一种新型低功耗继电器驱动装置的制作方法

本实用新型涉及一种新型低功耗继电器驱动装置。

背景技术：

继电器(Relay)是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），其作用是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。被广泛应用于电力电子领域。

因此设计一种继电器驱动电路也变得尤为重要，在设计继电器的驱动电路时要考虑继电器线圈自身存在的功耗，因为其存在内阻。

申请号201711241779.6公开可降低继电器功耗的控制系统，包括：可控DCDC模块、可控开关、继电器及继电器控制器；可控DCDC模块用于接收继电器控制器的电压控制信号，根据电压控制信号输出继电器控制电压；可控开关用于接收继电器控制器的开关控制信号，并根据开关控制信号为继电器提供供电电压；继电器用于接收供电电压，进而使能开关动作；继电器控制器用于判断继电器的状态是否为吸合状态，若是，则控制可控DCDC模块输出预设继电器电压。本发明通过设有继电器控制器及可控DCDC模块，使得可以进行对继电器的供电进行调节。本发明通过控制继电器吸合后的线圈电压减少为额定电压的一半，可以确保继电器吸合状态不变的情况下，使继电器的维持功耗降为额定功耗的1/2。

申请号201711434516.涉及一种低功耗集成继电器控制系统，包括主控单元、继电器、锁止单元和位置检测单元；所述继电器、锁止单元和位置检测单元分别与所述主控单元电连接；所述主控单元控制所述继电器得电或失电，且得电与失电分别对应所述继电器闭合与断开；所述的锁止单元受所述主控单元控制，其动作限制所述继电器内部机械运动，使继电器在失电状态下保持闭合；所述位置检测单元检测所述继电器触点闭合或断开的状态，并将该状态发送至主控单元。

申请号：201621248034.3涉及一种继电器控制电路及开关电源。一种继电器控制电路，用于与开关电源内的继电器电性连接，以对继电器的通断进行控制。继电器控制电路包括：第一控制电路，用于使继电器的控制线圈得电以使得继电器吸合。第一控制电路一端与继电器控制线圈的电流输出端连接，另一端接地。以及第二控制电路，用于在继电器正常工作时，增大继电器控制线圈所在供电回路的电阻阻值来降低继电器的功耗。第二控制电路一端与继电器控制线圈的电流输出端连接，另一端接地。上述继电器控制电路可降低开关电源中继电器的功耗。

另外，图2和图3是二种常用的继电器驱动电路。

技术实现要素：

本实用新型目的在于：提供一种新型低功耗继电器驱动装置，在充分考虑继电器线圈自身存在功耗的同时，满足继电器的吸合电压要远大于维持电压。

本实用新型目的通过下述方案实现：一种新型低功耗继电器驱动装置，有二路继电器供电电源一、二为继电器供电，所述的继电器供电电源一的供电电压U1远小于继电器供电电源二的供电电压U2，继电器供电电源一的供电电压U1经PNP三极管一Q1、二极管一D1与继电器输入端电连接，继电器另一端接地；

继电器供电电源二的供电电压U2经PNP三极管二Q2、二极管二D2与继电器输入端电连接，所述的继电器供电电源二的供电电压U2通过阻值远大于继电器线圈内阻Rrelay的K级电阻R1电连接至三极管二Q2发射极，一电容C1一端连接在K级电阻R1和三极管二正端，Q2发射极间，一端接地，其中，

所述的PNP三极管一、二Q1、Q2的集电极分别连接二极管一、二D1、D2正极，PNP三极管一、二Q1、Q2的驱动信号为PWM；

当继电器供电电源二的供电电压U2通过电阻R1向电容C1充电时，电容C1的电压VC1为继电器供电电源二的供电电压U2的电压；

当驱动信号PWM给PNP三极管一、二Q1、Q2一个高电平驱动信号使其导通，电容C1的电压VC1大于继电器线圈内阻Rrelay两端电压，二极管二D2导通，此时继电器线圈内阻Rrelay两端电压为U2，继电器导通；

由于电阻R1阻值远大于继电器线圈内阻Rrelay，因此，电容C1的充电速度远小于电容C1的放电速度，继电器线圈内阻Rrelay两端电压Vrelay逐渐降低，当Vrelay<U1时，二极管一D1导通，由继电器供电电源一U1维持继电器电压。

在上述方案基础上，所述的二极管一、二D1、D2为肖特基二极管。

在继电器的供电电压为U2时，本发明功耗与如图2和图3现有技术比较：

本发明中，由于维持继电器电压的供电电源一的电压U1远小于继电器供电电源二的电压U2，其功耗P1见式1：

式1；

图2中，供电电源U2使继电器导通和维持继电器工作电压，而维持继电器电压的是需扣除电阻R2的功耗，因此图2损耗P2为电阻R2的损耗+继电器内阻的损耗，如式2所示：

式2；

图3中，供电电源U2使继电器导通，同时供电电源U2又是维持继电器电压，因此，损耗P3为继电器内阻的损耗，见式3所示：

式3；

继电器的功率损耗为：P1<P2<P3，同时，图2中的电阻R2取值不能过大，否则会影响继电器的维持电压，而本实用新型克服了图2的缺陷。

本实用新型具有低功耗、稳定性高、成本低等优点，可以应用于光伏、汽车、UPS、通信等领域。

附图说明

图1，本实用新型继电器驱动电路原理图；

图2，一种常见的继电器驱动电路原理图；

图3，另一种常见的继电器驱动电路原理图。

具体实施方式

一种新型低功耗继电器驱动装置，如图1所示，有二路继电器供电电源一、二的供电电压U1、U2，所述的继电器供电电源一的供电电压U1远小于继电器供电电源二的供电电压U2，其中

所述的继电器供电电源一的供电电压U1经PNP三极管一Q1、肖特基二极管一D1与继电器输入端电连接，继电器另一端接地；

继电器供电电源二的供电电压U2经PNP三极管二Q2、肖特基二极管二D2与继电器输入端电连接，所述的继电器供电电源二的供电电压U2通过阻值远大于继电器线圈内阻Rrelay的K级电阻R1电连接至三极管二Q2发射极，一电容C1一端连接在K级电阻R1和三极管二正端，Q2发射极间，一端接地；

所述的PNP三极管一、二Q1、Q2的集电极分别连接二极管一、二D1、D2正极，PNP三极管一、二Q1、Q2的驱动信号为PWM；

状态一：当继电器供电电源二的供电电压U2通过电阻R1向电容C1充电时，电容C1的电压VC1为继电器供电电源二的供电电压U2的电压；

状态二：当驱动信号PWM给PNP三极管一、二Q1、Q2一个高电平驱动信号使其导通，电容C1的电压VC1大于继电器线圈内阻Rrelay两端电压，二极管二D2导通，此时继电器线圈内阻Rrelay两端电压为U2，继电器导通；

状态三：由于电阻R1阻值远大于继电器线圈内阻Rrelay，因此，电容C1的充电速度远小于电容C1的放电速度，继电器线圈内阻Rrelay两端电压Vrelay逐渐降低，当Vrelay<U1时，二极管一D1导通，由继电器供电电源一U1维持继电器电压。

本实用新型在充分考虑继电器线圈自身存在功耗的同时，满足继电器的吸合电压要远大于维持电压，本实用新型该驱动电路具有低功耗、稳定性高、成本低等优点，可以应用于光伏、汽车、UPS、通信等领域。