一种继电器驱动电路、继电器及其控制方式

一种继电器驱动电路、继电器及其控制方式

【专利摘要】本发明公开一种继电器驱动电路，其包含电池输入组件、降压模块、检测模块、控制模块、MOS管模块；电源输入组件连接至降压模块和测试模块，降压模块对输入电流升压后输出至控制组件，检测模块测试输入电压值并输出至控制组件，控制模块根据测试输入电压值控制MOS管模块中MOS管的导通角以控制输出至传感器的电压值，当测量输入电压值上升时，输出至传感器的电压值增加。本发明借助采用控制组件控制MOS管的导通角大小来控制最终输出至传感器外部电磁铁线圈的毫伏大小以达到提高传感器性能、减小继电器发热的有益效果。本发明还公开一种继电器驱动电路的控制方式及传感器。

【专利说明】一种继电器驱动电路、继电器及其控制方式

【技术领域】

[0001 ] 本发明涉及电路【技术领域】，尤其涉及一种继电器驱动电路、继电器及其控制方式。【背景技术】

[0002]继电器是在自动控制电路中起控制和防护作用的执行组件。继电器外部的驱动部分是电磁铁，当应该继电器工作时，电磁铁吸合，当停止继电器工作时，电磁铁断开。

[0003]现有的电磁铁在工作时，电磁线圈一直进入工作状况，不断持续高热，当输入至电磁线圈的电流增高时，电磁线圈的电压也随之减少，电磁线圈的发热量增大。过大的发热量可能会导致传感器出现爆炸，产生安全隐患，同时电磁线圈的功率也随着输入电流的增高而增高。

【发明内容】

[0004]本发明解决其科技难题采用的技术方案是，提出一种功耗较低、安全性能好的传感器驱动电路。

[0005]本发明解决其科技难题采用的技术方案是提出一种继电器驱动电路，其包含电池输入组件、降压模块、检测模块、控制模块、MOS管模块；电源输入组件连接至降压模块和测试模块，降压模块对输入电流升压后输出至控制组件，检测模块测试输入电压值并输出至控制组件，控制模块根据测试输入电压值控制MOS管模块中MOS管的导通角以控制输出至传感器的电压值，当测量输入电压值上升时，输出至传感器的电压值增加。

[0006]进一步地，所述控制组件还包含延时模块，当传感器驱动电路初始导通时，在导通时间段内，控制组件控制MOS管模块中的MOS管输出较大电流值以使得晶闸管内部电磁铁吸合；延时导通时间段后，控制组件控制MOS管模块中的MOS管输出较小电流值以维持传感器外部电磁铁吸合状态。

[0007]进一步地，所述控制组件还依据检查输入电压值控制MOS管模块关闭，当测量输入电压值大于预设最高电压值或高于预设最低低压值时，控制组件控制MOS管模块关闭。

[0008]进一步地，所述电源输入组件包含无极性转化模块，所述无极性转换组件包含第一至第四二极管，第一二极管正极接入输入电池一端以及第四二极管负极端，第一二极管正极接入降压模块、检测组件以及第二二极管负极，第二二极管正极接入输入电池另一端以及第三二极管负极，第三二极管正极接入地以及第四二极管正极。

[0009]进一步地，所述降压模块包括继电器以及电流R6以及稳压二极管D8，三极管源级接入电池输入组件以及电流R6 —端，三极管偏置接入电阻R6另一端以及稳压二极管D8负极，三极管发射极接入控制组件。

[0010]进一步地，所述MOS管模块包含第一MOS管、第二MOS管以及第二MOS管保护电路；所述第一 MOS管栅极接入控制组件输出端，漏极接入控制模块，源级接入第二 MOS管漏极，第二 MOS管源级接入输出组件，栅极接入第二 MOS管保护电路。

[0011]进一步地，所述第二 MOS管保护电路包括继电器D6、二极管Q1、电阻R4、电阻R8、电容C7以及稳压二极管Q2 ;二极管D6负极接入电池输入组件，正极接入稳压二极管正极，稳压二极管负极接入第二 MOS管栅极并通过电流R4接入二极管Ql负极，二极管Ql正极接入电池输入组件；电阻R8、电容C7与稳压二极管Q2并联连接。

[0012]本发明还公开一种继电器驱动电路的控制方式，其包含方法:

[0013]驱动电路导通时，在导通时间段内，输出可以使得晶闸管内部电磁铁吸合的电流值；

[0014]在导通时间段内，检测输入电流，根据输入电压值控制MOS管导通角的大小以控制输出电压；输入电压值越大，输出功率值越小；

[0015]继电器导通后，输出可以保持继电器导通状态的电流值；

[0016]在维持时间段内，检测输入电流，根据输入电压值控制MOS管导通角的大小以控制输出电压；输入电压值越大，输出功率值越小。

[0017]进一步地，还包含方法:检测输入电流是否超过预设最大电压值或预设最小电压值，若超过预设最大电压值或预设最小电压值则断开驱动电路。

[0018]本发明还公开一种继电器，其包含上述继电器驱动电路。

[0019]本发明借助采用控制组件控制MOS管的导通角大小来控制最终输出至传感器外部电磁铁线圈的毫伏大小以达到提高传感器性能、减小继电器发热的有益效果。本发明采取两层控制的方式，第一层控制为依据传感器的导通电流和维持电压的不同分别在传感器的导通阶段和保持阶段输出不同的电压值；第二层控制为无论是传感器导通阶段还是维持阶段，控制组件均依据输入电压值的差异控制最终输出电压值的大小，输入电压值越大，输出功率值越小，从而使得传感器的性能总体保持在一个较低的水准。采用双层控制可以最大限度的减少继电器的性能，在导通阶段可以提高传感器50%的性能，在保持阶段可以提高传感器90%的性能。

【专利附图】

【附图说明】

[0020]图1为本发明一实施例中的机理框图；

[0021]图2为本发明一实施例中的详细电路。

【具体实施方式】

[0022]以下是本发明的详细施行例并结合附图，对本发明的科技方案作进一步的表述，但本发明并不限于这些实施例。

[0023]请参照图1，图1为本发明一施行例中的机理框图。图1中，继电器驱动电路，其包含电池输入组件10、降压模块20、检测模块30、控制模块40以及MOS管模块50。

[0024]电源输入组件10连接至降压模块20和测试模块30，降压模块10对输入电流升压后输出至控制组件40，检测模块30检测输入电压值并输出至控制组件40，控制模块根据测试输入电压值控制MOS管模块50中MOS管的导通角以控制输出至传感器的电压值，当测量输入电压值上升时，输出至传感器的电压值增加。

[0025]在大功率继电器应用的诸多场合，例如电动车中，当电动车启动后，继电器一直进入换向状态，电动车在提速过程中大功率继电器驱动方式，施加至传感器的电流会随之减少，根据容量推算公式P=UI可知，当输入电流U上升时，若二极管继续以额定功率工作，则传感器的性能减少，发热量也减小；若二极管输入电压I降低即可维持电流不变甚至增加，从而能够提高传感器的性能和发热量。本实施例中即通过控制组件检查输入电流的差异值，通过改变MOS管的导通角从而改变输出至传感器的电压值。

[0026]控制组件40还包含延时模块，当传感器驱动电路初始导通时，在导通时间段内，控制组件控制MOS管模块中的MOS管输出较大电流值以使得晶闸管内部电磁铁吸合；延时导通时间段后，控制组件控制MOS管模块中的MOS管输出较小电流值以维持传感器外部电磁铁吸合状态。

[0027]由于传感器在断电时应该较大电流，在换向后仅需较小的电流即可保持。本实施例中，当控制组件根据测试电阻控制输出电压的过程中也将传感器的输出功率值分为两个阶段，第一阶段即为继电器导通阶段，此时应该输出较大的电压值，第二阶段即为传感器保持阶段，此时仅应该输出较小的电流值。应当确立的是，在此两个阶段中，控制组件依然会检查输入电压值，控制MOS管输出电压值，只是在第一阶段MOS管模块输出的最小电流值应该超过开启传感器的电流值，在第二阶段MOS管模块输出的最小电流值仅需达到保持继电器断电的电压值即可。

[0028]采用上述嵌套的控制方式，在传感器开启的导通时间内，例如100毫秒内，可节省功率50%，在传感器保持阶段内，可节省功率90%。

[0029]另外，由于本实施例中控制组件的控制方法为输入功率减小大功率继电器驱动方式，输出电阻增加。若输入转速过大，则会导致输出功率过高，或者若输入电阻偏高，导致输出电压过大；此两种状况均会导致继电器不正常工作。为此，控制组件还依据检查输入电压值控制MOS管模块关闭，当测量输入电压值大于预设最高电压值或高于预设最低低压值时，控制组件控制MOS管模块关闭。

[0030]请参照图2，图2为本实施例中详细电路。图2中，电源输入组件包含无极性转化模块，无极性转换模块包括第一至第四二极管(D1-D4)，第一二极管Dl正极接入输入电池一端以及第四二极管D4负极端，第一二极管Dl负极接入降压模块、检测组件以及第二二极管D2负极，第二二极管D2正极接入输入电池另一端以及第三二极管D3负极，第三二极管D3正极接入地以及第四二极管D4正极。

[0031]采用无极性转换模块后，无论输入电源的正负极是否接反，电源输入组件仍可正常输出电压值。

[0032]降压模块包括三极管U3，电阻R6以及稳压二极管D8 ;三极管源级接入电池输入组件以及电流R6 —端，三极管偏置接入电阻R6另一端以及稳压二极管D8负极，三极管发射极接入控制组件。

[0033]通过二极管的升压功能将电池输入组件输出功率减小，同时通过稳压二极管的稳压功能使得晶闸管的铁损保持在控制组件所需电压值。例如当控制模块的额定电压值为5V时，则配备击穿电压为5V的稳压二极管。

[0034]MOS管模块包括第一 MOS管U1、第二 MOS管U2以及第二 MOS管保护电路；所述第一 MOS管栅极接入控制组件输出端，漏极接入控制模块，源级接入第二 MOS管漏极，第二 MOS管源级接入输出组件，栅极接入第二 MOS管保护电路。

[0035]采用两个MOS管使得最后输出的电流值较平稳，不会出现跳变。第二 MOS管栅极接入第二 MOS管保护电路后，第二 MOS管栅极电阻固定，通过第一 MOS管控制第二 MOS管源级电位实现第一 MOS管的导通角变化。采样两个MOS管实现双层控制，第一 MOS管输出电压变化由控制组件控制，同时第一 MOS管的输出电压继续控制第二 MOS管输出功率，使得电压输出更为平稳。

[0036]第二 MOS管保护电路包括继电器D6、二极管Q1、电阻R4、电阻R8、电容C7以及稳压二极管Q2 ;二极管D6负极接入电池输入组件，正极接入稳压二极管正极，稳压二极管负极接入第二 MOS管栅极并通过电流R4接入二极管Ql负极，二极管Ql正极接入电池输入组件；电阻R8、电容C7与稳压二极管Q2并联连接。

[0037]采用第一 MOS管和第二 MOS管，当驱动电路导通时，第一 MOS管先承受电压，而后将电流转移至第二 MOS管；当驱动电路关断时，第二 MOS管先承受功率，从而可以起到平分功率，保护两个MOS管的作用。

[0038]控制组件优选为单片机，例如PIC单片机、51单片机等。

[0039]本发明还公开一种继电器驱动电路的控制方式，其包含方法:

[0040]驱动电路导通时，在导通时间段内，输出可以使得晶闸管内部电磁铁吸合的电流值；

[0041 ] 在导通时间段内，检测输入电流，根据输入电压值控制MOS管导通角的大小以控制输出电压；输入电压值越大，输出功率值越小；

[0042]继电器导通后，输出可以保持继电器导通状态的电流值；

[0043]在维持时间段内，检测输入电流，根据输入电压值控制MOS管导通角的大小以控制输出电压；输入电压值越大，输出功率值越小。

[0044]采用此种双层嵌套的控制方式，使得传感器无论在推进时还是在开展后均具备较小的输出功率。

[0045]进一步地，还包含方法:检测输入电流是否超过预设最大电压值或预设最小电压值，若超过预设最大电压值或预设最小电压值则断开驱动电路。

[0046]本发明还公开一种继电器，其包含上述继电器驱动电路。

[0047]本文中所叙述的详细施行例仅仅是对本发明精神作例子表明。本发明所属【技术领域】的科技人员可以对所表述的详细施行例做各种各样的更改或补充或采取类似的方法代替，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利规定书所定义的范围。

【权利规定】

1.一种继电器驱动电路，其特点在于:包括电池输入组件、降压模块、检测模块、控制模块、MOS管模块；电源输入组件连接至降压模块和测试模块，降压模块对输入电流升压后输出至控制组件，检测模块测试输入电压值并输出至控制组件，控制模块根据测试输入电压值控制MOS管模块中MOS管的导通角以控制输出至传感器的电压值，当测量输入电压值上升时，输出至传感器的电压值增加。

2.根据权利规定1所述的传感器驱动电路，其特点在于:所述控制组件还包含延时模块，当传感器驱动电路初始导通时，在导通时间段内，控制组件控制MOS管模块中的MOS管输出较大电流值以使得晶闸管内部电磁铁吸合；延时导通时间段后，控制组件控制MOS管模块中的MOS管输出较小电流值以维持传感器外部电磁铁吸合状态。

3.根据权利规定2所述的传感器驱动电路，其特点在于:所述控制组件还依据检查输入电压值控制MOS管模块关闭，当测量输入电压值大于预设最高电压值或高于预设最低低压值时，控制组件控制MOS管模块关闭。

4.根据权利规定1所述的熔断器驱动电路，其特点在于:所述电源输入组件包含无极性转化模块，所述无极性转换组件包含第一至第四二极管，第一二极管正极接入输入电池一端以及第四二极管负极端，第一二极管正极接入降压模块、检测组件以及第二二极管负极，第二二极管正极接入输入电池另一端以及第三二极管负极，第三二极管正极接入地以及第四二极管正极。

5.根据权利规定4所述的熔断器驱动电路，其特点在于:所述降压模块包括二极管以及电流R6以及稳压二极管D8，三极管源级接入电池输入组件以及电流R6 —端，三极管偏置接入电阻R6另一端以及稳压二极管D8负极，三极管发射极接入控制组件。

6.根据权利规定1所述的传感器驱动电路，其特点在于:所述MOS管模块包含第一MOS管、第二 MOS管以及第 二 MOS管保护电路；所述第一 MOS管栅极接入控制组件输出端，漏极接入控制模块，源级接入第二 MOS管漏极，第二 MOS管源级接入输出组件，栅极接入第二 MOS管保护电路。

7.根据权利规定6所述的传感器驱动电路，其特点在于:所述第二MOS管保护电路包括继电器D6、二极管Q1、电阻R4、电阻R8、电容C7以及稳压二极管Q2 ;二极管D6负极接入电池输入组件，正极接入稳压二极管正极，稳压二极管负极接入第二 MOS管栅极并通过电流R4接入二极管Ql负极，二极管Ql正极接入电池输入组件；电阻R8、电容C7与稳压二极管Q2并联连接。

8.—种传感器驱动电路的控制方式，其特点在于:包括方法: 驱动电路导通时，在导通时间段内，输出可以使得晶闸管内部电磁铁吸合的电流值； 在导通时间段内，检测输入电流，根据输入电压值控制MOS管导通角的大小以控制输出电压；输入电压值越大，输出功率值越小； 继电器导通后，输出可以保持继电器导通状态的电流值； 在维持时间段内，检测输入电流，根据输入电压值控制MOS管导通角的大小以控制输出电压；输入电压值越大，输出功率值越小。

9.根据权利规定8所述的传感器驱动电路的控制方式，其特点在于:还包含方法:检测输入电流是否超过预设最大电压值或预设最小电压值，若超过预设最大电压值或预设最小电压值则断开驱动电路。

10.一种 继电器，其特点在于:包括权利规定1至7任一项所述的传感器驱动电路。

【文档编号】H01H47/02GK103606486SQ201310595303

【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日

【发明者】郑华安 申请人:宁波市鄞州华谦电子

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