用于继电器的保护控制方法、装置与流程

本发明涉及继电器技术领域，特别涉及一种用于继电器的保护控制装置以及一种用于继电器的保护控制方法。

背景技术：

目前，使用继电器进行控制加热的产品比较多，但是，当继电器的控制电路失效时，很可能使继电器一直处于导通状态以给负载进行加热，从而带来安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种用于继电器的保护控制装置，能够在继电器的控制电路失效时对继电器进行保护，提高了继电器的可靠性。

本发明的另一个目的在于提出一种用于继电器的保护控制方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种用于继电器的保护控制装置，包括：第一驱动模块，所述第一驱动模块与继电器线圈的第一端相连；第一检测模块，所述第一检测模块与所述继电器线圈的第一端相连，所述第一检测模块用于检测所述继电器线圈的第一端的电压以获得第一电压；第二驱动模块，所述第二驱动模块与所述继电器线圈的第二端相连；第二检测模块，所述第二检测模块与所述继电器线圈的第二端相连，所述第二检测模块用于检测所述继电器线圈的第二端的电压以获得第二电压；控制模块，所述控制模块分别与所述第一驱动模块、所述第一检测模块、所述第二驱动模块和所述第二检测模块相连，所述控制模块根据所述第一电压和所述第二电压以及输出到所述第一驱动模块和所述第二驱动模块的控制信号判断所述继电器的当前控制电路是否失效，并在判断所述继电器的当前控制电路失效时通过控制所述第一驱动模块和所述第二驱动模块以对所述继电器进行保护控制。

根据本发明实施例的用于继电器的保护控制装置，通过第一检测模块检测继电器线圈的第一端的电压以获得第一电压，并通过第二检测模块检测继电器线圈的第二端的电 压以获得第二电压，控制模块根据第一电压和第二电压以及输出到第一驱动模块和第二驱动模块的控制信号判断继电器的当前控制电路是否失效，并在判断继电器的当前控制电路失效时通过控制第一驱动模块和第二驱动模块以对继电器进行保护控制，从而有效提高了继电器的可靠性。

根据本发明的一个实施例，当所述控制模块根据所述第一电压和输出到所述第一驱动模块的控制信号判断所述继电器线圈的第一端失控时，其中，所述控制模块通过控制所述第二驱动模块以使所述第一电压和所述第二电压相等，以关断所述继电器；或者所述控制模块通过所述第二驱动模块控制所述继电器线圈的第二端，以使所述继电器处于正常的导通或关断状态。

根据本发明的另一个实施例，当所述控制模块根据所述第二电压和输出到所述第二驱动模块的控制信号判断所述继电器线圈的第二端失控时，其中，所述控制模块通过控制所述第一驱动模块以使所述第一电压和所述第二电压相等，以关断所述继电器；或者所述控制模块通过所述第一驱动模块控制所述继电器线圈的第一端，以使所述继电器处于正常的导通或关断状态。

在本发明的一些实施例中，所述第一驱动模块与所述第二驱动模块的电路结构相同。

根据本发明的一个实施例，所述第一驱动模块具体包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制模块相连；第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第一开关管的第二端与预设电源相连；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述控制模块相连；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第二电阻的另一端相连，所述第二开关管的第二端与所述第一开关管的第三端相连，所述第二开关管的第三端接地，其中，所述第二开关管的第二端与所述第一开关管的第三端之间具有第一节点，所述第一节点与所述继电器线圈的第一端相连。

优选地，所述第一开关管和所述第二开关管可以为三极管或MOS管。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种用于继电器的保护控制方法，所述继电器的保护控制装置包括第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块与继电器线圈的第一端相连，所述第二驱动模块与所述继电器线圈的第二端相连，所述保护控制方法包括以下步骤：检测所述继电器线圈的第一端的电压以获得第一电压，并检测所述继电器线圈的第二端的电压以获得第二电压；根据所述第一电压和所述第二电压以及输出到所述第一驱动模块和所述第二驱动模块的控制信号判断所述继电器的当前控制电路是否失效；如果判断所述继电器的当前控制电路失效，则通过控制所述第一驱动 模块和所述第二驱动模块以对所述继电器进行保护控制。

根据本发明实施例的用于继电器的保护控制方法，首先检测继电器线圈的第一端的电压以获得第一电压，并检测继电器线圈的第二端的电压以获得第二电压，然后根据第一电压和第二电压以及输出到第一驱动模块和第二驱动模块的控制信号判断继电器的当前控制电路是否失效，如果判断继电器的当前控制电路失效，则通过控制第一驱动模块和第二驱动模块以对继电器进行保护控制，从而有效提高了继电器的可靠性。

根据本发明的一个实施例，根据所述第一电压和输出到所述第一驱动模块的控制信号判断所述继电器线圈的第一端失控时，其中，通过控制所述第二驱动模块以使所述第一电压和所述第二电压相等，以关断所述继电器；或者通过所述第二驱动模块控制所述继电器线圈的第二端，以使所述继电器处于正常的导通或关断状态。

根据本发明的另一个实施例，根据所述第二电压和输出到所述第二驱动模块的控制信号判断所述继电器线圈的第二端失控时，其中，通过控制所述第一驱动模块以使所述第一电压和所述第二电压相等，以关断所述继电器；或者通过所述第一驱动模块控制所述继电器线圈的第一端，以使所述继电器处于正常的导通或关断状态。

本发明附加的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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的用于继电器的保护控制装置的方框示意图；

图2为根据本发明一个实施例的用于继电器的保护控制装置的电路图；

图3为根据本发明另一个实施例的用于继电器的保护控制装置的电路图；以及

图4为根据本发明实施例的用于继电器的保护控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并 且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图来描述本发明实施例提出的用于继电器的保护控制装置以及用于继电器的保护控制方法。

图1为根据本发明实施例的用于继电器的保护控制装置的方框示意图。如图1所示，该用于继电器的保护控制装置包括第一驱动模块10、第一检测模块20、第二驱动模块30、第二检测模块40和控制模块50。

其中，第一驱动模块10与继电器线圈K的第一端相连，第一检测模块20与继电器线圈K的第一端相连，第一检测模块20用于检测继电器线圈K的第一端的电压以获得第一电压，第二驱动模块30与继电器线圈K的第二端相连，第二检测模块40与继电器线圈K的第二端相连，第二检测模块40用于检测继电器线圈K的第二端的电压以获得第二电压，控制模块50分别与第一驱动模块10、第一检测模块20、第二驱动模块30和第二检测模块40相连，控制模块50根据第一电压和第二电压以及输出到第一驱动模块10和第二驱动模块30的控制信号判断继电器的当前控制电路是否失效，并在判断继电器的当前控制电路失效时通过控制第一驱动模块10和第二驱动模块30以对继电器进行保护控制。

根据本发明的一个实施例，当控制模块50根据第一电压和输出到第一驱动模块10的控制信号判断继电器线圈K的第一端失控时，其中，控制模块50通过控制第二驱动模块30以使第一电压和第二电压相等，以关断继电器；或者控制模块50通过第二驱动模块30控制继电器线圈K的第二端，以使继电器处于正常的导通或关断状态。

根据本发明的另一个实施例，当控制模块50根据第二电压和输出到第二驱动模块30的控制信号判断继电器线圈K的第二端失控时，其中，控制模块50通过控制第一驱 动模块10以使第一电压和第二电压相等，以关断继电器；或者控制模块50通过第一驱动模块10控制继电器线圈K的第一端，以使继电器处于正常的导通或关断状态。

在本发明的一些实施例中，第一驱动模块10与第二驱动模块30的电路结构相同。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，第一驱动模块10具体包括第一电阻R1、第一开关管Q1、第二电阻R2和第二开关管Q2，其中，第一电阻R1的一端与控制模块50相连，第一开关管Q1的第一端与第一电阻R1的另一端相连，第一开关管Q1的第二端与预设电源VCC相连，第二电阻R2的一端与控制模块50相连，第二开关管Q2的第一端与第二电阻R2的另一端相连，第二开关管Q2的第二端与第一开关管Q1的第三端相连，第二开关管Q2的第三端接地GND，其中，第二开关管Q2的第二端与第一开关管Q1的第三端之间具有第一节点J1，第一节点J1与继电器线圈K的第一端相连。

优选地，第一开关管Q1和第二开关管Q2可以为三极管或MOS管。

由于上述实施例中的第一驱动模块10和第二驱动模块30的电路结构相同，因此这里不再对第二驱动模块30的电路结构进行描述。

根据本发明的一个具体示例，如图3所示，第一检测模块20和第二检测模块40的电路结构相同，并且第一检测模块20由第五电阻R5构成，其中，第五电阻R5的一端与第一节点J1相连，第五电阻R5的另一端与控制模块50如MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)相连。可以理解的是，第一检测模块20和第二检测模块40的电路结构也可以不同，只要能够及时并准确地检测出第一电压和第二电压即可。

下面结合图3来详细描述本发明实施例的用于继电器的保护控制装置的工作原理。

传统的继电器的控制装置是使继电器线圈的第一端与预设电源一直处于导通状态，通过控制继电器线圈的第二端与地之间的连接来控制继电器的通断。但是，在该控制装置中，如果继电器的控制端失效，例如，控制电路发生短路或者控制端的端口损坏等，都将导致继电器处于持续导通状态，从而使得交流电源一直给负载提供电能，带来安全隐患。

而对于本发明来说，如图3所示，当继电器的常开触点需要吸合以使交流电源给负载供电时，可以通过两种控制方式实现继电器常开触点的吸合：第一，MCU的第一信号端P1.0输出低电平以使第一开关管Q1导通，从而使预设电源VCC给继电器线圈K的第一端供电，同时，MCU的第六信号端P1.5输出高电平以使第四开关管Q4导通，从而使继电器线圈K的第二端接地GND，形成电流通路，继电器线圈K得电后，继电器的常开触点吸合，交流电源给负载供电；第二，MCU的第三信号端P1.2输出高电平以使第二开关管Q2导通，从而使继电器线圈K的第一端接地GND，同时，MCU的第 四信号端P1.3输出低电平以使第三开关管Q3导通，从而使预设电源VCC给继电器线圈K的第二端供电，形成电流通路，继电器线圈K得电后，继电器的常开触点吸合，交流电源给负载供电。

而对继电器进行保护的原理为：MCU的第二信号端P1.1通过第五电阻R5获取当前继电器线圈K的第一端的电压以获得第一电压，并判断第一电压是预设电源VCC的电压还是地GND的电压，并与第一信号端P1.0和第三信号端P1.2输出的控制信号进行比较，以判断第一电压和第一信号端P1.0和第三信号端P1.2输出的控制信号是否符合控制规则，如果不符合控制规则，则表示控制电路如第一驱动模块10失效。

例如，当第一电压为预设电源VCC的电压，而第一信号端P1.0输出的控制信号以及第三信号端P1.0输出的控制信号均为高电平时，表示第一驱动模块10失效，此时通过MCU的第四信号端P1.3输出低电平以使第三开关管Q3导通，从而使得继电器线圈K两端的电压均为预设电源VCC的电压，进而使继电器关断。当然，为了使继电器能够继续正常工作，也可以通过MCU的第六信号端P1.5输出高电平以使第四开关管Q4导通，从而使继电器继续工作。

当第一电压为地GND的电压，而第一信号端P1.0输出的控制信号以及第三信号端P1.2输出的控制信号均为低电平时，也表示控制电路如第一驱动模块10失效，此时通过MCU的第六信号端P1.5输出高电平以使第四开关管Q4导通，从而使得继电器线圈K两端的电压为地GND的电压，进而使继电器关断。当然，为了使继电器能够继续正常工作，也可以通过第四信号端P1.3输出低电平以使第三开关管Q3导通，从而使继电器继续工作。

可以理解的是，当控制电路如第二驱动模块30失效时，对继电器进行保护的原理与第一驱动模块10失效时的保护原理相同，这里就不再描述了。

总之，当MCU检测到继电器线圈K的一端出现控制失效时，MCU通过控制继电器线圈K的另一端的驱动模块使继电器线圈K的另一端的电压与失效端的电压相等，以关断继电器，实现继电器控制失效时的自保护。同时，也可以通过控制继电器线圈K的另一端的电压来实现继电器的导通和关断，使继电器能够正常工作。

综上所述，根据本发明实施例的用于继电器的保护控制装置，通过第一检测模块检测继电器线圈的第一端的电压以获得第一电压，并通过第二检测模块检测继电器线圈的第二端的电压以获得第二电压，控制模块根据第一电压和第二电压以及输出到第一驱动模块和第二驱动模块的控制信号判断继电器的当前控制电路是否失效，并在判断继电器的当前控制电路失效时通过控制第一驱动模块和第二驱动模块以对继电器进行保护控 制，从而有效提高了继电器的可靠性。

图4为根据本发明实施例的用于继电器的保护控制方法的流程图，其中，继电器的保护控制装置包括第一驱动模块和第二驱动模块，第一驱动模块与继电器线圈的第一端相连，第二驱动模块与继电器线圈的第二端相连。如图4所示，该用于继电器的保护控制方法包括以下步骤：

S1，检测继电器线圈的第一端的电压以获得第一电压，并检测继电器线圈的第二端的电压以获得第二电压。

S2，根据第一电压和第二电压以及输出到第一驱动模块和第二驱动模块的控制信号判断继电器的当前控制电路是否失效。

S3，如果判断继电器的当前控制电路失效，则通过控制第一驱动模块和第二驱动模块以对继电器进行保护控制。

根据本发明的一个实施例，根据第一电压和输出到第一驱动模块的控制信号判断继电器线圈的第一端失控时，其中，通过控制第二驱动模块以使第一电压和第二电压相等，以关断继电器；或者通过第二驱动模块控制继电器线圈的第二端，以使继电器处于正常的导通或关断状态。

根据本发明的另一个实施例，根据第二电压和输出到第二驱动模块的控制信号判断继电器线圈的第二端失控时，其中，通过控制第一驱动模块以使第一电压和第二电压相等，以关断继电器；或者通过第一驱动模块控制继电器线圈的第一端，以使继电器处于正常的导通或关断状态。

具体地，传统的继电器的控制方法是使继电器线圈的第一端与预设电源一直处于导通状态，通过控制继电器线圈的第二端与地之间的连接来控制继电器的通断。但是，在该控制方法中，如果继电器的控制端失效，例如，控制电路发生短路或者控制端的端口损坏等，都将导致继电器处于持续导通状态，从而使得交流电源一直给负载提供电能，带来安全隐患。

而对于本发明来说，可以通过两种控制方式实现继电器的导通：第一，通过控制第一驱动模块以使预设电源给继电器线圈的第一端供电，同时，通过控制第二驱动模块以使继电器线圈的第二端接地，从而形成电流通路使继电器导通；第二，通过控制第一驱动模块以使继电器线圈的第一端接地，同时，通过控制第二驱动模块以使预设电源给继电器线圈的第二端供电，从而形成电流通路使继电器导通。

根据本发明的一个具体示例，如图3所示，MCU的第一信号端P1.0输出低电平以使第一开关管Q1导通，从而使预设电源VCC给继电器线圈K的第一端供电，同时， MCU的第六信号端P1.5输出高电平以使第四开关管Q4导通，从而使继电器线圈K的第二端接地GND，形成电流通路，继电器线圈K得电后，继电器的常开触点吸合，交流电源给负载供电；或者MCU的第三信号端P1.2输出高电平以使第二开关管Q2导通，从而使继电器线圈K的第一端接地GND，同时，MCU的第四信号端P1.3输出低电平以使第三开关管Q3导通，从而使预设电源VCC给继电器线圈K的第二端供电，形成电流通路，继电器线圈K得电后，继电器的常开触点吸合，交流电源给负载供电。

而对继电器进行保护的原理为：检测继电器线圈的第一端的电压以获得第一电压，并检测继电器线圈的第二端的电压以获得第二电压，根据第一电压和第二电压以及输出到第一驱动模块和第二驱动模块的控制信号判断继电器的当前控制电路是否符合控制规则，如果不符合控制规则，则判断当前控制电路失效。

根据本发明的一个具体示例，如图3所示，当第一电压为预设电源VCC的电压，而第一信号端P1.0输出的控制信号以及第三信号端P1.0输出的控制信号均为高电平时，表示控制电路如第一驱动模块失效，此时通过MCU的第四信号端P1.3输出低电平以使第三开关管Q3导通，从而使得继电器线圈K两端的电压均为预设电源VCC的电压，进而使继电器关断。当然，为了使继电器能够继续正常工作，也可以通过MCU的第六信号端P1.5输出高电平以使第四开关管Q4导通，从而使继电器继续工作。

当第一电压为地GND的电压，而第一信号端P1.0输出的控制信号以及第三信号端P1.2输出的控制信号均为低电平时，也表示控制电路如第一驱动模块失效，此时通过MCU的第六信号端P1.5输出高电平以使第四开关管Q4导通，从而使得继电器线圈K两端的电压为地GND的电压，进而使继电器关断。当然，为了使继电器能够继续正常工作，也可以通过第四信号端P1.3输出低电平以使第三开关管Q3导通，从而使继电器继续工作。

可以理解的是，当第二电压、第四信号端P1.3和第六信号端P1.5输出的控制信号不符合控制规则时，对继电器进行保护的原理与上述原理相同，这里就不再描述了。

总之，当MCU检测到继电器线圈K的一端出现控制失效时，MCU通过控制继电器线圈K的另一端的驱动模块使继电器线圈K的另一端的电压与失效端的电压相等，以关断继电器，实现继电器控制失效时的自保护。同时，也可以通过控制继电器线圈K的另一端的电压来实现继电器的导通和关断，使继电器能够正常工作。

根据本发明实施例的用于继电器的保护控制方法，首先检测继电器线圈的第一端的电压以获得第一电压，并检测继电器线圈的第二端的电压以获得第二电压，然后根据第一电压和第二电压以及输出到第一驱动模块和第二驱动模块的控制信号判断继电器的 当前控制电路是否失效，如果判断继电器的当前控制电路失效，则通过控制第一驱动模块和第二驱动模块以对继电器进行保护控制，从而有效提高了继电器的可靠性。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模 块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。