆~30欧姆(包括端点),但不限于此,只要通过设置第一限流电阻使流经电桥电路的电流小于开关元件的过流电流即可。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,若第一桥臂中的开关单元与第二桥臂中的开关单元中的一个开关单元为P型开关管,则第一桥臂中的开关单元与第二桥臂中的开关单元中的另一个开关单元为N型开关管,若第三桥臂中的开关单元与第四桥臂中的开关单元中的一个开关单元为P型开关管,则第三桥臂中的开关单元与第四桥臂中的开关单元中的另一个开关单元为N型开关管。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过设置第一桥臂和第二桥臂为反型开关管,以及将第三桥臂和第四桥臂设为反型开关管,首先,开关管具备低导通电压、低功耗和低延时等显著优点,提高了电桥电路对自保持继电器控制的可靠性和及时性,另外,进一步地降低了驱动控制电路的功耗。

优选地,可以采用一个控制端口同时向第一桥臂和第二桥臂输出控制信号,由于两个桥臂设为反型开关管,譬如,若控制信号为高电平,则第一桥臂和第二桥臂中仅一个桥臂导通,同时另一个桥臂截止,同理,可以采用一个控制端口同时向第三桥臂和第四桥臂输出控制信号,不仅简化了电路设计的复杂度和硬件成本,也有效地降低了第一桥臂和第二桥臂直通、第三桥臂和第四桥臂直通的可能性。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,开关单元包括以下至少一种:金属氧化物半导体管、绝缘栅双极晶体管和三极管。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,金属氧化物半导体管是指Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,简称为MOSFET,绝缘栅双极晶体管是指Insulated Gate Bipolar Translator,简称为IGBT,包括金属氧化物半导体管、绝缘栅双极晶体管和三极管在内的开关管,均是高速低功耗开关管。

优选地,由于MOSFET(通常包括增强型和耗尽型两种)的漏电流更小,且可靠性更高,因此,一实施例是选用第一桥臂的开关管为P型MOSFET,第二桥臂的开关管为N型MOSFET,第四桥臂的开关管为P型MOSFET,第三桥臂的开关管为N型MOSFET。

其中,对于N型MOSFET而言,Vgs≥Vt时,才有沟道形成,此时在漏-源极间加上正向电压Vds,才有漏极电流产生,其中,Vgs为栅源电压,Vt为开通电压,Vds为源漏电压。

同理,对于P型MOSFET而言,Vgs≤Vt时,才有沟道形成,此时在漏-源极间加上负向电压Vds,才有漏极电流产生,其中,Vgs为栅源电压,Vt为开通电压,Vds为源漏电压。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第二限流电阻,设于金属氧化物半导体管的栅极、源极和漏极中的至少一个电极,和/或设于绝缘栅双极晶体管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,和/或设于三极管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,用于对开关单元进行限流保护。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第二限流电阻按照上述方式接入于任一桥臂的开关管,能够有效地降低桥臂被击穿的可能性,另外,也进一步地提高了电桥电路对自保持继电器进行触发控制的可靠性和及时性。

另外,处于进一步地降低驱动控制电路的功耗的角度出发,第二限流电阻的取值范围为0.1欧姆~30欧姆(包括端点),但不限于此。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第一驱动器件,第一驱动器件设有一个第一驱动信号输出端,第一桥臂的驱动端与第二桥臂的驱动端连接至第一驱动信号输出端;其中,第一驱动信号输出端向第一桥臂的驱动端和第二桥臂的驱动端输出高电平驱动信号,或第一驱动信号输出端向第一桥臂的驱动端和第二桥臂的驱动端输出低电平驱动信号。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,第一驱动信号输出端即作为一个控制端口同时驱动第一桥臂和第二桥臂,也即通过设置一个第一驱动器件,在上述一实施例中,第一桥臂和第二桥臂包括反型开关管,即可使第一控制端接收到高电平脉冲信号或低电平脉冲信号。

譬如,第一桥臂的开关管为P型MOSFET,第二桥臂的开关管为N型MOSFET,且第一桥臂的P型MOSFET的漏极连接至直流源,P型MOSFET的源极连接至第二桥臂的N型MOSFET的漏极,第二桥臂的N型MOSFET的源极接地线,若第一驱动信号输出端向第一桥臂的P型MOSFET和第二桥臂的N型MOSFET输出高电平驱动信号,则第一桥臂截止,第二桥臂导通,自保持继电器的第一控制端接收到低电平脉冲信号,同理,若第一驱动信号输出端向第一桥臂的P型MOSFET和第二桥臂的N型MOSFET输出低电平驱动信号,则自保持继电器的第一控制端接收到高电平脉冲信号。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第一驱动器件包括以下至少一种:金属氧化物半导体管、绝缘栅双极晶体管和三极管。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第一驱动器件设为上述开关管,有利于进一步地降低驱动控制电路的功耗和响应延时,同时也有利于提升电路可靠性。

优选地,第一驱动器件选取为绝缘栅双极晶体管。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第三限流电阻,设于金属氧化物半导体管的栅极、源极和漏极中的至少一个电极,和/或设于绝缘栅双极晶体管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,和/或设于三极管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,用于对第一驱动器件进行限流保护。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第三限流电阻设于第一驱动器件的三端,能够有效地降低第一驱动器件被过流信号干扰或击穿的可能性,进一步地提高了电桥电路对自保持继电器控制的可靠性。

另外,处于进一步地降低驱动控制电路的功耗的角度出发,第三限流电阻的取值范围为0.1欧姆~30欧姆(包括端点),但不限于此。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第二驱动器件,第二驱动器件设有一个第二驱动信号输出端,第三桥臂的驱动端与第四桥臂的驱动端连接至第二驱动信号输出端;其中,第二驱动信号输出端向第三桥臂的驱动端和第四桥臂的驱动端输出高电平驱动信号,或第二驱动信号输出端向第三桥臂的驱动端和第四桥臂的驱动端输出低电平驱动信号。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,第二驱动信号输出端即作为一个控制端口同时驱动第三桥臂和第四桥臂,也即通过设置一个第二驱动器件,在上述一实施例中,第三桥臂和第四桥臂包括反型开关管,即可使第二控制端接收到高电平脉冲信号或低电平脉冲信号。

譬如,第四桥臂的开关管为P型MOSFET,第三桥臂的开关管为N型MOSFET,且第四桥臂的P型MOSFET的漏极连接至直流源,P型MOSFET的源极连接至第三桥臂的N型MOSFET的漏极,第三桥臂的N型MOSFET的源极接地线,若第二驱动信号输出端向第四桥臂的P型MOSFET和第三桥臂的N型MOSFET输出高电平驱动信号,则第四桥臂截止,第三桥臂导通,自保持继电器的第二控制端接收到低电平脉冲信号,同理,若第二驱动信号输出端向第四桥臂的P型MOSFET和第三桥臂的N型MOSFET输出低电平驱动信号,则自保持继电器的第二控制端接收到高电平脉冲信号。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第二驱动器件包括以下至少一种:金属氧化物半导体管、绝缘栅双极晶体管和三极管。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第二驱动器件设为上述开关管,有利于进一步地降低驱动控制电路的功耗和响应延时,同时也有利于提升电路可靠性。

优选地,第二驱动器件选取为绝缘栅双极晶体管。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第四限流电阻,设于金属氧化物半导体管的栅极、源极和漏极中的至少一个电极,和/或设于绝缘栅双极晶体管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,和/或设于三极管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,用于对第二驱动器件进行限流保护。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第四限流电阻设于第二驱动器件的三端,能够有效地降低第二驱动器件被过流信号干扰或击穿的可能性,进一步地提高了电桥电路对自保持继电器控制的可靠性。

另外,处于进一步地降低驱动控制电路的功耗的角度出发,第四限流电阻的取值范围为0.1欧姆~30欧姆(包括端点),但不限于此。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:正温度系数温敏电阻,正温度系数温敏电阻并联于自保持继电器,正温度系数温敏电阻被配置为对电网系统输入的电能进行限流处理,其中,自保持继电器的动触头处于断开状态时,电网系统输入的电能经正温度系统温敏电阻对负载供电,或自保持继电器的动触头处于导通状态时,电网系统输入的电能经自保持继电器的动触头对负载供电。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,正温度系数通常是指Positive Temperature Coefficient,因此,正温度系数温敏电阻通常被简称为PTC,也即若自保持继电器的动触头处于断开状态,电网系统输入的电能经PTC对负载供电,若电能过大,则PTC的温度骤升,进而导致PTC阻值增大,以阻断过流信号,若自保持继电器的动触头处于导通状态时,则电网系统输入的电能经自保持继电器的动触头对负载供电,且电能经自保持继电器的动触头的功耗很低,有利于提升供电能效。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:整流元件,接入于自保持继电器与负载之间,整流元件被配置为将电网系统输出的交流电信号转换为直流电信号,直流电信号被配置为向负载供电。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将整流元件接入于自保持继电器与负载之间,以将交流电信号转换为直流电信号,进而能够对直流电信号的功率因数进行调整,以调整负载的运行频率和工作效率。

其中,整流元件通常为桥式结构,且每个桥臂包括一个二极管,任一二极管的阴极与以相邻二极管的阳极相接,以及任一二极管的阳极与另一相邻二极管的阴极相接。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:容性元件,设于整流元件的输出端与负载的输入端之间,用于滤除整流元件与负载之间的交流信号。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将容性元件设于整流元件与负载的输入端之间,一方面,容性元件有助于降低上电过程中纹波信号对负载的冲击,另一方面,容性元件通常是具备储能功能的,因此,容性元件上负载电势差足够大时,能够启动负载。

其中,容性元件可以是一个或多个电容,以串联/或并联的方式接入,譬如,容性元件可以是一个电解电容,也可以是薄膜电容,但不限于此。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,负载包括以下至少一种:直流电机、交流电机、灯管、显示器和蜂鸣器。

根据本实用新型的第二方面的实施例,还提出了一种家电设备,包括:负载;如上述任一项技术方案限定驱动控制电路,驱动控制电路,驱动控制电路接入于电网系统与负载之间,驱动控制电路被配置为控制电网系统向负载供电。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,家电设备包括空调器、电冰箱、风扇、烹饪器具、照明设备、影音设备和清洁设备中的至少一种。

根据本实用新型实施例的家电设备,具备上述驱动控制电路的全部技术效果,在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的驱动控制电路的示意图;

图2示出了根据本实用新型的另一个实施例的驱动控制电路的示意图;

图3示出了根据本实用新型的另一个实施例的驱动控制电路的示意图;

图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的驱动控制电路的示意图;

图5示出了根据本实用新型的另一个实施例的驱动控制电路的示意图;

图6示出了根据本实用新型的另一个实施例的驱动控制电路的示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合图1至图6对根据本实用新型的实施例的驱动控制电路进行具体说明。

如图1至图6所示,根据本实用新型的实施例的驱动控制电路,包括:自保持继电器,自保持继电器的动触头接入于电网系统AC中,能够控制电网系统AC向负载供电;电桥电路,电桥电路被配置为向自保持继电器的控制端输出脉冲信号,脉冲信号为高电平脉冲信号或低电平脉冲信号,其中,若自保持继电器的第一控制端Pi1接收到高电平脉冲信号,同时,自保持继电器的第二控制端Pi2接收到低电平脉冲信号,则自保持继电器的动触头进行动作切换,并在接收下一个脉冲信号前保持上一次动作切换后的状态,动作切换为由闭合切换至断开,或由断开切换至闭合。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过在驱动控制电路中设置自保持继电器,由于自保持继电器是一种机械式继电器,通电后可以通过机械结构自保持,而无需持续通电,这对于长时间处于工作状态的场合而言,大大减少了能耗,其工作时间越长,平均能耗越少,同时,降低了漏电、器件升温带来的受损风险,从而延长了上述驱动控制电路中各元器件的使用寿命。

另外,通过采用电桥电路向自保持继电器的控制端输出脉冲信号,不仅有利于进一步地降低驱动控制电路的功耗,也有利于提升自保持继电器进入导通状态或闭合状态的可靠性。

具体地,传统意义上的电桥电路通常是包含电阻、电容或电感的,由于对电桥电路的可靠性和功耗的要求越来越高,因此,将低功耗的开关元件接入于电桥电路的桥臂中,不仅有利于降低功耗,提升可靠性,也有利于进一步地缩短电桥电路的响应时间,并且,经过大量实验验证,所有类型的电桥电路均能满足本申请的应用需求。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,电桥电路中设有四个桥臂,任一桥臂设有一个开关单元(如图1至图6所示M1、M2、M3和M4),若开关单元导通,则对应的桥臂导通,若开关单元截止,则对应的桥臂截止。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过在电桥电路中的每个桥臂设置开关单元,不仅开关单元的功耗更低,而且电桥电路输出为可靠性更高的高电平脉冲信号和低电平脉冲信号,进而提升了电桥电路对自保持继电器控制的可靠性。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,四个桥臂为依次连接的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂,第一桥臂与第二桥臂之间的公共端Po1连接至自保持继电器的第一控制端Pi1,第三桥臂与第四桥臂之间的公共端Po2连接至自保持继电器的第二控制端Pi2,第一桥臂与第四桥臂之间的公共端连接至直流源VCC,第二桥臂与第三桥臂之间的公共端连接至地线GND,其中,若第一桥臂导通,同时,第二桥臂截止,则第一控制端Pi1接收到高电平脉冲信号,若第一桥臂截止,同时,第二桥臂导通,则第一控制端Pi1接收到低电平脉冲信号,若第四桥臂导通,同时,第三桥臂截止,则第二控制端Pi2接收到高电平脉冲信号,若第四桥臂截止,同时,第三桥臂导通,则第二控制端Pi2接收到低电平脉冲信号。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过设置四个桥臂为依次连接的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂,并且按照上述连接方式将电桥电路与自保持继电器进行连接,其中,第一桥臂与第二桥臂之间的公共端Po1连接至第一控制端Pi1,第三桥臂与第四桥臂之间的公共端Po2连接至第二控制端Pi2,也即通过控制四个桥臂的截止或导通来调整自保持继电器的动作切换,不仅能够降低功耗,并且能够缩短控制自保持继电器的动作延迟,进一步地提升对负载进行过流保护的可靠性和及时性。

进一步地,若四个桥臂中相对的两个桥臂的导通状态相同(均导通或均截止),且相邻的两个桥臂导通状态相反(若一个桥臂导通,则另一个桥臂截止),则自保持继电器的两个控制端可以分别接收到高电平脉冲信号和低电平脉冲信号,也即可以进行动作切换。

实施例一:

如图2所示,根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,第一限流电阻即串联于电桥电路与直流源VCC之间的Rd,用于对电桥电路进行限流保护。

实施例二:

如图3所示,根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,第一限流电阻即串联于电桥电路与地线GND之间的Rg,用于对电桥电路进行限流保护。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过设置第一限流电阻对电桥电路进行限流保护,一方面,有利于降低电网系统AC中的过流信号对电桥电路的冲击,另一方面,在电桥电路中的任一桥臂出现短路故障时,能够降低短路电流开关单元的冲击。

譬如,若第一桥臂和第二桥臂同时导通,且并无任何限流电阻与上述两个桥臂串联,则会直流源VCC与地线GND之间的电势差足以击穿第一桥臂的开关单元,以及第二桥臂中的开关单元,不仅会导致电桥电路的故障,也会导致自保持继电器失效,进而导致自保持继电器丧失了对负载进行交流过流保护的作用。

其中,直流源VCC的电压取值通常为5V、12V或24V,但不限于此,第一限流电阻的取值范围为0.1欧姆~30欧姆(包括端点),但不限于此,只要通过设置第一限流电阻使流经电桥电路的电流小于开关元件的过流电流即可。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,若第一桥臂中的开关单元与第二桥臂中的开关单元中的一个开关单元为P型开关管,则第一桥臂中的开关单元与第二桥臂中的开关单元中的另一个开关单元为N型开关管,若第三桥臂中的开关单元与第四桥臂中的开关单元中的一个开关单元为P型开关管,则第三桥臂中的开关单元与第四桥臂中的开关单元中的另一个开关单元为N型开关管。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过设置第一桥臂和第二桥臂为反型开关管,以及将第三桥臂和第四桥臂设为反型开关管,首先,开关管具备低导通电压、低功耗和低延时等显著优点,提高了电桥电路对自保持继电器控制的可靠性和及时性,另外,进一步地降低了驱动控制电路的功耗。

优选地,可以采用一个控制端口同时向第一桥臂和第二桥臂输出控制信号,由于两个桥臂设为反型开关管,譬如,若控制信号为高电平,则第一桥臂和第二桥臂中仅一个桥臂导通,同时另一个桥臂截止,同理,可以采用一个控制端口同时向第三桥臂和第四桥臂输出控制信号,不仅简化了电路设计的复杂度和硬件成本,也有效地降低了第一桥臂和第二桥臂直通、第三桥臂和第四桥臂直通的可能性。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,开关单元包括以下至少一种:金属氧化物半导体管、绝缘栅双极晶体管和三极管。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,金属氧化物半导体管是指Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,简称为MOSFET,绝缘栅双极晶体管是指Insulated Gate Bipolar Translator,简称为IGBT,包括金属氧化物半导体管、绝缘栅双极晶体管和三极管在内的开关管,均是高速低功耗开关管。

优选地,由于MOSFET(通常包括增强型和耗尽型两种)的漏电流更小,且可靠性更高,因此,一实施例是选用第一桥臂的开关管为P型MOSFET(如图1至图6所示的M1),第二桥臂的开关管为N型MOSFET(如图1至图6所示的M2),第四桥臂的开关管为P型MOSFET(如图1至图6所示的M4),第三桥臂的开关管为N型MOSFET(如图1至图6所示的M3)。

其中,对于N型MOSFET而言,Vgs≥Vt时,才有沟道形成,此时在漏-源极间加上正向电压Vds,才有漏极电流产生,其中,Vgs为栅源电压,Vt为开通电压,Vds为源漏电压。

同理,对于P型MOSFET而言,Vgs≤Vt时,才有沟道形成,此时在漏-源极间加上负向电压Vds,才有漏极电流产生,其中,Vgs为栅源电压,Vt为开通电压,Vds为源漏电压。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第二限流电阻,设于金属氧化物半导体管的栅极、源极和漏极中的至少一个电极,和/或设于绝缘栅双极晶体管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,和/或设于三极管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,用于对开关单元进行限流保护。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第二限流电阻按照上述方式接入于任一桥臂的开关管,能够有效地降低桥臂被击穿的可能性,另外,也进一步地提高了电桥电路对自保持继电器进行触发控制的可靠性和及时性。

另外,处于进一步地降低驱动控制电路的功耗的角度出发,第二限流电阻的取值范围为0.1欧姆~30欧姆(包括端点),但不限于此。

实施例三:

如图4所示,第一桥臂的开关管M1为P型MOSFET,第二桥臂的开关管M2为N型MOSFET,第四桥臂的开关管M4为P型MOSFET,第三桥臂的开关管M3为N型MOSFET,一个第一限流电阻Rs1接入于开关管M1的源极与开关管M2的漏极之间,另一个第二限流电阻Rs2接入于开关管M4的源极与开关管M3的漏极之间。

实施例四:

如图5所示,第一桥臂的开关管M1为P型MOSFET,第二桥臂的开关管M2为N型MOSFET,第四桥臂的开关管M4为P型MOSFET,第三桥臂的开关管M3为N型MOSFET,一个第二限流电阻Rz1接入于开关管M1的源极与开关管M2的漏极之间,另一个第二限流电阻Rz2接入于开关管M4的源极与开关管M3的漏极之间。

实施例五:

如图5所示,第一桥臂的开关管M1为P型MOSFET,第二桥臂的开关管M2为N型MOSFET,第四桥臂的开关管M4为P型MOSFET,第三桥臂的开关管M3为N型MOSFET,一个第二限流电阻Rk1接入于开关管M1的漏极与直流源VCC之间,另一个第二限流电阻Rk2接入于开关管M4的漏极与直流源VCC之间。

实施例六:

如图6所示,第一桥臂的开关管M1为P型MOSFET,第二桥臂的开关管M2为N型MOSFET,第四桥臂的开关管M4为P型MOSFET,第三桥臂的开关管M3为N型MOSFET,一个第二限流电阻Re1接入于开关管M2的源极与地线之间,另一个第二限流电阻Re2接入于开关管M3的源极与地线之间。

实施例七:

在上述任一实施例中,开关管M1的栅极接入一个第二限流电阻Rg1的一端,此第二限流电阻Rg1的另一端Pc1与直流源VCC之间接入一分压电阻Rc1。

实施例八:

在上述任一实施例中,开关管M2的栅极接入一个第二限流电阻Rg2,的一端,此第二限流电阻Rg2的另一端Pc1与直流源VCC之间接入一分压电阻Rc1。

实施例九:

在上述任一实施例中,开关管M3的栅极接入一个第二限流电阻Rg3,的一端,此第二限流电阻Rg3的另一端Pc2与直流源VCC之间也接入分压电阻Rc2。

实施例十:

在上述任一实施例中,开关管M4的栅极接入一个第二限流电阻Rg4,的一端,此第二限流电阻Rg4的另一端Pc2与直流源VCC之间也接入分压电阻Rc2。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第一驱动器件Q1,第一驱动器件Q1设有一个第一驱动信号输出端,第一桥臂的驱动端与第二桥臂的驱动端连接至第一驱动信号输出端;其中,第一驱动信号输出端向第一桥臂的驱动端和第二桥臂的驱动端输出高电平驱动信号,或第一驱动信号输出端向第一桥臂的驱动端和第二桥臂的驱动端输出低电平驱动信号。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,第一驱动信号输出端即作为一个控制端口同时驱动第一桥臂和第二桥臂,也即通过设置一个第一驱动器件Q1,在上述一实施例中,第一桥臂和第二桥臂包括反型开关管,即可使第一控制端Pi1接收到高电平脉冲信号或低电平脉冲信号。

譬如,第一桥臂的开关管为P型MOSFET,第二桥臂的开关管为N型MOSFET,且第一桥臂的P型MOSFET的漏极连接至直流源VCC,P型MOSFET的源极连接至第二桥臂的N型MOSFET的漏极,第二桥臂的N型MOSFET的源极接地线GND,若第一驱动信号输出端向第一桥臂的P型MOSFET和第二桥臂的N型MOSFET输出高电平驱动信号,则第一桥臂截止,第二桥臂导通,自保持继电器的第一控制端Pi1接收到低电平脉冲信号,同理,若第一驱动信号输出端向第一桥臂的P型MOSFET和第二桥臂的N型MOSFET输出低电平驱动信号,则自保持继电器的第一控制端Pi1接收到高电平脉冲信号。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第一驱动器件Q1包括以下至少一种:金属氧化物半导体管、绝缘栅双极晶体管和三极管。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第一驱动器件Q1设为上述开关管,有利于进一步地降低驱动控制电路的功耗和响应延时,同时也有利于提升电路可靠性。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第三限流电阻,设于金属氧化物半导体管的栅极、源极和漏极中的至少一个电极,和/或设于绝缘栅双极晶体管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,和/或设于三极管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,用于对第一驱动器件Q1进行限流保护。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第三限流电阻设于第一驱动器件Q1的三端,能够有效地降低第一驱动器件Q1被过流信号干扰或击穿的可能性,进一步地提高了电桥电路对自保持继电器控制的可靠性。

在上述任一实施例中,优选地,第一驱动器件Q1选取为绝缘栅双极晶体管,且为NPN型三极管,第一驱动器件Q1的集电极连接至第一驱动信号输出端(即端Pc1),第一驱动器件Q1的发射极连接至地线GND,第一驱动器件Q1的基极连接至控制器的一个输出端口Pd1,输出端口Pd1与第一驱动器件Q1的基极之间接入一第三限流电阻Rb1,第一驱动器件Q1的基极与发射极之间接入有另一第三限流电阻Rbe1。

上述控制器可以是驱动控制电路的整体控制器或单独为继电器配置的控制器,譬如,MCU、CPU、嵌入式设备和逻辑计算器等,但不限于此。

另外,处于进一步地降低驱动控制电路的功耗的角度出发,第三限流电阻的取值范围为0.1欧姆~30欧姆(包括端点),但不限于此。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第二驱动器件Q2,第二驱动器件Q2设有一个第二驱动信号输出端,第三桥臂的驱动端与第四桥臂的驱动端连接至第二驱动信号输出端;其中,第二驱动信号输出端向第三桥臂的驱动端和第四桥臂的驱动端输出高电平驱动信号,或第二驱动信号输出端向第三桥臂的驱动端和第四桥臂的驱动端输出低电平驱动信号。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,第二驱动信号输出端即作为一个控制端口同时驱动第三桥臂和第四桥臂,也即通过设置一个第二驱动器件Q2,在上述一实施例中,第三桥臂和第四桥臂包括反型开关管,即可使第二控制端Pi2接收到高电平脉冲信号或低电平脉冲信号。

譬如,第四桥臂的开关管为P型MOSFET,第三桥臂的开关管为N型MOSFET,且第四桥臂的P型MOSFET的漏极连接至直流源VCC,P型MOSFET的源极连接至第三桥臂的N型MOSFET的漏极,第三桥臂的N型MOSFET的源极接地线GND,若第二驱动信号输出端向第四桥臂的P型MOSFET和第三桥臂的N型MOSFET输出高电平驱动信号,则第四桥臂截止,第三桥臂导通,自保持继电器的第二控制端Pi2接收到低电平脉冲信号,同理,若第二驱动信号输出端向第四桥臂的P型MOSFET和第三桥臂的N型MOSFET输出低电平驱动信号,则自保持继电器的第二控制端Pi2接收到高电平脉冲信号。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第二驱动器件Q2包括以下至少一种:金属氧化物半导体管、绝缘栅双极晶体管和三极管。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第二驱动器件Q2设为上述开关管,有利于进一步地降低驱动控制电路的功耗和响应延时,同时也有利于提升电路可靠性。

优选地,第二驱动器件Q2选取为绝缘栅双极晶体管。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:第四限流电阻,设于金属氧化物半导体管的栅极、源极和漏极中的至少一个电极,和/或设于绝缘栅双极晶体管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,和/或设于三极管的基极、发射极和集电极中的至少一个电极,用于对第二驱动器件Q2进行限流保护。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将第四限流电阻设于第二驱动器件Q2的三端,能够有效地降低第二驱动器件Q2被过流信号干扰或击穿的可能性,进一步地提高了电桥电路对自保持继电器控制的可靠性。

在上述任一实施例中,优选地,第二驱动器件Q2选取为绝缘栅双极晶体管,且为NPN型三极管,第二驱动器件Q2的集电极连接至第二驱动信号输出端(即端Pc2),第二驱动器件Q2的发射极连接至地线GND,第二驱动器件Q2的基极连接至控制器的一个输出端口Pd2,输出端口Pd2与第二驱动器件Q2的基极之间接入一第三限流电阻Rb2,第二驱动器件Q2的基极与发射极之间接入有另一第三限流电阻Rbe2。

与第一驱动器件Q1相同的是,上述控制器可以是驱动控制电路的整体控制器或单独为继电器配置的控制器,譬如,MCU、CPU、嵌入式设备和逻辑计算器等,但不限于此。

另外,处于进一步地降低驱动控制电路的功耗的角度出发,第四限流电阻的取值范围为0.1欧姆~30欧姆(包括端点),但不限于此。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:正温度系数温敏电阻Rptc,正温度系数温敏电阻Rptc并联于自保持继电器,正温度系数温敏电阻Rptc被配置为对电网系统AC输入的电能进行限流处理,其中,自保持继电器的动触头处于断开状态时,电网系统AC输入的电能经正温度系统温敏电阻Rptc对负载供电,或自保持继电器的动触头处于导通状态时,电网系统AC输入的电能经自保持继电器的动触头对负载供电。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,正温度系数通常是指Positive Temperature Coefficient,因此,正温度系数温敏电阻Rptc通常被简称为PTC,也即若自保持继电器的动触头处于断开状态,电网系统AC输入的电能经PTC对负载供电,若电能过大,则PTC的温度骤升,进而导致PTC阻值增大,以阻断过流信号,若自保持继电器的动触头处于导通状态时,则电网系统AC输入的电能经自保持继电器的动触头对负载供电,且电能经自保持继电器的动触头的功耗很低,有利于提升供电能效。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:整流元件,接入于自保持继电器与负载之间,整流元件被配置为将电网系统AC输出的交流电信号转换为直流电信号,直流电信号被配置为向负载供电。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将整流元件接入于自保持继电器与负载之间,以将交流电信号转换为直流电信号,进而能够对直流电信号的功率因数进行调整,以调整负载的运行频率和工作效率。

其中,整流元件通常为桥式结构,且每个桥臂包括一个二极管,任一二极管的阴极与以相邻二极管的阳极相接,以及任一二极管的阳极与另一相邻二极管的阴极相接。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,还包括:容性元件C,设于整流元件的输出端与负载的输入端之间,用于滤除整流元件与负载之间的交流信号。

根据本实用新型实施例的驱动控制电路,通过将容性元件C设于整流元件与负载的输入端之间,一方面,容性元件C有助于降低上电过程中纹波信号对负载的冲击,另一方面,容性元件C通常是具备储能功能的,因此,容性元件C上负载电势差足够大时,能够启动负载。

其中,容性元件C可以是一个或多个电容,以串联/或并联的方式接入,譬如,容性元件C可以是一个电解电容,也可以是薄膜电容,但不限于此。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,负载包括以下至少一种:直流电机、交流电机、灯管、显示器和蜂鸣器。

根据本实用新型的第二方面的实施例,还提出了一种家电设备,包括:负载;如上述任一项技术方案限定驱动控制电路,驱动控制电路,驱动控制电路接入于电网系统AC与负载之间,驱动控制电路被配置为控制电网系统AC向负载供电。

根据本实用新型上述实施例的驱动控制电路,优选地,家电设备包括空调器、电冰箱、风扇、烹饪器具、照明设备、影音设备和清洁设备中的至少一种。

以上结合附图详细说明了本实用新型的技术方案,考虑到相关技术中的技术问题,本实用新型提出了一种驱动控制电路和家电设备,通过在驱动控制电路中设置自保持继电器,由于自保持继电器是一种机械式继电器,通电后可以通过机械结构自保持,而无需持续通电,这对于长时间处于工作状态的场合而言,大大减少了能耗,其工作时间越长,平均能耗越少,同时,降低了漏电、器件升温带来的受损风险,从而延长了上述驱动控制电路中各元器件的使用寿命。

本实用新型实施例方法中的步骤能够根据实际需要进行顺序调整、合并和删减,本实用新型实施例中的部件可以根据实际需要进行合并、划分和删减。以上仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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