CN105551886A - 一种低功耗继电器驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低功耗继电器驱动电路，包括信号处理单元和功率放大单元；信号处理单元通过功率放大单元与继电器线圈连接。本发明通过信号处理单元控制功率放大单元的输入信号的强弱，能够显著降低继电器线圈的功耗，具有简单、可靠和成本低的优点。

Description

一种低功耗继电器驱动电路
技术领域
本发明涉及一种低功耗继电器驱动电路。
背景技术
电磁继电器是非常广泛使用的一种电气控制元件。
电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。
继电器触点在动作时需要继电器线圈两端施加的电压达到指定的电压值，称之为吸合电压。继电器触点动作完成后，需要维持触点的位置，此时需要在继电器线圈两端施加的最小电压称为维持电压。因此，为了降低继电器线圈的功耗，可以在继电器触电动作后，减小线圈两端施加的电压。
在现有技术中，控制电磁继电器的吸合电压和维护电压是不变的，因此产生较大的能耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低功耗继电器驱动电路。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，低功耗继电器驱动电路，包括信号处理单元和功率放大单元；信号处理单元通过功率放大单元与继电器线圈连接。
作为优选，信号处理单元包括电阻R1、R2、R3、电容C1、二极管D1和三极管Q1；
二极管D1的正极与三极管的基极连接；
电阻R1一端为继电器驱动信号输入端，电阻R的另一端与电阻R2、R3的一端连接，电阻R2的另一端与二极管D1的负极连接，电阻R3的另一端与三极管Q1的集电极连接，电容C1一端连接到二极管D1的负极，电容C1另一端连接到三极管Q1的发射极且此端为参考电位端。
作为另一个优选，功率放大单元包括电阻R4、R5、三极管Q2、Q3；
三极管Q2的集电极与电源正极连接，基极与驱动信号处理单元的电阻R1的另一端连接，发射极与电阻R4、R5的一端连接，电阻R5的另一端连接到三极管Q3的基极，电阻R4的另一端连接到三极管Q3的发射极且同时与参考电位端连接，三极管Q3的集电极与继电器的驱动线图的一端连接。
工作原理：
信号处理单元用于将驱动信号分为两个阶段传送给功率放大单元，功率放大单元，用于将信号处理单元送来的信号进行放大，驱动继电器线圈工作。
信号处理单元在接收到驱动信号后，将驱动信号直接传递到功率放大单元；待继电器吸合后，信号处理单元输出能较弱的驱动信号至功率放大单元，降低功率放大单元的输出功率，从而降低继电器线圈的功耗。
功率放大单元可以根据输入信号的大小驱动继电器线圈完成吸合和保持的动作。
本发明的有益效果是：
通过信号处理单元控制功率放大单元的输入信号的强弱，能够降低继电器线圈的功耗。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明低功耗继电器驱动电路实施例的结构示意图。
图2是本发明低功耗继电器驱动电路实施例的电路示意图。
图3是本发明低功耗继电器驱动电路实施例的关键点电压波形示意图。
具体实施方式
图1是一种低功耗继电器驱动电路，该电路由信号处理单元和功率放大单元组成。其中信号处理单元与功率放大单元连接，功率放大单元与继电器线圈相连接。
信号处理单元用于将驱动信号分为两个阶段传送给功率放大单元；
功率放大单元，用于将信号处理单元送来的信号进行放大，驱动继电器线圈工作。
如图2所示，在信号处理单元中，继电器驱动信号输入端和电阻R1的一端相连，电阻R1的另一端和电阻R2、R3一端相连，电阻R2的另一端和电容C1、二极管D1相连，电阻R3的另一端和三极管Q1的集电极相连，电容C1的另一端和电路的参考电位相连，二极管D1的正极和三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极和电路的参考电位相连。
在功率放大单元中，三极管Q2集电极和电源VCC相连；三极管Q2基极和信号处理单元的输出端相连；三极管Q2的发射极和电阻R4、R5的一端相连；电阻R4的另一端和电路的参考电位点相连；电阻R5的另一端和三极管Q3的基极相连；三极管Q3的发射极和电路的参考电位点相连；三极管Q3的发射极作为电路的输出端口，连接继电器线圈。
工作过程：
当继电器驱动信号输入端为低电平时，电容C1两端电压为0，三极管Q1的基极电压为0，Q1关断，信号处理单元的输出端输出低电位；当继电器驱动信号输入端由低电平跳变为高电平时，电容C1通过电阻R1和R2缓慢充电，电容C1两端电压缓慢上升。在电容C1两端电压低于二极管D1的反向击穿电压之前，信号处理单元的输出端输出电压UA为V1；当电容C1两端电压上升高于二极管D1的反向击穿电压后，三极管Q1的基极获得驱动电流，三极管Q1开始导通，此时信号处理单元的输出端输出电压UA为V2，其中V2低于V1。
当信号处理单元输出电压UA为V1时，功率放大电路输出端使得继电器线圈两端电压UC为VC1，继电器触点动作。当信号处理单元的输出电压UA为V2时，功率放大电路输出端使得继电器线圈两端电压UC为VC2，VC2小于VC1，此时继电器处于保持期，但线圈功耗降低了(图3)。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.低功耗继电器驱动电路，其特征在于：包括信号处理单元和功率放大单元；所述信号处理单元通过功率放大单元与继电器线圈连接。
2.根据权利要求1所述的低功耗继电器驱动电路，其特征在于：所述信号处理单元包括电阻R1、R2、R3、电容C1、二极管D1和三极管Q1；
二极管D1的正极与三极管的基极连接；
电阻R1一端为继电器驱动信号输入端，电阻R的另一端与电阻R2、R3的一端连接，电阻R2的另一端与二极管D1的负极连接，电阻R3的另一端与三极管Q1的集电极连接，电容C1一端连接到二极管D1的负极，电容C1另一端连接到三极管Q1的发射极且此端为参考电位端。
3.根据权利要求1所述的低功耗继电器驱动电路，其特征在于：所述功率放大单元包括电阻R4、R5、三极管Q2、Q3；
三极管Q2的集电极与电源正极连接，基极与驱动信号处理单元的电阻R1的另一端连接，发射极与电阻R4、R5的一端连接，电阻R5的另一端连接到三极管Q3的基极，电阻R4的另一端连接到三极管Q3的发射极且同时与参考电位端连接，三极管Q3的集电极与继电器的驱动线图的一端连接。
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