磁保持继电器驱动电路及具有其的磁保持继电器的制作方法

本实用新型涉及电路设计技术领域，尤其是涉及一种磁保持继电器驱动电路，以及包括该驱动电路的磁保持继电器。

背景技术：

磁保持继电器的工作原理为：在原有的继电器线圈设计之中加入永磁体，在线圈上电后，线圈和永磁体提供的磁场触发继电器吸合；断开线圈的电流后，永磁体的磁场可以维持继电器的吸合状态；若要断开此继电器，则需要给线圈通反向电流，使得线圈产生的磁场与永磁体的磁场相抵消。

常用的磁保持继电器的驱动设计方法有：在继电器内设计两个线圈，由外部的系统控制一个线圈通电，继电器吸合，系统断电后，继电器保持吸合状态，然后给另一个线圈供电提供反向的磁场，继电器断开；或者，由外部的系统控制单线圈继电器，给线圈提供正向或反向电流，但是，在继电器吸合后，当系统异常断电，因为无法给线圈供反向电流，继电器无法断开，在下一次系统恢复电力且未给继电器断开指令时，继电器会一直保持吸合状态，存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有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一种磁保护继电器驱动电路，该驱动电路，在外部断电时，也可以使得磁保护继电器断开，提高安全性。

本实用新型另一个目的在于提出一种具有该驱动电路的磁保持继电器。

为了解决上述问题，本实用新型第一方面实施例的磁保护继电器驱动电路包括：延时触发电路，所述延时触发电路的第一输入端与第一供电端连接，所述延时触发电路的第二输入端与第二供电端连接，用于在所述第一供电端和所述第二供电端有供电时，在预设时间内输出延时触发信号；储能电路，所述储能电路的第一端与所述第一供电端连接，所述储能电路的第二端与所述第二供电端连接，用于在所述第一供电端和所述第二供电端供电时储存电能，以及在所述第一供电端和所述第二供电端断电时，输出第二供电信号；失电触发电路，所述失电触发电路的第一输入端与所述储能电路的第一端连接，所述失电触发电路的第二输入端与所述储能电路的第二端连接，用于在检测到所述供电信号时，输出失电触发信号；桥式驱动电路，所述桥式驱动电路的第一输入端与所述延时触发电路的第一输出端连接，所述桥式驱动电路的第二输入端与所述延时触发电路的第二输出端连接，所述桥式驱动电路的第三输入端与所述失电触发电路的第一输出端连接，所述桥式驱动电路的第四输入端与所述失电触发电路的第二输出端连接，所述桥式驱动电路的第一输出端与所述磁保持继电器线圈的第一端连接，所述桥式驱动电路的第二输出端与所述磁保持继电器线圈的第二端连接，用于在检测到所述延时触发信号时，在预设时间内为所述磁保持继电器线圈提供第一方向的电流，在检测到所述失电触发信号时，为所述磁保持继电器线圈提供第二方向的电流。

根据本实用新型实施例的磁保持继电器驱动电路，在有供电时，通过延时触发电路和桥式驱动电路，可以在延时时间内为磁保持继电器提供吸合所需方向的电流，从而实现在继电器正常吸合，在达到预设时间后，继电器也可以维持吸合，不影响磁保持继电器节省电能、减少线圈发热、减少电磁场辐射和噪声的功能，以及，在无供电时，通过储能电路、失电触发电路和桥式驱动电路，为磁保持继电器线圈的断开所需方向的电流，实现继电器的正常断开，提高安全性。

在一些实施例中，所述延时触发电路包括：延时子电路，所述延时子电路的第一端与所述第一供电端连接，所述延时子电路的第二端与所述第二供电端连接；

第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述延时子电路的第三端连接，所述第一开关管的第一端通过第一电阻、第二电阻与所述第一供电端连接，所述第一开关管的第二端与所述第二供电端连接。

在一些实施例中，所述延时子电路包括：第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第一供电端连接；第一电容，所述第一电容的第一端与所述第三电阻的第二端连接；第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述第一电容的第二端连接；在所述第一电容的第二端与所述第四电阻的第一端之间具有第一节点，所述第一节点与所述第一开关管的控制端连接。

在一些实施例中，所述失电触发电路包括：第五电阻、第六电阻和第一二极管，所述第五电阻的第一端与所述储能电路的第一端连接，所述第六电阻的第一端与所述第五电阻的第二端连接，所述第六电阻的第二端与所述第一二极管的第一端连接，所述第一二极管的第二端与所述第一供电端连接，在所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第一端之间具有第二节点；第二开关管，所述第二开关管的控制端与所述第二节点连接，所述第二开关管的第一端与所述储能电路的第一端连接，所述第二开关管的第二端通过第七电阻和第八电阻与所述储能电路的第二端连接，在所述第七电阻与所述第八电阻之间具有第三节点。

在一些实施例中，所述桥式驱动电路包括：第三开关管，所述第三开关管的控制端连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间，所述第三开关管的第一端与所述第一供电端连接，所述第三开关管的第二端与所述磁保持继电器线圈的第一端连接；

第四开关管，所述第四开关管的控制端分别与所述第一节点和所述第一开关管的控制端连接，所述第四开关管的第一端与所述第二供电端连接，所述第四开关管的第二端与所述磁保持继电器线圈的第二端连接；第五开关管，所述第五开关管的控制端分别与所述第二节点和所述第二开关管的控制端连接，所述第五开关管的第一端与所述储能电路的第一端连接，所述第五开关管的第二端与所述磁保持继电器线圈的第二端连接；第六开关管，所述第六开关管的控制端与所述第三节点连接，所述第六开关管的第一端与所述储能电路的第二端连接，所述第六开关管的第二端与所述磁保持继电器线圈的第一端连接。

在一些实施例中，所述磁保持继电器驱动电路还包括：第一稳压电路，所述第一稳压电路的第一端与所述第一供电端连接，所述第一稳压电路的第二端连接在所述第一电阻和所述第二电阻之间，并与所述第三开关管的控制端连接。

在一些实施例中，所述磁保持继电器驱动电路还包括：第二稳压电路，所述第二稳压电路的第一端与所述储能电路的第二端连接，所述第二稳压电路的第二端分别与所述第三节点和所述第六开关管的控制端连接。

在一些实施例中，所述磁保持继电器驱动电路还包括：隔离电路，所述隔离电路设置在所述延时触发电路和所述失电触发电路之间，用于将所述延时触发电路与所述失电触发电路隔离开。

在一些实施例中，所述第一开关管为n型mos管，所述第二开关管为p型mos管，所述第三开关管为p型mos管，所述第四开关管为n型mos管，所述第一开关管为p型mos管，所述第六开关管为n型mos管。

基于上面实施例的磁保持继电器驱动电路，本实用新型第二方面实施例的磁保持继电器，包括线圈、永磁体和所述的磁保持继电器驱动电路。

根据本实用新型实施例的磁保持继电器，通过采用上面实施例的磁保持继电器驱动电路，可以在外部失电时，驱动继电器断开，提高安全性。

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

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的磁保持继电器驱动电路的功能框图；

图2是根据本实用新型的一个实施例的磁保持继电器驱动电路的电路图；

图3是根据本实用新型的一个实施例的磁保持继电器线圈的电流变化的曲线图；

图4是根据本实用新型的一个实施例的磁保持继电器的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的磁保持继电器驱动电路。

本实用新型实施例的磁保持继电器驱动电路，可以集成于磁保持继电器内部，且避免系统异常断电时继电器无法断开的风险，以及可以使得磁保持继电器像普通继电器的通断电控制状态相同，即在给继电器输入端供电时继电器吸合，停止供电后继电器自然断开。

图1为根据本实用新型的一个实施例的磁保持继电器驱动电路的功能框图，如图1所述，本实用新型实施例的磁保持继电器驱动电路1包括延时触发电路10、储能电路20、失电触发电路30、桥式驱动电路40。

其中，延时触发电路10的第一输入端与第一供电端例如in+连接，延时触发电路10的第二输入端与第二供电端例如in-连接，延时触发电路10用于在第一供电端和所述第二供电端有供电时，在预设时间内输出延时触发信号。

储能电路20的第一端与第一供电端in+连接，储能电路20的第二端与第二供电端in-连接，储能电路20用于在第一供电端in+和第二供电端in-供电时储存电能，以及在第一供电端in+和第二供电端in-断电时，输出供电信号。

失电触发电路30的第一输入端与储能电路20的第一端连接，失电触发电路30的第二输入端与储能电路20的第二端连接，失电触发电路30用于在检测到储能电路20输出的供电信号时，输出失电触发信号。

桥式驱动电路40的第一输入端与延时触发电路10的第一输出端连接，桥式驱动电路40的第二输入端与延时触发电路10的第二输出端连接，桥式驱动电路40的第三输入端与失电触发电路30的第一输出端连接，桥式驱动电路40的第四输入端与失电触发电路30的第二输出端连接，桥式驱动电路40的第一输出端例如out+与磁保持继电器线圈的第一端连接，桥式驱动电路40的第二输出端例如out-与磁保持继电器线圈的第二端连接。

具体地，在磁保持继电器的供电电源正常供电时，第一供电端in+和第二供电端in-输出电流给延时触发电路10，延时触发电路10输出供电延时信号给桥式驱动电路40。同时，通过第一供电端in+和第二供电端in-输出电能给储能电路20，储能电路20储能，并在延时时间内储能电路20充满电。桥式驱动电路40用于在检测到延时触发信号时，在预设时间内为磁保持继电器线圈提供第一方向的电流，例如通过第一输出端out+和第二输出端out-为磁保持继电器线圈提供正向电流，从而使得磁保持继电器吸合，进而在达到延时时间后，桥式驱动电路40停止提供正向电流，但此时磁保持继电器也可以维持吸合。

在磁保持继电器的供电电源故障或异常断电时，第一供电端in+和第二供电端in-停止供电，此时储能电路20输出电能，进而失电触发电路30检测到供电信号，输出失电触发信号给桥式驱动电路40，桥式驱动电路40在检测到该失电触发信号时，为磁保持继电器线圈提供第二方向的电流，例如通过第二输出端out-和第一输出端out+为磁保持继电器线圈提供反向电流，使得线圈产生的磁场与磁保持继电器的永磁体产生的磁场抵消，从而使得继电器断开，避免恢复电力且未给继电器指令时，继电器保持吸合而造成事故等，提高安全性。

根据本实用新型实施例的磁保持继电器驱动电路1，在有供电时，通过延时触发电路10和桥式驱动电路40，可以在延时时间内为磁保持继电器提供吸合所需方向的电流，从而实现在继电器正常吸合，在达到预设时间后，继电器也可以维持吸合，不影响磁保持继电器节省电能、减少线圈发热、减少电磁场辐射和噪声的功能，以及，在无供电时，通过储能电路20、失电触发电路30和桥式驱动电路40，为磁保持继电器线圈的断开所需方向的电流，实现继电器的正常断开，提高安全性。

下面参照图2对每个电路模块进一步说明。

图2为根据本实用新型的一个实施例的磁保护继电器驱动电路的电路图，如图2所示，本实用新型实施例的延时触发电路10包括延时子电路11和第一开关管q1，其中，延时子电路11的第一端与第一供电端in+连接，延时子电路11的第二端与第二供电端in-连接；第一开关管q1的控制端与延时子电路11的第三端连接，第一开关管q1的第一端通过第一电阻r1、第二电阻r2与第一供电端in+连接，第一开关管q1的第二端与第二供电端in-连接。

具体地，在供电端(in+、in-)提供电能例如12v电压时，延时子电路11开始工作，在延时子电路11在充电时，第一开关管q1的控制端的电压逐渐升高，在升高到导通电压值时，第一开关管q1导通，从而输出延时触发信号到桥式驱动电路40，进而桥式驱动电路40为磁保持继电器线圈提供第一方向例如正向电流，继电器吸合，在延时子电路11充满电后，第一开关管q1截止，桥式驱动电路40停止提供正向电流，此时，继电器也可以维持吸合，不影响磁保持继电器节省电能、减少线圈发热、减少电磁场辐射和噪声的功能。

进一步地，延时子电路11可以采用rc延时电路，如图2所示，延时子电路11包括第三电阻r3、第一电容c2、第四电阻r4，其中，第三电阻r3的第一端与第一供电端in+连接；第一电容c2的第一端与第三电阻r3的第二端连接；第四电阻r4的第一端与第一电容c2的第二端连接；在第一电容c2的第二端与第四电阻r4的第一端之间具有第一节点o1，第一节点o1与第一开关管12的控制端连接。

具体地，在供电端(in+、in-)提供电能例如12v电压时，延时子电路11开始工作，在为第一电容c2充电的过程中，第一开关管q1例如n型mos管导通，输出延时触发信号给桥式驱动电路40。

如图2所示，失电触发电路30包括第五电阻r5、第六电阻r6和第一二极管d1、第二开关管q2。其中，第五电阻r5的第一端与储能电路20的第一端连接，第六电阻r6的第一端与第五电阻r5的第二端连接，第六电阻r6的第二端与第一二极管d1的第一端连接，第一二极管d1的第二端与第一供电端in+连接，在第五电阻r5的第二端与第六电阻r6的第一端之间具有第二节点o2；第二开关管q2的控制端与第二节点o2连接，第二开关管q2的第一端与储能电路20的第一端连接，第二开关管q2的第二端通过第七电阻r7和第八电阻r8与储能电路20的第二端连接，在第七电阻r7与第八电阻r8之间具有第三节点o3。

具体地，在供电端停止供电时，储能电路20提供12v电压，此时失电触发电路30开始工作，第二开关管q2导通，输出失电触发信号给桥式驱动电路40，进而桥式驱动电路40为磁保持继电器线圈提供反向电流，因为线圈产生的磁场与永磁体产生的磁场可以抵消，继电器断开，提高安全性。

在实施例中，桥式驱动电路40可以采用四个开光管电路来实现不同供电情况下对磁保持继电器线圈提供不同方向的电流。如图2所示，桥式驱动电路40可以包括第三开关管q3、第四开关管q4、第五开关管q5、第六开关管q6。

其中，第三开关管q3的控制端连接在第一电阻r1和第二电阻r2之间，第三开关管q3的第一端与第一供电端in+连接，第三开关管q3的第二端与磁保持继电器线圈的第一端连接；第四开关管q4的控制端分别与第一节点o1和第一开关管q1的控制端连接，第四开关管q4的第一端与第二供电端in-连接，第四开关管q4的第二端与磁保持继电器线圈的第二端连接；第五开关管q5的控制端分别与第二节点o2和第二开关管q2的控制端连接，第五开关管q5的第一端与储能电路20的第一端连接，第五开关管q5的第二端与磁保持继电器线圈的第二端连接；第六开关管q6的控制端与第三节点o3连接，第六开关管q6的第一端与储能电路20的第二端连接，第六开关管q6的第二端与磁保持继电器线圈的第一端连接。

在一些实施例中，第二开关管为p型mos管，第三开关管为p型mos管，第四开关管为n型mos管，第一开关管为p型mos管，第六开关管为n型mos管。当然，各个开关管也可以为其它类型的开光管例如增强型mos管、场效应管、三极管等可实现本实用新型实施例的开关功能的器件。

在实施例中，如图2所示，磁保持继电器驱动电路1还包括第一稳压电路50，第一稳压电路的第50一端与第一供电端in+连接，第一稳压电路50的第二端连接在第一电阻r1和第二电阻r2之间，并与第三开关管q3的控制端连接。例如第一稳压电路50可以通过稳压管或电容实现，起到稳压的作用。

如图2所示，本实用新型实施例的磁保持继电器驱动电路1还可以包括第二稳压电路60，第二稳压电路60的第一端与储能电路20的第二端连接，第二稳压电路60的第二端分别与第三节点o3和第六开关管q6的控制端连接。在实施例中，第二稳压电路60可以通过稳压管、电容实现，起到稳压的作用。

如图2所示，本实用新型实施例的磁保持继电器驱动电路1还可以包括隔离电路70，隔离电路70设置在延时触发电路10和失电触发电路30之间，用于将延时触发电路10与失电触发电路30隔离开。在实施例中，隔离电路70可以通过二极管实现，可以将延时触发电路10与主电路隔离开，避免干扰。图2中在第一供电端in+和第二供电端in-之间还设置了电阻r0。

具体来说，如图2所示，在供电端(in+、in-)提供电能例如12v电压时，延时子电路11开始工作，在为第一电容c2充电的过程中，第一开关管q1例如n型mos管导通，输出延时触发信号给桥式驱动电路40。进而第三开关管q3和第四开关管q4导通，电容c3起到稳压作用，其它开关管处于截止状态，此时，通过输出端out+和输出端out-为磁保持继电器线圈提供正向电流，继电器吸合。此时隔离电路70例如二极管d2的正负两端电压大致相等，失电触发电路30不工作，其余开光管处于截止状态，储能电路20例如储能电容充满电。当延时子电路11的第一电容c2充满电即达到预设时间，第三开关管q3和第四开关管q4截止，继电器被永磁体提供的磁场维持吸合状态，可以降低线圈耗电，防止线圈发热以及减少电磁场辐射和噪声。

当停止给供电端(in+、in-)供电后，储能电容此时提供12v电压，二极管d2两端出现明显的电压差，失电触发电路30开始工作，第二开关管q2导通，进而桥式驱动电路40的第五开关管q5和第六开关管q6导通，电容c4起到稳压作用，储能电容c2给阻值较小的线圈快速放电，线圈中流过反向电流，继电器可以成功断开，提高安全性。

基于上面实施例的磁保持继电器驱动电路1，如图3所示，为根据本发明的一个实施例的磁保持继电器线圈的电流变化的曲线图，其中，在t＝0s时供电，t＝0.5s时停止供电，在供电后，有个延时时间，在此时间内延时触发电路10开始充电，在达到第一开关管q1导通电压时，第一开光管q1导通，第三开光管q3和第四开关管q4导通，为线圈提供正向电流，并在预设时间即充电电容充满电后，停止为线圈提供正向电流，线圈中的电流为零。供电端停止供电，由储能电路20供电，第二开关管q2、第五开光管q5和第六开关管q6导通，为线圈提供反向电流，继电器断开，进而在储能电路20放电完成，随着储能电路20的放电，线圈电流之间变为零。

概括来说，本实用新型实施例的磁保持继电器驱动电路1，基于延时触发电路10、储能电路20、失电触发电路30和桥式驱动电路40，可以实现磁保持继电器，在供电时正常吸合，在失电时，仍然可以使得继电器断开，提高安全性。

基于上面实施例的磁保持继电器驱动电路，该驱动电路可以集成于磁保持继电器中，如图4所示，为根据本实用新型的一个实施例的磁保持继电器的功能框图，该磁保持继电器100包括上面实施例的磁保持继电器驱动电路1、线圈2和永磁体3，其中，磁保持继电器驱动电路1的电路结构可以参照上面实施例的说明。

根据本实用新型实施例的磁保持继电器100，通过采用上面实施例的磁保持继电器驱动电路1，可以在外部失电时，驱动继电器断开，提高安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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实用新型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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。