一种继电器控制电路的制作方法

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种继电器控制电路。

背景技术：

继电器有动作电压和保持电压两个参数，其中，继电器动作电压，即继电器从断开状态切换到吸合状态的电压，继电器控制端超过该电压值时继电器才会吸合；继电器保持电压，即继电器维持吸合状态的电压，继电器控制器端电压大于等于该电压继电器才能维持吸合状态。

现有技术中，常用的继电器控制电路是在继电器两端加一个超过动作电压的控制电压来控制继电器的吸合，且一直维持该电压让继电器一直保持吸合的状态，这种做法的缺点在于不适合低功耗场合的使用，使用超过动作电压的控制电压来保持继电器的吸合比较浪费能量。

或者，在有些电路中，通过控制器去采集继电器控制电压来判断继电器目前是否处于吸合状态，如果吸合则通过控制器去控制电路将电压降到原有电压的二分之一，从而达到降低功耗的目的。显然，上述方案在电路上较为复杂，需要一个控制器去进行检测判断，成本上也会相应增加。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种继电器控制电路，包括输入电源、降压开关电源芯片、延时组件、控制信号输入端及控制电压输出端；其中：

所述输入电源、所述延时组件、所述控制信号输入端及所述控制电压输出端分别与所述降压开关电源芯片的各个引脚连接；

所述控制信号输入端，用于接收控制信号；其中，所述控制信号包括低电平信号或高电平信号；

所述降压开关电源芯片，用于根据所述控制信号对继电器和/或所述继电器的控制电压进行控制，以使所述继电器保持吸合状态时，所述继电器的控制电压与继电器保持电压一致；其中，所述继电器保持电压低于继电器动作电压；

所述延时组件，用于在所述继电器吸合后进行延时操作，以使所述继电器的控制电压在所述延时操作的执行过程中由所述继电器动作电压降低至所述继电器保持电压。

在一个实施例中，所述降压开关电源芯片的引脚包括电源信号输入脚、电源信号输出脚、电源反馈引脚及芯片工作使能脚；其中：

所述输入电源与所述降压开关电源芯片的电源信号输入脚连接，所述降压开关电源芯片的电源信号输出脚与所述控制电压输出端连接，所述降压开关电源芯片的电源反馈引脚与所述控制电压输出端连接，所述控制信号输入端与所述降压开关电源芯片的芯片工作使能脚连接，所述延时组件与所述降压开关电源芯片的芯片工作使能脚及电源反馈引脚连接。

在一个实施例中，所述延时组件包括延时电容和延时电阻；其中：

所述延时电容通过所述延时电阻与所述降压开关电源芯片的芯片工作使能脚连接，且通过二极管、反馈电阻及限流电阻连接至所述降压开关电源芯片的电源反馈引脚；

所述延时电容通过所述延时电阻进行充电，以使所述继电器的控制电压在所述充电过程中由所述继电器动作电压降低至所述继电器保持电压。

在一个实施例中，所述降压开关电源芯片包括：

低电平控制模块，用于在接收到所述控制信号为所述低电平信号时，控制所述继电器的控制电压为零；

高电平控制模块，用于在所述控制信号由所述低电平信号转变为所述高电平信号时，控制所述延时电容通过所述延时电阻进行充电，及，控制所述继电器的控制电压在所述充电过程中由所述继电器动作电压开始下降，直至所述继电器保持吸合状态时，所述继电器的控制电压下降至所述继电器保持电压。

在一个实施例中，所述高电平控制模块包括：电压上升控制组件，用于在所述控制信号由所述低电平信号转变为所述高电平信号时，控制所述继电器的控制电压上升至所述继电器动作电压、所述继电器吸合，及，控制所述延时电容充电；

电压下降控制组件，用于在所述充电过程中，控制所述继电器的控制电压由所述继电器动作电压下降至所述继电器保持电压。

在一个实施例中，所述电压下降控制组件还用于：在所述充电过程中，控制所述延时电容的电压上升，及，控制所述继电器的控制电压由所述继电器动作电压开始下降；

在所述延时电容的电压上升的过程中，判断所述延时电容的电压与所述二极管的压降之和是否大于所述降压开关电源芯片的内部基准电压；

若是，则控制所述继电器的控制电压下降至所述继电器保持电压。

在一个实施例中，所述高电平控制模块还包括：继电器断开控制组件，用于在所述控制信号由所述高电平信号转变为所述低电平信号时，控制所述继电器断开。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

采用本申请实施例的技术方案，通过继电器控制电路的控制信号输入端接收控制信号(包括低电平信号或高电平信号)，并通过继电器控制电路的降压开关电源芯片使用控制信号对继电器和/或继电器的控制电压进行控制，以及通过继电器控制电路的延时组件进行延时操作，以使继电器的控制电压在延时操作的执行过程中由继电器动作电压降低至继电器保持电压。可见，该继电器控制电路在输出一个大于动作电压的控制电压来驱动继电器吸合之后，可通过延时组件的延时来控制电压降低至继电器保持电压，由于继电器保持电压只有继电器动作电压的三分之一甚至更小，因此在继电器保持吸合状态时将电压控制在继电器保持电压能够大大降低功耗。此外，该继电器控制电路由于只需在控制信号输入端输入控制信号即可完成对继电器和/或控制电压的控制过程，因此无需增加额外的芯片来检测控制继电器和/或控制电压，因此不会增加电路成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例提供的一种继电器控制电路的示意性框图；

图2是本申请一具体实施例提供的一种继电器控制电路的电路结构图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1是本申请实施例提供的一种继电器控制电路的示意性框图。如图1所示，继电器控制电路包括输入电源110、降压开关电源芯片120、延时组件130、控制信号输入端140及控制电压输出端150；其中：

输入电源110、延时组件130、控制信号输入端140及控制电压输出端150分别与降压开关电源芯片120的各个引脚连接。

控制信号输入端140用于接收控制信号；其中，控制信号包括低电平信号或高电平信号。

降压开关电源芯片120用于根据控制信号对继电器和/或继电器的控制电压进行控制，以使继电器保持吸合状态时，继电器的控制电压与继电器保持电压一致；其中，继电器保持电压低于继电器动作电压。

延时组件130用于在继电器吸合后进行延时操作，以使继电器的控制电压在延时操作的执行过程中由继电器动作电压降低至继电器保持电压。

采用本申请实施例的技术方案，通过继电器控制电路的控制信号输入端接收控制信号(包括低电平信号或高电平信号)，并通过继电器控制电路的降压开关电源芯片使用控制信号对继电器和/或继电器的控制电压进行控制，以及通过继电器控制电路的延时组件进行延时操作，以使继电器的控制电压在延时操作的执行过程中由继电器动作电压降低至继电器保持电压。可见，该继电器控制电路在输出一个大于动作电压的控制电压来驱动继电器吸合之后，可通过延时组件的延时来控制电压降低至继电器保持电压，由于继电器保持电压只有继电器动作电压的三分之一甚至更小，因此在继电器保持吸合状态时将电压控制在继电器保持电压能够大大降低功耗。此外，该继电器控制电路由于只需在控制信号输入端输入控制信号即可完成对继电器和/或控制电压的控制过程，因此无需增加额外的芯片来检测控制继电器和/或控制电压，因此不会增加电路成本。

在一个实施例中，降压开关电源芯片120的引脚包括电源信号输入脚、电源信号输出脚、电源反馈引脚及芯片工作使能脚；其中：

输入电源110与降压开关电源芯片120的电源信号输入脚连接，降压开关电源芯片120的电源信号输出脚与控制电压输出端150连接，降压开关电源芯片120的电源反馈引脚与控制电压输出端150连接，控制信号输入端140与降压开关电源芯片120的芯片工作使能脚连接，延时组件130与降压开关电源芯片120的芯片工作使能脚及电源反馈引脚连接。

在一个实施例中，延时组件130包括延时电容和延时电阻；其中：

延时电容通过延时电阻与降压开关电源芯片120的芯片工作使能脚连接，且通过二极管、反馈电阻及限流电阻连接至降压开关电源芯片120的电源反馈引脚。

延时电容通过延时电阻进行充电，以使继电器的控制电压在充电过程中由继电器动作电压降低至继电器保持电压。

在一个实施例中，降压开关电源芯片120包括：

低电平控制模块，用于在接收到控制信号为低电平信号时，控制继电器的控制电压为零。此时，降压开关电源芯片120的输入电压为零。

高电平控制模块，用于在控制信号由低电平信号转变为高电平信号时，控制延时电容通过延时电阻进行充电，及，控制继电器的控制电压在充电过程中由继电器动作电压开始下降，直至继电器保持吸合状态时，继电器的控制电压下降至继电器保持电压。

在一个实施例中，高电平控制模块包括电压上升控制组件及电压下降控制组件；其中，电压上升控制组件用于在控制信号由低电平信号转变为高电平信号时，控制继电器的控制电压上升至继电器动作电压、继电器吸合，及，控制延时电容充电。电压下降控制组件用于在延时电容的充电过程中，控制继电器的控制电压由继电器动作电压下降至继电器保持电压。

在一个实施例中，电压下降控制组件还用于在延时电容的充电过程中，控制延时电容的电压上升，及，控制继电器的控制电压由继电器动作电压开始下降；在延时电容的电压上升的过程中，判断延时电容的电压与二极管的压降之和是否大于降压开关电源芯片120的内部基准电压；若是，则控制继电器的控制电压下降至继电器保持电压。

在一个实施例中，高电平控制模块还包括继电器断开控制组件，该继电器断开控制组件用于在控制信号由高电平信号转变为低电平信号时，控制继电器断开。

下面通过一具体实施例来说明本申请提供的继电器控制电路。

图2是本申请一具体实施例提供的一种继电器控制电路的电路结构图。如图2所示，继电器控制电路包括输入电源VCC、降压开关电源芯片U1、延时电容C3、延时电阻R6、控制信号输入端及控制电压输出端。CTRL为电路的控制信号，通过控制信号输入端进行输入。控制电压输出端输出继电器的控制电压DC_SW。

输入电源VCC与降压开关电源芯片U1的电源信号输入脚4连接，降压开关电源芯片U1的电源信号输出脚3与控制电压输出端连接，降压开关电源芯片U1的电源反馈引脚5与控制电压输出端连接，控制信号输入端与降压开关电源芯片U1的芯片工作使能脚1连接，延时组件130与降压开关电源芯片U1的芯片工作使能脚1及电源反馈引脚5连接。

此外，继电器控制电路中还包含电容C1、C2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R7，电感L1，二极管D1、D2，以下详细说明该继电器控制电路的工作原理。

继电器的控制电压DC_SW通过电源反馈引脚5的输入电压与降压开关电源芯片U1的内部基准电压Vref之间的大小来调节。输入电源VCC由降压开关电源芯片U1的电源信号输入脚4输入，降压开关电源芯片U1的电源信号输入脚连接有滤波电容C1，滤波电容C1的作用主要是抑制输入电源VCC的纹波，让输入电源VCC更稳定。控制信号CTRL通过电阻R1和R3分压，并连接到降压开关电源芯片U1的芯片工作使能脚1脚来控制降压开关电源芯片U1的工作。降压开关电源芯片U1的电源信号输出脚3输出电源信号，通过电感L1和电容C2的滤波之后得到继电器控制电压DC_SW。R4、R5为反馈电阻，并通过限流电阻R2与降压开关电源芯片U1的电源反馈引脚5相连。反馈电阻R7一端与反馈电阻R2相连，另一端与二极管D2的一端相连；二极管D2的另一端与二极管D1、延时电容C3、延时电阻R6的一端相连；二极管D1的另一端与延时电阻R6的另一端相连，且与控制信号输入端相连。

输入电源VCC为电压稳定不变的电源信号，当控制信号为低电平信号时，降压开关电源芯片U1的芯片工作使能脚1的输入电压为0，小于使能门限值，此时降压开关电源芯片U1不工作，降压开关电源芯片U1的电源信号输出脚3无输出，继电器的控制电压DC_SW为0，继电器不工作，即处于断开状态。当控制信号由低电平信号转变为高电平信号时，通过电阻R1、R3分压，连接到降压开关电源芯片U1的芯片工作使能脚1的电压大于使能门限值，降压开关电源芯片U1开始工作，延时电容C3通过延时电阻R6对其充电，延时电容C3两端的电压为Vc，继电器的控制电压DC_SW的电压值为：

(R4/R5+1)*Vref+(Vref-Vf-Vc)*(R4/R7)，(Vc+Vf)<Vref

(R4/R5+1)*Vref，(Vc+Vf)>Vref

其中，Vf为二极管D2的压降，Vref为降压开关电源芯片U1的内部基准电压。

参照上述公式，降压开关电源芯片U1的工作原理如下：U1的内部有个基准电压Vref，外部比较电压V通过U1的电源反馈引脚5输入，如果外部比较电压V大于内部基准电压Vref，则U1的电源信号输出脚3输出的方波占空比会减小，经过L1和C2整流后得到的电压会下降，流过R4、R5、R7、D2的电流减小，从而导致外部比较电压V的电压也会下降；如果外部比较电压V小于内部基准电压Vref，则U1的电源信号输出脚3输出的方波占空比会增大，经过L1和C2整流后得到的电压会上升，流过R4、R5、R7、D2的电流变大，从而导致外部比较电压V的电压也会上升；以上调整过程会让外部比较电压V无限接近于内部基准电压Vref，等效看做V＝Vref。

具体的，如图2所示的电路中，继电器的控制电压DC_SW会产生流过R4的电流I，经过R4后分成电流I1和I2，且I＝I1+I2；

假设继电器的控制电压DC_SW为Vout；

a、当(Vc+Vf)<V时，电流I2存在，且I2＝(V-Vc-Vf)/R7

I1＝V/R5

Vout＝V+R4*(I1+I2)

Vout＝V+R4*(V/R5+(V-Vc-Vf)/R7)

Vout＝V+(R4*V)/R5+R4*(V-Vc-Vf)/R7

Vout＝V*((R4*R5)+1)+(V-Vc-Vf)*(R4/R7)

由上述降压开关电源芯片U1的工作原理可知，V＝Vref，因此：

Vout＝Vref*(R4*R5+1)+(Vref-Vc-Vf)*(R4/R7)。

b、当(Vc+Vf)>V时，由于二极管的反向截止I2＝0，I＝I1

Vout＝V+R4*I1

Vout＝V+(R4*V)/R5

Vout＝(R4/R5+1)*V

由上述降压开关电源芯片U1的工作原理可知，V＝Vref，因此：

Vout＝(R4/R5+1)*Vref。

由上述分析可知，控制信号CTRL从低电平信号刚转变成高电平信号的一瞬间，Vc的电压值为0，继电器控制电压DC_SW的电压值大于继电器动作电压，此时继电器吸合。随着延时电容C3的充电，延时电容C3的电压值Vc逐渐上升，使得继电器控制电压DC_SW的电压值逐渐下降，当延时电容C3的电压及二极管D2的压降之和(Vc+Vf)大于降压开关电源芯片U1的内部基准电压Vref时，继电器控制电压DC_SW的电压值降低至(R4/R5+1)*Vref，并保持恒定不变，该电压值略大于继电器保持电压，此时继电器保持吸合状态。

当控制信号CTRL变成低电平信号时，降压开关电源芯片U1的芯片工作使能脚1的输入电压为0，小于使能门限值，此时降压开关电源芯片芯片不工作，降压开关电源芯片U1的电源信号输出脚3无输出，继电器控制电压DC_SW的电压值为0，小于继电器保持电压，此时继电器断开。

由上述实施例可看出，继电器控制电路在输出一个大于动作电压的控制电压来驱动继电器吸合之后，可通过延时电容的延时(即充电过程)来控制电压降低至继电器保持电压，由于继电器保持电压只有继电器动作电压的三分之一甚至更小，因此在继电器保持吸合状态时将电压控制在继电器保持电压能够大大降低功耗。此外，该继电器控制电路由于只需在控制信号输入端输入控制信号即可完成对继电器和/或控制电压的控制过程，因此无需增加额外的芯片来检测控制继电器和/或控制电压，因此不会增加电路成本。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。