CN108269714A - 继电器消弧电路及控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种继电器消弧电路及控制设备，所述继电器消弧电路包括：继电器，包括励磁线圈和触点开关；二极管，与所述励磁线圈并联，为所述励磁线圈产生的高电压脉冲提供短路通道；触点保护电路，与所述继电器的触点开关相连，在所述励磁线圈产生高电压脉冲时保护所述触点开关；所述触点保护电路包括并联于所述触点开关两端的保护电容，与所述保护电容串联的保护电阻以及并联于所述触点开关两端的压敏电阻。本发明继电器消弧电路结构简单合理，有效的实现了继电器在分断电流瞬间的消弧，避免了继电器励磁线圈断电时产生高压拉弧，对继电器的触点在吸合和释放状态下的拉弧起到了较好的控制效果，工作可靠性高。

Description

继电器消弧电路及控制设备
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及继电器，具体为一种继电器消弧电路及控制设备。
背景技术
开关电器的基本功能就是能够在所要求的短时间内分合电路，即起所谓开关的作用，机械式开关设备是用触头来开断电路电流的，在大气中开断电路时，只要电压超过12—20V，被开断的电流超过0.25—1A，在触头间隙(也称弧隙)中通常产生一团温度极高、发出强光且能够导电的近似圆柱形的气体，这就是电弧。
继电器拉弧有两种：继电器触点拉弧。继电器励磁线圈断电时产生高压拉弧。电弧放电会烧蚀触点，降低继电器寿命和相关电器工作的可靠性。电弧还会发出电磁干扰信号，引起信号传递发生错误，从而引起相关设备的误动作。因此在电路中应采取适当的措施消弧。
目前继电器消弧措施一般是选用阻容吸收方案，来吸收由反向电动势造成的高压。但实际使用中并不理想：阻容吸收方案，在应用中如果参数选取不当，也起不到较好的消弧效果。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种继电器消弧电路及控制设备，用于解决现有技术中继电器消弧效果不好的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种继电器消弧电路，应用于继电器，所述继电器消弧电路包括：继电器，包括励磁线圈和触点开关；二极管，与所述励磁线圈并联，为所述励磁线圈产生的高电压脉冲提供短路通道；触点保护电路，与所述继电器的触点开关相连，在所述励磁线圈产生高电压脉冲时保护所述触点开关。
于本发明的一实施例中，所述二极管为肖特基二极管。
于本发明的一实施例中，所述触点保护电路包括并联于所述触点开关两端的保护电容。
于本发明的一实施例中，所述保护电容为安规电容。
于本发明的一实施例中，所述触点保护电路还包括与所述保护电容串联的保护电阻。
于本发明的一实施例中，所述保护电阻的阻值选取范围为5kΩ～10kΩ。
于本发明的一实施例中，所述触点保护电路还包括并联于所述触点开关两端的压敏电阻。
于本发明的一实施例中，所述继电器消弧电路还包括与所述二极管相连的信号处理电路；所述信号处理电路包括与信号输入端相连的整流电路和与所述整流电路相连的稳压电路。
于本发明的一实施例中，所述整流电路包括并联的整流电阻和整流电容；所述稳压电路包括并联的三极管和旁路电容。
本发明还提供一种控制设备，所述控制设备包含如上所述的继电器消弧电路。
如上所述，本发明的一种继电器消弧电路及控制设备，具有以下有益技术效果：
本发明继电器消弧电路结构简单合理，有效的实现了继电器在分断电流瞬间的消弧，避免了继电器励磁线圈断电时产生高压拉弧，对继电器的触点在吸合和释放状态下的拉弧起到了较好的控制效果，工作可靠性高。
附图说明
图1显示为本发明实施例公开的一种继电器消弧电路的原理结构示意图。
元件标号说明
100 继电器消弧电路
110 触点保护电路
120 信号处理电路
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅附图1。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本实施例提供一种继电器消弧电路及控制设备，用于解决现有技术中继电器消弧效果不好的问题。以下将详细说明本实施例中继电器消弧电路以及继电器的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例中的继电器消弧电路及控制设备。
如图1所示，本实施例提供一种继电器消弧电路100，所述继电器消弧电路100包括：继电器K1，二极管D1和触点保护电路110。
以下对本实施例中的继电器K1，二极管D1和触点保护电路110进行详细说明。
于本实施例中，所述继电器K1包括励磁线圈和触点开关。所述励磁线圈断电时产生高压电弧，电弧放电会烧蚀所述触点开关，降低继电器K1寿命和与继电器K1连接的相关电器工作的可靠性。
于本实施例中，所述二极管D1与所述励磁线圈并联，为所述励磁线圈产生的高电压脉冲提供短路通道。
所述二极管D1的阴极连接一外接电源，例如+5V外接电源。
于本实施例中，所述二极管D1为肖特基二极管。
即所述继电器K1的励磁线圈侧并联一个肖特基二极管。在所述励磁线圈通电期间，所述二极管D1是不起作用的，在所述励磁线圈的电流突然关断时，会产生一个高电压脉冲(瞬态幅值可能会有几百伏)，此时与所述励磁线圈并联的所述二极管D1可以给高压脉冲提供一个短路通道，从而不会产生高压拉弧。
于本实施例中，所述触点保护电路110与所述继电器K1的触点开关相连，在所述励磁线圈产生高电压脉冲时保护所述触点开关。
具体地，于本实施例中，所述触点保护电路110包括并联于所述触点开关两端的保护电容C3。
于本实施例中，所述保护电容C3为安规电容。
保护电容C3主要是削去反电动势的尖峰电压，减少对继电器K1的触点开关的冲击，从而保护所述触点开关。因为一般发生空气击穿而辉光放电电压(起弧电压)大约是200V，所以保护电容C3的耐压值不能低于200V。
本实施例中，所述继电器消弧电路100选用的是安规电容，例如采用容值是1nF，耐压值是250V的安规电容。安规电容是金属化电容，在发生击穿时，介质表面的金属膜因为击穿一瞬间产生的高温而蒸发，击穿点就没有了金属膜，从而不会导致电容短路。
于本实施例中，所述触点保护电路110还包括与所述保护电容C3串联的保护电阻R3。
为了避免继电器K1再次吸合时候所述保护电容C3上电荷迅速泻放而烧坏触点开关，所以本实施例中，将所述保护电容C3串联一个保护电阻R3。所述保护电阻R3的作用是消耗所述保护电容C3放电产生的能量，降低继电器K1的触点开关的瞬时电压，减少电弧对触点开关的危害。按所述保护电阻R3大约是负载电源电压每伏特10欧姆来选取阻值大小，于本实施例中，所述保护电阻R3的阻值选取范围优选为5kΩ～10kΩ，例如，继电器消弧电路100采用的电阻例如是6.8KΩ，1/2W。
于本实施例中，所述触点保护电路110还包括并联于所述触点开关两端的压敏电阻R4。
于压敏电阻R4的两端分别输出端，图1中的输出端Y0和输出端COM0。
所述压敏电阻R4是一种限压型保护器件，主要用于在电路承受过压时进行电压嵌位，吸收多余的电流以保护敏感器件。所述压敏电阻R4在休息时，相对受保护的电子元件而言，具有很高的阻抗，不会改变设计电路特性；但当瞬间突波电压出现(越过压敏电阻R4之崩溃电压时)，该压敏电阻R4之阻抗会变低(仅有几个欧姆而已)，并造成原线路短路，电子产品或元件因此而受到保护。
本实施例中，继电器消弧电路100采用压敏电阻R4的压敏电压例如为680V，通过保护电容C3和保护电阻R3吸收瞬时电压和所述压敏电阻R4的双重保护，对所述继电器K1的触点开关消弧达到了很好的效果。
于本实施例中，所述继电器消弧电路100还包括与所述二极管D1的阳极相连的信号处理电路120；所述信号处理电路120包括与信号输入端DO_0相连的整流电路和与所述整流电路相连的稳压电路。
具体地，于本实施例中，所述整流电路包括并联的整流电阻R2和整流电容C1；所述稳压电路包括并联的三极管Q1和旁路电容C2。
所述信号处理电路120包括与信号输入端DO_0相连的电阻R1。
此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的特征引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的结构和功能特征。
本发明还公开了一种控制设备，所述控制设备采用如上所述的继电器消弧电路100。上述已经对继电器消弧电路100进行了详细说明，在此不再赘述。其中，所述控制设备例如为各类控制器，例如PLC控制器。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
综上所述，本发明继电器消弧电路结构简单合理，有效的实现了继电器在分断电流瞬间的消弧，避免了继电器励磁线圈断电时产生高压拉弧，对继电器的触点在吸合和释放状态下的拉弧起到了较好的控制效果，工作可靠性高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种继电器消弧电路，其特征在于，应用于继电器，所述继电器消弧电路包括：
继电器，包括励磁线圈和触点开关；
二极管，与所述励磁线圈并联，为所述励磁线圈产生的高电压脉冲提供短路通道；
触点保护电路，与所述继电器的触点开关相连，在所述励磁线圈产生高电压脉冲时保护所述触点开关。
2.根据权利要求1所述的继电器消弧电路，其特征在于：所述二极管为肖特基二极管。
3.根据权利要求1所述的继电器消弧电路，其特征在于：所述触点保护电路包括并联于所述触点开关两端的保护电容。
4.根据权利要求3所述的继电器消弧电路，其特征在于：所述保护电容为安规电容。
5.根据权利要求3所述的继电器消弧电路，其特征在于：所述触点保护电路还包括与所述保护电容串联的保护电阻。
6.根据权利要求5所述的继电器消弧电路，其特征在于：所述保护电阻的阻值选取范围为5kΩ～10kΩ。
7.根据权利要求5所述的继电器消弧电路，其特征在于：所述触点保护电路还包括并联于所述触点开关两端的压敏电阻。
8.根据权利要求1所述的继电器消弧电路，其特征在于：所述继电器消弧电路还包括与所述二极管相连的信号处理电路；所述信号处理电路包括与信号输入端相连的整流电路和与所述整流电路相连的稳压电路。
9.根据权利要求8所述的继电器消弧电路，其特征在于：所述整流电路包括并联的整流电阻和整流电容；所述稳压电路包括并联的三极管和旁路电容。
10.一种控制设备，其特征在于：所述控制设备包含如权利要求1-9中任意一项所述的继电器消弧电路。
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