带继电器驱动的稳压电源集成电路的制作方法

本实用新型涉及电源电路，具体涉及一种带继电器驱动的稳压电源集成电路。

背景技术：

现今市场上的咖啡机、电熨斗之类小家电上，用分立器件电路实现交流电转直流+5V稳压输出，并且用分立器件控制继电器开关动作。

图1中为现有技术中以分立器件方式存在的电源电路，虽然该电源电路起到了控制继电器开关动作的功能，由于该电源电路需要用到1个NPN管、1个PNP管、7个电阻、9个二极管以及3个电容，故该电源电路的缺点有：1)分立器件方案至少需采用2个三极管，5个二极管、3个电容及若干电阻实现对交流电转直流+5V稳压，以实现控制继电器的开关功能，采用分立的D61、D71、D81、D91共四个二极管和电阻R71给主控电路提供的保护端口，其所占PCB面积很大，而且器件焊点很多导致加工不良率也较高；2)目前市场上采用的分离件控制电路，对于继电器开通的电压并没有一个明确的限值，如VCCA1达到13V左右时继电器就导通，此时继电器会处于弱导通状态，继电器弹簧片接触不良；3)其中，HI1为继电器控制信号输入端，NPN管N11的发射极需要接地才会导通，继电器也在此时才会工作，因此在继电器工作时电阻R21、电阻R31以及电阻R41的功率较大，消耗的能量较多，增加了使用成本，也不利于节能。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种带继电器驱动的稳压电源集成电路，对于继电器开通的电压实现了明显的限制，提高了继电器开启的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种带继电器驱动的稳压电源集成电路，包括：

降压整流电路，其设置有用于连通市电火线的火线接入端、用于连通市电零线的零线接入端以及输出端；以及

稳压驱动电路，其包括：第一开关电路、第一逻辑驱动电路、比较电路以及基准电压发生器，比较电路的比较电压输入端为稳压驱动电路的VCCA端，比较电路的基准电压输入端连接基准电压发生器的输出端，第一逻辑驱动电路的第一输入端为稳压驱动电路的HI端，第一逻辑驱动电路的第二输入端与比较电路的输出端相连，第一逻辑驱动电路的输出端与第一开关电路的触发端相连，以当HI端和比较电路的输出端均为高电平时使第一开关电路处于闭合状态，第一开关电路的输入端为稳压驱动电路的RLY端，第一开关电路的输出端为稳压驱动电路的VCC端；

其中，降压整流电路的输出端以及待驱动继电器的第一触发端均连接至稳压驱动电路的VCCA端，稳压驱动电路的HI端用于接入待驱动继电器的主控电路发出的继电器控制信号，稳压驱动电路的RLY端连接待驱动继电器的第二触发端，稳压驱动电路的VCC端连接低压稳压电源。

优选的是，第一开关电路包括：第二NPN三极管，第二NPN三极管的基极为第一开关电路的触发端，第二NPN三极管的发射极为第一开关电路的输出端，第二NPN三极管的集电极为第一开关电路的输入端。

优选的是，第一开关电路还包括：稳压器，稳压器的输出端与第二NPN三极管的发射极连接。

优选的是，比较电路包括：降压电路以及比较器，降压电路的输入端为比较电路的比较电压输入端，降压电路的输出端与比较器的模拟输入端相连，比较器的基准电压端为比较电路的基准电压输入端，比较器的输出端为比较电路的输出端。

优选的是，降压电路包括：第一电阻以及第二电阻，第一电阻的一端为降压电路的输入端，第一电阻的另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接地，第一电阻与第二电阻连接的节点为降压电路的输出端。

优选的是，第一逻辑驱动电路包括：与门以及第一驱动电路，与门的第一输入端为第一逻辑驱动电路的第一输入端，与门的第二输入端为第一逻辑驱动电路的第二输入端，与门的输出端连接第一驱动电路的输入端，第一驱动电路的输出端为第一逻辑驱动电路的输出端。

优选的是，所述稳压驱动电路还包括：用于提供低压稳压电源的供电电路，供电电路包括：第二开关电路、第四电阻、稳压二极管以及第二逻辑驱动电路，第二逻辑驱动电路的输入端与第一逻辑驱动电路的第一输入端相连，第二逻辑驱动电路的输出端与第二开关电路的触发端相连，第二开关电路的输入端与降压整流电路的输出端相连，第二开关电路的输出端通过第四电阻连接至第一开关电路的输出端，第二逻辑驱动电路用于在待驱动继电器所在电器的主控芯片未发出继电器控制信号时控制第二开关电路闭合；第二逻辑驱动电路用于在待驱动继电器所在电器的主控芯片发出继电器控制信号时控制第二开关电路断开。

优选的是，第二开关电路包括：第一NPN三极管，第一NPN三极管的基极为第二开关电路的触发端，第一NPN三极管的集电极为第二开关电路的输入端，第一NPN三极管的发射极为第二开关电路的输出端。

优选的是，第二逻辑驱动电路包括非门和第二驱动电路，非门的输入端为第二逻辑驱动电路的输入端，非门的输出端与第二驱动电路的输入端相连，第二驱动电路的输出端为第二逻辑驱动电路的输出端。

优选的是，所述稳压驱动电路还包括：第三电阻、第一二极管以及保护端口短路；

为了消除非门和与门被输入杂波，第三电阻的一端接地，第三电阻的另一端连接第二逻辑驱动电路的输入端；

为了防止有反电流流过第一开关电路，第一二极管的阳极连接第一开关电路的输入端，第一二极管的阴极连接降压整流电路的输出端；

为了为待驱动继电器所在电器内提供钳位点，保护端口短路包括：第五电阻、第四二极管、第五二极管、第六二极管以及第七二极管，第五电阻一端连接至第四电阻与第一开关电路的节点，第五电阻另一端连接第四二极管的阳极，且第四二极管的阳极为稳压驱动电路的WENO端，第四二极管的阴极接第五二极管的阴极，且第四二极管的阴极为稳压驱动电路的WENI端，第五二极管的阳极接地，第六二极管的阴极连接至第四电阻与第一开关电路的节点，第六二极管的阳极与第七二极管连接且为稳压驱动电路的INT端，第七二极管阳极接地；

为了消除继电器有脉冲电压输入，所述稳压驱动电路还连接有滤波电路，滤波电路包括：第一电容以及第二电容，第一电容一端接地，第一电容另一端和第二电容一端均连接至稳压驱动电路的VCC端，第二电容另一端连接至稳压驱动电路的VCCA端。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1)通过设置降压整流电路，实现了对继电器的第一触发端输入电压的降压，同时将出入电压整流为半波或全波，以满足需要；

2)通过设置稳压驱动电路的比较电路，实现了将继电器的第一触发端输入电压与基准电压比较，为在市电输出到达17v左右时启动继电器提供了硬件条件；通过设置第一逻辑驱动电路，实现在继电器控制信号和比较电路共同输出为高电平时发出启动信号；进而设置第一开关电路，实现在第一逻辑驱动电路发出启动信号后，使得继电器内线圈接通电源，最终对于继电器开通的电压实现了明显的限制，提高了继电器开启的可靠性；

3)将比较电路、第一开关电路、基准电压发生器以及第一逻辑驱动短路集成在稳压驱动电路的一块芯片上，节省了大量PCB版面积，使外围器件成本降低，整机可靠性提高；

4)且第一开关电路的驱动需要高电平启动，与现有技术中开关电路需要低电平启动相比，该第一开关电路中不需要电阻降压，耗能更低，利于节能环保。

附图说明

图1为现有技术中以分立器件方式存在的电源电路的电路图；

图2为带继电器驱动的稳压电源集成电路的电路图；

图3为实施例1中稳压驱动电路的内部电路图；

图4为实施例2中稳压驱动电路的内部电路图。

具体实施方式

实施例1：

如图2以及图3所示，本实施例提出了一种带继电器驱动的稳压电源集成电路，包括：

降压整流电路1，其设置有用于连通市电火线的火线接入端L、用于连通市电零线的零线接入端N以及输出端；以及

稳压驱动电路200，其包括：第一开关电路21、第一逻辑驱动电路22、比较电路23以及基准电压发生器24，比较电路23的比较电压输入端为稳压驱动电路200的VCCA端，比较电路23的基准电压输入端连接基准电压发生器24的输出端，第一逻辑驱动电路22的第一输入端为稳压驱动电路200的HI端，第一逻辑驱动电路22的第二输入端与比较电路23的输出端相连，第一逻辑驱动电路22的输出端与第一开关电路21的触发端相连，以当HI端和比较电路23的输出端均为高电平时使第一开关电路21处于闭合状态，第一开关电路21的输入端为稳压驱动电路200的RLY端，第一开关电路21的输出端为稳压驱动电路200的VCC端；

其中，降压整流电路1的输出端以及待驱动继电器100的第一触发端均连接至稳压驱动电路200的VCCA端，稳压驱动电路200的HI端用于接入待驱动继电器100的主控电路发出的继电器100控制信号，稳压驱动电路200的RLY端连接待驱动继电器100的第二触发端，稳压驱动电路200的VCC端连接低压稳压电源。市电电源经过降压整流电路1的降压、整流作用后，为继电器100的第一触发端和稳压驱动电路200的VCC端提供电源；然后，当稳压驱动电路200的HI端接受到所处电器的主控芯片发出的继电器100控制信号时，第一逻辑驱动电路22的第一输入端为高电平；同时，经过比较电路23的将稳压驱动电路200的VCC端接受到的电压与基准电压发生器24的基准电压比较，当稳压驱动电路200的VCC端的电压达到17v左右时，比较电路23发出启动信号，第一逻辑驱动电路22的第一输入端和第二输入端均为高电平，此时第一逻辑驱动电路22输出高电平，发出闭合第一开关电路21的信号；此时，第一开关电路21闭合，使得继电器100的第一触发端和第二触发端之间的线圈接通电源，继电器100启动。

为了设计结构简单、使用方便的第一开关电路21，第一开关电路21包括：第二NPN三极管N2’，第二NPN三极管N2’的基极为第一开关电路21的触发端，第二NPN三极管N2’的发射极为第一开关电路21的输出端，第二NPN三极管N2’的集电极为第一开关电路21的输入端。第二NPN三极管N2’为开关型NPN三极管，当基极为高电平时，发射极及集电极接通相当于短路，此时相当于继电器100的第二触发端直接连接低压稳压电源。

为了使得第二NPN三极管N2’的发射极的电压更加稳定，第一开关电路21还包括：稳压器207’，稳压器207’的输出端与第二NPN三极管N2’的发射极连接。

为了设计结构简单使用方便的比较电路23，比较电路23包括：降压电路231以及比较器205’，降压电路231的输入端为比较电路23的比较电压输入端，降压电路231的输出端与比较器205’的模拟输入端相连，比较器205’的基准电压端为比较电路23的基准电压输入端，比较器205’的输出端为比较电路23的输出端。降压电路231的设计是为了配合比较器205’，使得当VCCA电压升高到17V左右时发出启动继电器100的信号。该比较器205’采用迟滞比较器205’，大大提高了抗干扰能力。

为了设计结构简单、使用方便的降压电路231，降压电路231包括：第一电阻R1’以及第二电阻R2’，第一电阻R1’的一端为降压电路231的输入端，第一电阻R1’的另一端与第二电阻R2’的一端相连，第二电阻R2’的另一端接地，第一电阻R1’与第二电阻R2’连接的节点为降压电路231的输出端。一般基准电压发生器24产生的基准电压较小，因而需要将VCCA端输入的电压变小，而第一电阻R1’和第二电阻R2’的连接实现了此目的。

为了设计结构简单、使用方便的第一逻辑驱动电路22，且第一逻辑驱动电路22能够为第一开关电路21提供足够大的驱动电流，第一逻辑驱动电路22包括：与门204’以及第一驱动电路203’，与门204’的第一输入端为第一逻辑驱动电路22的第一输入端，与门204’的第二输入端为第一逻辑驱动电路22的第二输入端，与门204’的输出端连接第一驱动电路203’的输入端，第一驱动电路203’的输出端为第一逻辑驱动电路22的输出端。当HI端输入为高电平且比较器205’输出为高电平时，与门204’的第一输入端和第二输入端均为高电平，与门204’的输出端输出高电平，第一驱动电路203’接收来自与门204’输出的高电平并输出闭合第一开关电路21信号(即：高电平)，第一开关电路21接通，使得发射极和集电极相当于短路，继电器100的第二触发端接入低压稳压电源，继电器100的第一触发端和第二触发端之间的线圈接通电源，继电器100启动。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：为了利用市电电源为待驱动继电器100所在电器内的主控芯片等提供低压稳压电源(例如：直流5V电源)，本实施例还在稳压驱动电路200中增加了供电电路。

具体地，如图2以及图4所示，所述稳压驱动电路200还包括：用于提供低压稳压电源的供电电路，供电电路包括：第二开关电路31、第四电阻R4、稳压二极管D2以及第二逻辑驱动电路32，第二逻辑驱动电路32的输入端与第一逻辑驱动电路22的第一输入端相连，第二逻辑驱动电路32的输出端与第二开关电路31的触发端相连，第二开关电路31的输入端与降压整流电路1的输出端相连，第二开关电路31的输出端通过第四电阻R4连接至第一开关电路21的输出端，第二逻辑驱动电路32用于在待驱动继电器100所在电器的主控芯片未发出继电器100控制信号时控制第二开关电路31闭合；第二逻辑驱动电路32用于在待驱动继电器100所在电器的主控芯片发出继电器100控制信号时控制第二开关电路31断开。稳压二极管D2的设置，为第二开关电路31和第四电阻R4所在支路接入的电压进行了限制，对第二开关电路31和第四电阻R4起到了保护作用。当所在电器的主控芯片未发出继电器100控制信号时(即是：HI端输入为0)，此时第二逻辑驱动电路32发出闭合第二开关电路31信号(即：高电平)，第二开关电路31闭合，VCCA端输入的电压经过第四电阻R4降压后，在第一开关电路21和第二开关电路31的节点处提供低压稳压电源，为所在电器的主控芯片等电路实时低压稳压电源(例如：5v直流电源)；当所在电器的主控芯片发出继电器100控制信号时(即是：HI端输入为0)，此时第二逻辑驱动电路32发出断开第二开关电路31信号(即：低电平)，第二开关电路31断开，VCCA端连接至第四电阻R4的支路断开，此时待驱动继电器100的第一触发端和第二触发端直径线圈接通，相当于：VCCA端至待驱动继电器100至第一开关电路21所在支路连通，从而在第一开关电路21和第二开关电路31的节点处提供低压稳压电源，为所在电器的主控芯片等电路实时低压稳压电源(例如：5v直流电源)。综上所述，该稳压驱动电路200又实现了一直为外部电器元件提供5v直流电源，方便所在电器内各个电器元件的使用，避免再使用其他的低压稳压电源发生器，减少电路在所在电器内的占用空间。

为了设计结构简单、使用方便的第二开关电路31，第二开关电路31包括：第一NPN三极管N1，第一NPN三极管N1的基极为第二开关电路31的触发端，第一NPN三极管N1的集电极为第二开关电路31的输入端，第一NPN三极管N1的发射极为第二开关电路31的输出端。

为了设计结构简单、使用方便的第二逻辑驱动电路32，且第二逻辑驱动电路32能够为第二开关电路31提供足够大的驱动电流，第二逻辑驱动电路32包括非门201和第二驱动电路202，非门201的输入端为第二逻辑驱动电路32的输入端，非门201的输出端与第二驱动电路202的输入端相连，第二驱动电路202的输出端为第二逻辑驱动电路32的输出端。非门201的设置主要用于对所在电器的主控芯片是否发出继电器100控制信号进行判断，第二驱动电路202的目的在于由于非门201发出启动信号时电流较小，第二驱动电路202的设计则使得非门201发出的低电流能闭合第一NPN三极管N1，满足实时需要。

所述稳压驱动电路200还包括：第三电阻R3、第一二极管D1以及保护端口短路4；

为了消除非门201和与门204’被输入杂波，第三电阻R3的一端接地，第三电阻R3的另一端连接第二逻辑驱动电路32的输入端；

为了防止有反电流流过第一开关电路21，第一二极管D1的阳极连接第一开关电路21的输入端，第一二极管D1的阴极连接降压整流电路1的输出端；

为了为待驱动继电器100所在电器内提供钳位点，保护端口短路4包括：第五电阻R5、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6以及第七二极管D7，第五电阻R5一端连接至第四电阻R4与第一开关电路21的节点，第五电阻R5另一端连接第四二极管D4的阳极，且第四二极管D4的阳极为稳压驱动电路200的WENO端，第四二极管D4的阴极接第五二极管D5的阴极，且第四二极管D4的阴极为稳压驱动电路200的WENI端，第五二极管D5的阳极接地，第六二极管D6的阴极连接至第四电阻R4与第一开关电路21的节点，第六二极管D6的阳极与第七二极管D7连接且为稳压驱动电路200的INT端，第七二极管D7阳极接地；

为了消除继电器100有脉冲电压输入，所述稳压驱动电路200还连接有滤波电路2，滤波电路2包括：第一电容C1以及第二电容C2，第一电容C1一端接地，第一电容C1另一端和第二电容C2一端均连接至稳压驱动电路200的VCC端，第二电容C2另一端连接至稳压驱动电路200的VCCA端。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。