专利名称：继电器节能驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种节能控制领域，尤其是涉及继电器电路中的节能驱动控制。
背景技术：
由于通过继电器可以较小的驱动电流控制较大的隔离电路，即可利用弱电控制强点，因此在控制领域中大量使用。传统的技术一般三极管来控制继电器的导通，即在使用继电器的电路回路中接入三极管，以NPN三极管为例，将NPN三级管的集电极和发射极接入继电器电路的控制回路，NPN三极管的基极接控制信号。当控制信号为高电平时，NPN三极管导通，电流通过继电器， 使继电器动作吸合；当控制信号为低电平时，NPN三极管关断，继电器失电释放。由于在继电器动作和保持过程中均需要三极管处于导通状态，以致动作和保持电流相同，而继电器保持状态只需较小的电流即可，因此以上设备，继电器处于保持状态时会产生较多的热，容易造成继电器老化，缩短了继电器的使用寿命，浪费了电能。
发明内容
为了解决以上问题，提高继电器的使用寿命和节约电能，本发明利用减小继电器处于保持状态时线圈两端的电压的方法，提供一种继电器节能驱动电路。本发明所采用的技术方案为，继电器节能驱动电路，包括电源处理模块、滤波稳压模块、节能方波输出模块和负载驱动模块，12V电压经过电源处理模块处理后得到稳定12V电压，一方面为负载驱动模块提供电源，另一方面到达滤波稳压模块的输入端，将经滤波稳压模块处理后得到的5V直流电压和模拟输入电压送入节能方波输出模块，节能方波输出模块输出方波信号加载在负载驱动模块上，负载驱动模块的采样电压送回节能方波输出模块，所述电源处理模块由第一滤波电感和第一稳压二极管组成。稳定12V电压经第一滤波电容和第一限流电阻后，一方面到达稳压模块，经稳压模块处理后，输出5V的直流电压，经第二滤波电容滤波后，进入节能方波输出模块；另一方面经第一分压电阻、第二分压电阻、第二限流电阻和第一电容处理后得到模拟输入电压，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联后接地，第一电容并联在第二分压电阻的两端，所述第二限流电阻的一端接第一分压电阻和第二分压电阻的共接端，另一端输出的模拟输入电压输送到节能方波输出模块。经滤波稳压模块处理得到的5V直流电压经第三限流电阻后与第三分压电阻进行分压，一部分为第一比较器的反相输入端提供2. 5V的电压，另一部分经第一电阻为第二比较器的同相输入端提供2. 5V的电压；第一比较器的输出端通过第一反馈比较放大电阻接第一比较器的同相输入端，通过第一上拉电阻接5V直流电压，同时经过第四限流电阻和延时电路到达第二比较器的反相输入端，所述延时电路由延时电路电阻、延时电路二极管和第二电容组成。第二比较器的输出端一方面通过反馈电阻接第二比较器的同相输入端，另一方面通过第二电阻并从第一二极管的正极进入到达第三比较器的同相输入端，第一二极管的负极通过第三电阻与接地端子相连，通过第二上拉电阻接5V直流电压；第三比较器的输出端一方面通过第二反馈比较放大电阻接第三比较器的同相输入端，另一方面通过第三上拉电阻接5V直流电压，同时通过第四电阻和第四电容构成的滤波电路输出方波信号；第四比较器的输出端接第二二极管的正极，第二二极管的负极一方面通过第五电阻和第三电容构成的滤波电路接第三比较器的反相输入端，另一方面通过第六电阻接第四比较器的反向输入端和第七电阻的一端，第七电阻的另一端与接地端子相连，第四比较器的同相输入端接采样电压。继电器的一端接稳定12V电压，另一端依次通过第二场效应管的DS极、第一场效应管的DS极、采样电阻和第二滤波电感接12V电压的负极；第三二极管的正极和第四二极管的负极一起接稳定12V电压，第三二极管的负极通过第九电阻接第二场效应管的G极，第四二极管的正极接继电器和第二场效应管的共接端；第二稳压二极管、第八电阻、第五电容并联后，第二稳压二极管的负极所在端接第二场效应管的G极，第二稳压二极管的正极所在端接第二场效应管的S极，第一场效应管的G极输入方波信号，第一场效应管的S极输出 米样电压。本发明的有益效果为继电器吸合稳定后，用低于继电器额定电压的电压来保持继电器处于吸合状态，在电阻不变的情况下，减小了继电器的电压，从而减小电流，减小发热量，继电器消耗功率仅为节能前的1/10，节约了电能，提高了继电器的使用寿命。
图I为本发明的系统结构框图；图2为本发明的滤波稳压模块的电路原理图；图3为本发明的节能方波输出模块的电路原理图；图4为本发明的负载驱动模块的电路原理图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。如图I所示，继电器节能驱动电路，包括电源处理模块100、滤波稳压模块200、节能方波输出模块300和负载驱动模块400，12V电压+VDC经过电源处理模块100处理后得到稳定12V电压VCC+12，一方面为负载驱动模块400提供电源，另一方面到达滤波稳压模块200的输入端，将经滤波稳压模块200处理后得到的5V直流电压VCC+5和模拟输入电压IN3+送入节能方波输出模块300，节能方波输出模块300输出方波信号OUT加载在负载驱动模块400上，负载驱动模块400的采样电压IN+4送回节能方波输出模块300。所述电源处理模块由第一滤波电感LI和第一稳压二极管D9组成(如图4)。如图2所不，稳定12V电压VCC+12经第一滤波电容C6和第一限流电阻R21后,一方面到达稳压模块，经稳压模块处理后，输出5V的直流电压VCC+5，经第二滤波电容C7滤波后，进入节能方波输出模块300;另一方面经第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、第二限流电阻R18和第一电容Cl处理后得到模拟输入电压IN3+，所述第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2串联后接地，第一电容Cl并联在第二分压电阻R2的两端，所述第二限流电阻R18的一端接第一分压电阻Rl和第二分压电阻R2的共接端，另一端输出的模拟输入电压IN3+输送到节能方波输出模块300。如图3所示，节能方波输出模块300包括一个由四位比较放大器构成的芯片，经滤波稳压模块200处理得到的5V直流电压VCC+5经第三限流电阻R4后与第三分压电阻R5进行分压，一部分为第一比较器A的反相输入端提供2. 5V的电压，另一部分经第一电阻R20为第二比较器B的同相输入端提供2. 5V的电压。第一比较器A的输出端通过第一反馈比较放大电阻R3接第一比较器A的同相输入端，通过第一上拉电阻R23接5V直流电压VCC+5，同时经过第四限流电阻R6和延时电路到达第二比较器B的反相输入端，所述延时电路由延时电路电阻R7、延时电路二极管D2和第二电容C2组成。当模拟输入电压IN3+的电压大于
2.5V时，第一比较器A的输出端输出高电位(在IC领域所说的高电位是5V，地电位是0V)；当模拟输入电压IN3+的电压小于2. 5V时,第一比较器A的输出端输出低电位。当第一比 较器A的输出端为高电位时，经限流电阻R6和延时电路到达第二比较器B的反相输入端。第二比较器B的输出端一方面通过反馈电阻R8接第二比较器B的同相输入端，另一方面通过第二电阻R19并从第一二极管D3的正极进入到达第三比较器C的同相输入端，第一二极管D3的负极通过第三电阻RlO与接地端子GND相连，通过第二上拉电阻R9接5V直流电压VCC+5 ;第三比较器C的输出端一方面通过第二反馈比较放大电阻Rll接第三比较器C的同相输入端，另一方面通过第三上拉电阻R22接5V直流电压VCC+5，同时通过第四电阻R12和第四电容C4构成的滤波电路输出方波信号OUT。第四比较器D的输出端接第二二极管D4的正极，第二二极管D4的负极一方面通过第五电阻R13和第三电容C3构成的滤波电路接第三比较器C的反相输入端，另一方面通过第六电阻R14接第四比较器D的反向输入端和第七电阻R15的一端，第七电阻R15的另一端与接地端子GND相连，第四比较器D的同相输入端接采样电压IN+4。如图4所示，12V电压+VDC经过第一滤波电感LI和第一稳压二极管处理后得到稳定12V电压VCC+12，继电器Kl的一端接稳定12V电压VCC+12，另一端依次通过第二场效应管Q2的DS极、第一场效应管Ql的DS极、采样电阻Rs和第二滤波电感L2接12V电压的负极-VDC ;第三二极管D8的正极和第四二极管D6的负极一起接稳定12V电压VCC+12，第三二极管D8的负极通过第九电阻R17接第二场效应管Q2的G极，第四二极管D6的正极接继电器Kl和第二场效应管Q2的共接端。第二稳压二极管D5、第八电阻R16、第五电容C5并联后，第二稳压二极管D5的负极所在端接第二场效应管Q2的G极，第二稳压二极管D5的正极所在端接第二场效应管Q2的S极，第一场效应管Ql的G极输入方波信号0UT，第一场效应管Ql的S极输出采样电压IN+4。稳定12V电压VCC+12经过第三二极管D8，第九电阻R17限流后到达由第二稳压二极管D5，第八电阻R16和第五电容C5组成的5V的稳压电路，为第二场效应管Q2的G极提供开启电压。当第一场效应管Ql的G极有高电位时，第一场效应管Ql的DS极导通，电流经继电器K1、第二场效应管Q2的DS极、第一场效应管Ql的DS极，再到取样电阻RS和第二滤波电感L2，最后流到电源的负极，继电器Kl吸合；当第一场效应管Ql的G极为低电位时，继电器Kl断开。当继电器Kl的吸合与断开的时间在很短的时间内时，继电器Kl的吸合与断开的动作来不及动作的时候，继电器Kl处于吸合保持状态，为继电器Kl线圈提供保持的电压，起到节能作用。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.继电器节能驱动电路，其特征在于包括电源处理模块、滤波稳压模块、节能方波输出模块和负载驱动模块，12V电压经过电源处理模块处理后得到稳定12V电压，一方面为负载驱动模块提供电源，另一方面到达滤波稳压模块的输入端，经滤波稳压模块处理后得到的5V直流电压和模拟输入电压送入节能方波输出模块,节能方波输出模块输出方波信号加载到负载驱动模块上，负载驱动模块的采样电压送回节能方波输出模块，所述电源处理模块由第一滤波电感和第一稳压二极管组成； 稳定12V电压经第一滤波电容和第一限流电阻后，一方面到达稳压模块，经稳压模块处理后，输出5V的直流电压，经第二滤波电容滤波后，进入节能方波输出模块；另一方面经第一分压电阻、第二分压电阻、第二限流电阻和第一电容处理后得到模拟输入电压，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联后接地，第一电容并联在第二分压电阻的两端，所述第二限流电阻的一端接第一分压电阻和第二分压电阻的共接端，另一端输出的模拟输入电压输送到节能方波输出模块； 经滤波稳压模块处理得到的5V直流电压经第三限流电阻后与第三分压电阻进行分压，一部分为第一比较器的反相输入端提供2. 5V的电压，另一部分经第一电阻为第二比较器的同相输入端提供2. 5V的电压；第一比较器的输出端通过第一反馈比较放大电阻接第一比较器的同相输入端，通过第一上拉电阻接5V直流电压，同时经过第四限流电阻和延时电路到达第二比较器的反相输入端，所述延时电路由延时电路电阻、延时电路二极管和第二电容组成； 第二比较器的输出端一方面通过反馈电阻接第二比较器的同相输入端，另一方面通过第二电阻并从第一二极管的正极进入到达第三比较器的同相输入端，第一二极管的负极通过第三电阻与接地端子相连，通过第二上拉电阻接5V直流电压；第三比较器的输出端一方面通过第二反馈比较放大电阻接第三比较器的同相输入端，另一方面通过第三上拉电阻接5V直流电压，同时通过第四电阻和第四电容构成的滤波电路输出方波信号；第四比较器的输出端接第二二极管的正极，第二二极管的负极一方面通过第五电阻和第三电容构成的滤波电路接第三比较器的反相输入端，另一方面通过第六电阻接第四比较器的反向输入端和第七电阻的一端，第七电阻的另一端与接地端子相连，第四比较器的同相输入端接采样电压； 继电器的一端接稳定12V电压,另一端依次通过第二场效应管的DS极、第一场效应管的DS极、采样电阻和第二滤波电感接12V电压的负极；第三二极管的正极和第四二极管的负极一起接稳定12V电压，第三二极管的负极通过第九电阻接第二场效应管的G极，第四二极管的正极接继电器和第二场效应管的共接端；第二稳压二极管、第八电阻、第五电容并联后，第二稳压二极管的负极所在端接第二场效应管的G极，第二稳压二极管的正极所在端 接第二场效应管的S极，第一场效应管的G极输入方波信号，第一场效应管的S极输出采样电压。
全文摘要
本发明公开了一种继电器节能驱动电路，包括电源处理模块、滤波稳压模块、节能方波输出模块和负载驱动模块，12V电压经过电源处理模块处理后得到稳定12V电压，一方面为负载驱动模块提供电源，另一方面到达滤波稳压模块的输入端，经滤波稳压模块处理后得到的5V直流电压和模拟输入电压送入节能方波输出模块，节能方波输出模块输出方波信号加载到负载驱动模块上，继电器吸合；继电器吸合后，负载驱动模块得到采样电压，并把采样电压送回节能方波输出模块。继电器吸合稳定后，用低于继电器额定电压的电压来保持继电器处于吸合状态，在电阻不变的情况下，通过减小电压而减小发热量，继电器消耗功率仅为节能前的1/10，节约了电能，提高了继电器的使用寿命。
文档编号H01H47/02GK102709117SQ201110075110
公开日2012年10月3日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者丁赟, 周军, 陈旭东 申请人:上海西艾爱电子有限公司