CN117198808A - 一种继电器的驱动电路、继电器及其保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种继电器的驱动电路、继电器及其保护方法，该电路包括检测单元、控制单元以及开关单元，检测单元连接于继电器的负载回路，控制单元连接于检测单元，开关单元连接于检测单元、控制单元以及继电器的触点。该驱动电路通过检测单元检测负载回路中的电流和电压并在过压或过流时输出关断信号给开关单元来驱动继电器断开负载回路，在未过压或未过流时输出驱动控制信号给到控制单元，使其输出驱动信号给开关单元驱动继电器闭合负载回路，并且控制单元在接收到关断信号时会停止输出驱动信号，整体上继电器由硬件驱动与软关断控制配合，电路***高压过流时的驱动保护更加安全可靠。

Description

一种继电器的驱动电路、继电器及其保护方法

技术领域

本发明涉及电路结构技术领域，尤其涉及一种继电器的驱动电路、继电器及其保护方法。

背景技术

在电子电路中，继电器是一种具有隔离功能的高压开关，其在高压电路***中有着广泛的应用，常用于高压电路***的过压或过流保护，而在传统的继电器驱动电路中，继电器的驱动多是由控制芯片通过软件逻辑判断来进行控制，只具有开断控制的功能，通过传统继电器驱动电路来实现保护功能的电路***在高压过流阶段存在较大安全风险，驱动保护的能力较弱，可靠性不足。

发明内容

本发明的实施例提供了一种继电器的驱动电路、继电器及其保护方法，旨在解决现有继电器驱动电路对高压过流的驱动保护能力弱的问题。

第一方面，本身发明实施例提供一种继电器的驱动电路，其包括：

检测单元，连接于继电器的负载回路，所述检测单元用于检测所述负载回路的电压或电流并根据检测结果为过压或过流时输出关断信号，以及用于根据检测结果为未过压或未过流时输出驱动控制信号；

控制单元，连接于所述检测单元，所述控制单元用于接收所述驱动控制信号以输出驱动信号，以及用于接收所述关断信号以停止输出所述驱动信号；

开关单元，连接于所述检测单元、所述控制单元以及所述继电器的触点，所述开关单元用于接收所述关断信号以驱动所述继电器断开所述负载回路，以及用于接收所述驱动信号以驱动所述继电器闭合所述负载回路。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述检测单元包括过压检测单元，所述过压检测单元连接于所述负载回路、所述开关单元以及所述控制单元；其中，所述过压检测单元用于检测所述负载回路的电压并根据检测结果为过压时向所述开关单元输出所述关断信号以使所述开关单元驱动所述继电器断开所述负载回路。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述过压检测单元包括电压比较单元和信号输出单元，所述电压比较单元连接于所述负载回路和所述信号输出单元，所述信号输出单元连接于所述开关单元；其中，所述电压比较单元用于将所述负载回路的电压与预设电压进行比较，并根据比较结果驱动所述信号输出单元向所述开关单元输出开关控制信号以及向所述控制单元输出过压反馈信号。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述电压比较单元包括第一电压比较器、第一电阻以及第二电阻；其中，所述第一电阻的一端连接电源，另一端经由第二电阻后接地，所述第一电压比较器的同相输入端连接于所述负载回路，反相输入端连接于所述第一电阻的另一端，所述第一电压比较器的输出端连接于所述信号输出单元。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述信号输出单元包括第一光耦和第一三极管；其中，所述第一三极管的集电极连接电源，基极连接所述第一电压比较器的输出端，发射极经由所述第一光耦的阳极，所述第一光耦的阴极接地，集电极连接电源，发射极连接于所述开关单元。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述检测单元还包括过流检测单元，所述过流检测单元连接于所述负载回路、所述开关单元以及所述控制单元；其中，所述过流检测单元用于检测所述负载回路的电流并根据检测结果为过流时向所述开关单元输出所述关断信号以使所述开关单元驱动所述继电器断开所述负载回路。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述过流检测单元包括电流比较单元，所述电流比较单元连接于所述负载回路、所述开关单元以及所述控制单元；其中，所述电流比较单元用于将所述负载回路的电流与预设电流进行比较，并根据比较结果向所述开关单元输出开关控制信号以及向所述控制单元输出过流反馈信号。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述电流比较单元包括第二电压比较器、电流传感器、第三电阻和第四电阻；其中，所述电流传感器连接于所述负载回路和所述第二电压比较器的同相输入端，所述第三电阻的一端连接电源，另一端经由第四电阻后接地，所述第二电压比较器的反相输入端连接于所述第三电阻的另一端，所述第二电压比较器的输出端连接于所述开关单元和所述控制单元。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述继电器的驱动电路还包括泄放单元，所述泄放单元连接于所述负载回路和所述过流检测单元；其中，所述泄放单元用于根据所述过流检测单元的检测结果为过流时泄放所述负载回路的电能。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述泄放单元包括隔离单元和放电单元，所述隔离单元连接于所述过流检测单元，所述放电单元连接于所述负载回路和所述隔离单元；其中，所述隔离单元用于根据所述过流检测单元的检测结果为过流时驱动所述放电单元泄放所述负载回路的电能。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述隔离单元包括第二三极管和第二光耦；其中，所述第二三极管的集电极连接电源，基极连接于所述过流检测单元，发射极连接所述第二光耦的阳极，所述第二光耦的阴极接地，集电极连接于所述放电单元，发射极连接电源。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述放电单元包括MOS管和第五电阻；其中，所述MOS管的栅极连接所述第二光耦的集电极，漏极连接所述负载回路的正极，源极经由第五电阻后连接于所述负载回路的负极。

在本发明实施例提供的继电器的驱动电路中，所述开关单元包括第三三极管、第四三极管以及第五三极管；其中，所述第三三极管的基极连接于所述第四三极管的集电极和所述第四三极管的集电极，集电极连接于所述继电器的触点，发射极接地，所述第四三极管的发射极与所述第五三极管的发射极接地，基极连接于所述检测单元和所述控制单元，所述第五三极管的基极连接于所述检测单元。

第二方面，本发明实施例提供一种继电器，该继电器包括上述第一方面所述的继电器的驱动电路。

第三方面，本发明实施例提供一种继电器的保护方法，该方法应用于上述第二方面所述的继电器。

本发明实施例提供一种继电器的驱动电路、继电器及其保护方法，该继电器的驱动电路包括检测单元、控制单元以及开关单元，检测单元连接于继电器的负载回路，控制单元连接于所述检测单元，开关单元连接于检测单元、控制单元以及继电器的触点。本申请提供的继电器的驱动电路，通过检测单元检测负载回路中的电流和电压并在过压或过流时输出关断信号给开关单元来驱动继电器断开负载回路，在未过压或未过流时输出驱动控制信号给到控制单元，使其输出驱动信号给开关单元驱动继电器闭合负载回路，并且控制单元在接收到关断信号时会停止输出驱动信号，继电器整体由硬件驱动与软关断控制配合，电路***高压过流时的驱动保护更加安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的继电器的驱动电路的结构框图；

图2为本发明实施例提供的继电器的驱动电路的另一结构框图；

图3为本发明实施例提供的继电器的驱动电路的电路图；

图4为本发明实施例提供的继电器的保护方法的步骤流程示意图；

附图标记：

10、检测单元；11、过压检测单元；110、电压比较单元、111、信号输出单元；12、过流检测单元；120、电流比较单元；20、控制单元；30、开关单元；40、泄放单元；401、隔离单元；402、放电单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。

请参阅图1-图3，具体参考图1，本发明实施例展示了一种继电器的驱动电路，其包括检测单元10，连接于继电器的负载回路，所述检测单元10用于检测所述负载回路的电压或电流并根据检测结果为过压或过流时输出关断信号，以及用于根据检测结果为未过压或未过流时输出驱动控制信号；控制单元20，连接于所述检测单元10，所述控制单元20用于接收所述驱动控制信号以输出驱动信号，以及用于接收所述关断信号以停止输出所述驱动信号；开关单元30，连接于所述检测单元10、所述控制单元20以及所述继电器的触点，所述开关单元30用于接收所述关断信号以驱动所述继电器断开所述负载回路，以及用于接收所述驱动信号以驱动所述继电器闭合所述负载回路。

在本实施例中，检测单元10为用于检测负载回路中的电流和电压的电路，其连接在负载回路中，可以检测负载回路中的是否过压或过流，具体连接在负载回路的电源端，检测单元10在检测到负载回路没有过压或者没有过流时，也就是负载回路处于正常工作的状态下，检测单元10会向控制单元20输出驱动控制信号，驱动控制信号具体可以是电平信号，控制单元20具体为控制芯片，例如单片机、FPGA等，其与检测单元10和开关单元30连接，主要用来输出驱动信号给开关单元30，驱动信号具体可以是持续的电平信号，开关单元30连接到继电器的线圈的触点上，其可以直接驱动继电器通断，即可以驱动继电器进行常开或常闭，开关单元30具体可以是三极管或MOS管构成的开关电路，开关单元30在接收到控制单元20输出的驱动信号时，就会驱动继电器进行闭合，使负载回路形成，当检测单元10在检测到负载回路存在过压或者过流时，会直接发送关断信号给开关单元30，同时也将关断信号发送给控制单元20，该关断信号具体可以为电平信号，开关单元30在接收到检测单元10输出的关断信号时，会驱动继电器强行进行断开，使得负载回路开路，同时，控制单元20在接收到关断信号时，会立刻停止输出驱动信号，没有了驱动信号的控制，此时开关单元30只受到检测单元10输出的关断信号的控制驱动继电器断开负载回路，整体上通过硬件电路与控制单元20软关断的配合控制实现了负载回路的高压过流保护。

通过实施本实施例，检测单元10检测负载回路中的电流和电压并在过压或过流时输出关断信号给开关单元30来驱动继电器断开负载回路，在未过压或未过流时输出驱动控制信号给到控制单元20，使其输出驱动信号给开关单元30驱动继电器闭合负载回路，并且控制单元20在接收到关断信号时会停止输出驱动信号，通过硬件驱动配合软关断控制的方式实现了对负载回路的高压过流保护，驱动更可靠、安全性更高。

在一实施例中，参照图2，所述检测单元10包括过压检测单元11，所述过压检测单元11连接于所述负载回路、所述开关单元30以及所述控制单元20；其中，所述过压检测单元11用于检测所述负载回路的电压并根据检测结果为过压时向所述开关单元30输出所述关断信号以使所述开关单元30驱动所述继电器断开所述负载回路。

在本实施例中，过压检测单元11主要用来检测负载回路是否过压，其具体连接在负载回路的电源正极输入端，当负载回路中的电压正常时，过压检测单元11向控制单元20输出驱动控制信号，促使控制单元20输出驱动信号，开关单元30在驱动信号的驱动下驱动着继电器闭合负载回路，而在负载回路中的电压大于正常的工作电压时，过压检测单元11就会向开关单元30和控制单元20同时输出关断信号，使开关单元30驱动继电器断开负载回路，同时控制单元20接收到关断信号时会立即停止向开关单元30输出驱动信号，驱动控制更加安全可靠。

在一实施例中，所述过压检测单元11包括电压比较单元110和信号输出单元111，所述电压比较单元110连接于所述负载回路和所述信号输出单元111，所述信号输出单元111连接于所述开关单元30；其中，所述电压比较单元110用于将所述负载回路的电压与预设电压进行比较，并根据比较结果驱动所述信号输出单元111向所述开关单元30输出开关控制信号以及向所述控制单元20输出过压反馈信号。具体地，电压比较单元110主要用来获取负载回路中的电压信息，通过电压比较的方式来判断负载回路是否处于过压状态，在实际中，电压比较单元110将获取到的电压与预设电压进行大小比较，预设电压为固定的一个电压值，作为判断负载回路是否过压的标准，其可以根据负载回路的实际过压标准来进行设置，电压比较单元110的比较结果以高低电平的方式输出给信号输出单元111，这样信号输出单元111根据电压比较单元110的比较结果来输出信号，其输出同样是高低电平的信号形式，包括了控制开关单元30进行开启或关闭的开关控制信号，以及输出反馈给控制单元20的过压或未过压的过压反馈信号。

在本实施例中，参照图3，所述电压比较单元110包括第一电压比较器U5、第一电阻R5以及第二电阻R6；其中，所述第一电阻R5的一端连接电源VCC2，另一端经由第二电阻R6后接地，所述第一电压比较器U5的同相输入端连接于所述负载回路，反相输入端连接于所述第一电阻R5的另一端，所述第一电压比较器U5的输出端连接于所述信号输出单元111。所述信号输出单元111包括第一光耦U3和第一三极管U4；其中，所述第一三极管U4的集电极连接电源VCC3，基极连接所述第一电压比较器U5的输出端，发射极连接所述第一光耦U4的阳极，所述第一光耦U4的阴极接地，集电极连接电源VCC3，发射极连接于所述开关单元30。所述开关单元30包括第三三极管U2、第四三极管U0以及第五三极管U1；其中，所述第三三极管U2的基极连接于所述第四三极管U0的集电极和所述第四三极管U1的集电极，集电极连接于所述继电器T1的触点，发射极接地，所述第四三极管U0的发射极与所述第五三极管U1的发射极接地，基极连接于所述检测单元10和所述控制单元20，所述第五三极管U1的基极连接于所述检测单元10。具体地，电源VCC1、VCC2和VCC3均为低压电源，低压电源VCC1经由一个防反二极管D1连接到继电器T1的触点，继电器T1的线圈的两个连接触点之间并联了一个续流二极管D2，续流二极管D2可以对继电器T1的线圈进行续流，在继电器T1断开的时候，形成续流路径，避免断开时产生冲击电压导致损坏器件，第五三极管U1的基极连接到第一光耦U3的发射极，第一电压比较器U5的同相输入端连接到负载电源DC的正极，由于负载电源DC为强电，因此需要通过电阻R7、R8、R9、R10、R11进行分压，第一电压比较器U5的同相输入端连接在分压电阻R10和R11之间，用来采集电压值，第一电压比较器U5的反相输入端用来输入判断为过压的电压值，该值通过第一电阻R5和第二电阻R6以及电容C4和电容C5构成的分压电路获得，电容C4和电容C5分别并联在第一电阻R5和第二电阻R6的两端，第一电压比较器U5的反相输入端连接在第一电阻R5和第二电阻R6之间，通过调整第一电阻R5和第二电阻R6的阻值就能够调整第一电压比较器U5反相输入端的电压，可根据实际负载电路的过流标准来进行调整该电压值。

在一实施例中，参照图2，所述检测单元10还包括过流检测单元12，所述过流检测单元12连接于所述负载回路、所述开关单元30以及所述控制单元20；其中，所述过流检测单元12用于检测所述负载回路的电流并根据检测结果为过流时向所述开关单元30输出所述关断信号以使所述开关单元30驱动所述继电器断开所述负载回路。

在本实施例中，过流检测单元12主要用来检测负载回路是否过流，其主要是连接到负载回路中的电源负极输入端，当负载回路的电流处于正常时，过流检测单元12会向控制单元20输出驱动控制信号，使控制单元20输出驱动信号给开关单元30使其驱动继电器闭合负载回路，而负载回路中的电流大于的正常工作电流时，过流检测单元12就会向开关单元30和控制单元20输出关断信号，使开关单元30驱动继电器断开负载回路，同时，控制单元20停止向开关单元30输出驱动信号，驱动控制更加安全可靠。

在一实施例中，参照图2，所述过流检测单元12包括电流比较单元120，所述电流比较单元120连接于所述负载回路、所述开关单元30以及所述控制单元20；其中，所述电流比较单元120用于将所述负载回路的电流与预设电流进行比较，并根据比较结果向所述开关单元30输出开关控制信号以及向所述控制单元20输出过流反馈信号。具体地，电流比较单元120用来获取负载回路中的电流信息，通过电流比较的方式来判断负载回路是否处于过流状态，其将获取到的电流与预设电流进行大小比较，预设电流为固定的一个电流值，作为判断负载回路是否过流的标准，其可以根据负载回路的实际过流标准来设置，电流比较单元120可根据电流比较的结果来输出信号，输出的信号包括用来控制开关单元30开启或关闭的开关控制信号，以及输出给控制单元20的负载回路过流或未过流的过流反馈信号。

在本实施例中，参照图3，所述电流比较单元120包括第二电压比较器U9、电流传感器CT1、第三电阻R15和第四电阻R16；其中，所述电流传感器CT1连接于所述负载回路和所述第二电压比较器U9的同相输入端，所述第三电阻R16的一端连接电源VCC2，另一端经由第四电阻R15后接地，所述第二电压比较器U9的反相输入端连接于所述第三电阻R16的另一端，所述第二电压比较器U9的输出端连接于所述开关单元30和所述控制单元20。所述开关单元30包括第三三极管U2、第四三极管U0以及第五三极管U1；其中，所述第三三极管U2的基极连接于所述第四三极管U0的集电极和所述第四三极管U1的集电极，集电极连接于所述继电器T1的触点，发射极接地，所述第四三极管U0的发射极与所述第五三极管U1的发射极接地，基极连接于所述检测单元10和所述控制单元20，所述第五三极管U1的基极连接于所述检测单元10。具体地，电源VCC2为低压电源，控制单元20这里采用单片机，第二电压比较器U9的输出端连接在第四三极管U0的基极，同时也连接在单片机的过流反馈端，电流传感器CT1连接在负载回路中，具体连接到负载电源DC的负极，电流传感器CT1用来对电流进行采样，电流传感器CT1可以将电流采样后以电压信号的形式输出，即负载回路中的电流变化经过电流传感器CT1可转换成电压变化，第二电压比较器U9的同相输入端连接在电流传感器CT1的输出端，第二电压比较器U9的反相输入端用来输入判断为过流的电压值，该值通过第三电阻R16和第四电阻R15以及电容C7和电容C8构成的分压电路获得，电容C7和电容C8分别并联在第三电阻R16和第四电阻R15的两端，第二电压比较器U9的反相输入端连接到第三电阻R15和第四电阻R16之间，通过调整第三电阻R16和第四电阻R15的阻值就可以改变第二电压比较器U9的反相输入端的电压，可根据实际负载电路的过流标准来进行调整该电压值。

在一实施例中，所述继电器的驱动电路还包括泄放单元40，所述泄放单元40连接于所述负载回路和所述过流检测单元12；其中，所述泄放单元40用于根据所述过流检测单元12的检测结果为过流时泄放所述负载回路的电能。

在本实施例中，泄放单元40设置在负载回路中，连接到过流检测单元12的输出端，其可以根据电流检测单元10的检测结果对负载回路中的电能进行泄放，负载回路在上电之后，会储存一定的能量，而在过流时，开关单元30驱动继电器断开的瞬间，负载回路会产生较高的能量，此时泄放单元40可以将能量给吸收泄放，泄放单元40具体可以采用电阻消耗产生热能的方式对能量进行泄放，例如可以采用阻值较大的电阻构成电阻电路来进行泄放，通过泄放单元40有效地避免负载回路断开瞬间能量过高导致负载回路中的器件发生损坏。

在一实施例中，所述泄放单元40包括隔离单元401和放电单元402，所述隔离单元401连接于所述过流检测单元12，所述放电单元402连接于所述负载回路和所述隔离单元401；其中，所述隔离单元401用于根据所述过流检测单元12的检测结果为过流时驱动所述放电单元402泄放所述负载回路的电能。

在本实施例中，参照图3，所述隔离单元401包括第二三极管U8和第二光耦U7；其中，所述第二三极管U8的集电极连接电源VCC3，基极连接于所述过流检测单元12，发射极连接所述第二光耦U7的阳极，所述第二光耦U7的阴极接地，集电极连接于所述放电单元402，发射极连接电源VCC3。所述放电单元402包括MOS管U6和第五电阻R13；其中，所述MOS管U6的栅极连接所述第二光耦U7的集电极，漏极连接所述负载回路的正极，源极经由第五电阻R13后连接于所述负载回路的负极。具体地，隔离单元401采用第二光耦U7和第二三极管U8，第二光耦U7可以对负载回路的电压有效隔离，防止负载回路关断时产生的高压影响到过流检测单元12，同时也作为触发放电单元402放电的开关，放电单元402采用MOU管U6作为高压开关，可以承受较大电压进行快速关断，第五电阻R13采用阻值较大的电阻，其可以能够快速地消耗负载回路断开瞬间产生的能量，有效地避免了负载回路中的器件因断开时能量过高而被损坏。

在一实施例中，为了描述清楚继电器的驱动电路的信号控制过程，本实施例提供一实例予以说明。在本实施例中，参照图3，控制单元20采用单片机，上电时，强电DC的电压经由电阻R7、R8、R9、R10及R11分压后，输入至第一电压比较器U5的正相输入端，此时电路存在以下状态：

(1)强电DC未过压时，第一电压比较器U5正相输入端的电压小于反相输入端的预设电压，第一电压比较器U5的输出端输出低电平，第一三极管U4截止，第一光耦U3的光电三极管处于截止状态，此时第一光耦U3不导通，第一光耦U3的发射极相当于低电平，以此作为驱动控制信号，单片机在接收到驱动信号时，输出驱动信号，驱动信号为持续的高电平，此时第三三极管U2的基极为高电平，第三三极管U2导通，继电器T1开始工作，处于常闭状态，负载回路闭合，负载电源DC开始给负载正常供电。

(2)强电DC过压时，第一电压比较器U5同相输入端的电压大于反相输入端的电压时，第一电压比较器U5的输出端就会输出高电平，第一三极管U4的基极为高电平，第一三极管U4导通，使得第一光耦U3的光电三极管导通，第一光耦U3的发射极输出高电平作为关断信号输出到第五三极管U1的基极以及单片机，第五三极管U1导通，使得第三三极管U2的基极接地变为低电平，第三三极管U2截止，此时继电器T1不工作，处于断开的状态，负载回路处于开路状态，负载电源DC无法给负载供电，同时，单片机在接收到高电平后直接报过压故障，实现了负载回路的上电时的强电自检。

在本实施例中，上电期间，强电DC的电压经由电阻R7、R8、R9、R10及R11分压后，输入至第一电压比较器U5的正相输入端，强电DC的电流经由电流传感器CT1输入至第二电压比较器U9的正相输入端，此时电路存在以下状态：

(1)负载回路过压时，第一电压比较器U5同相输入端的电压大于反相输入端的电压时，第一电压比较器U5的输出端就会输出高电平，第一三极管U4的基极为高电平，第一三极管U4导通，使得第一光耦U3的光电三极管导通，第一光耦U3的发射极输出高电平作为关断信号输出到第五三极管U1的基极以及单片机，第五三极管U1导通，使得第三三极管U2的基极接地变为低电平，第三三极管U2截止，此时继电器T1停止工作，处于断开的状态，负载回路被强行断开，负载电源DC无法给负载供电，同时，单片机在接收到高电平后立即停止输出驱动信号，并报出过压故障，实现了负载回路的过压保护。

(2)负载回路过流时，第二电压比较器U9同相输入端的电压大于反相输入端的电压时，第二电压比较器U9的输出端会输出高电平作为关断信号输出到第四三极管U0的基极以及单片机，第四三极管U0的基极为高电平，第四三极管U0导通，使得第三三极管U2的基极接地变为低电平，第三三极管U2截止，此时继电器T1停止工作，处于断开的状态，负载回路被强行断开，负载电源DC无法给负载供电，同时，单片机在接收到高电平后立即停止输出驱动信号，并报出过流故障，实现了负载回路的过流保护。且在第二电压比较器U9的输出端会输出高电平时，第二三极管U8的基极为高电平，第二三极管U8导通，使得第二光耦U7的光电三极管导通，第二光耦U7的发射极的电源VCC3向MOS管U6的栅极供电，MOS管U6的栅极电压达到开启电压，MOS管U6导通，这时候负载、MOS管U6、和第五电阻R13组成一个回路，负载上的能量通过第五电阻R13以热能的形式释放，实现了负载回路的断开瞬间能量的泄放。

通过实施本实施例，在硬件驱动控制与软关断的配合下，继电器的驱动控制变得更加安全可靠，对高压过流驱动保护能力更强，具有非常广阔的应用前景。

在一实施例中，提供一种继电器，该继电器包括了上述方案的继电器的驱动电路，该继电器可以设置在运用继电器控制的电路***之中，用来对电路***进行过压和过流保护，其中，本实施例中的继电器的驱动电路可以采用本发明实施例提供的任意一种继电器的驱动电路，由于前面说明书已经对该继电器的驱动电路的具体结构以及工作原理做了详细地介绍，为了说明书的简洁性，在此不再赘述。

本实施例中的继电器，由于其采用本发明实施例提供的继电器的驱动电路，在驱动继电器时更加安全可靠，可广泛运用于各种电路***中，对电路***进行过流和过压保护，其应用前景非常广阔。

在一实施例中，提供一种继电器的保护方法，参照图4，图4为本实施例继电器的保护方法的步骤流程示意图，该继电器的保护方法应用于上述的继电器，该方法包括步骤：S1-S2。

S1、在所述继电器上电之前，控制检测单元检测负载回路是否过压；

若所述负载回路过压，则由开关单元断开所述继电器；

若所述负载回路未过压，则由控制单元向所述开关单元输出驱动信号以使所述开关单元维持所述继电器闭合完成上电；

在本实施例中，在负载回路中继电器上电之前，首先会对强电DC进行电压检测，检测单元通过电压比较的方式检测输入负载回路的强电DC是否为过压，将强电DC的电压与负载回路的标准工作电压进行比较，当强电DC大于负载回路的标准工作电压时，即判断输入负载回路的强电DC处于过压，检测单元向开关单元输出关断信号，开关单元直接驱动继电器处在常开状态，负载回路处于开路状态，此时强电DC无法给负载回路上电，当强电DC处于负载回路的标准工作电压范围时，即判断输入负载回路的强电DC处于正常，此时检测单元向控制单元输出驱动控制信号，使控制单元向开关单元输出持续的驱动信号，进而使开关单元驱动继电器处在常闭状态，负载回路闭合，此时强电DC开始为负载回路上电。

通过实施本实施例，有效实现了上电前的强电自检，在开关单元的硬件关断下驱动下，继电器被驱动在常开状态使负载回路无法闭合，避免了上电前因强电过压导致的电路损坏的风险。

S2、在所述继电器上电期间，控制所述检测单元检测所述负载回路是否过压或过流；

若所述负载回路过压或过流，则由所述开关单元断开所述继电器，并使所述控制单元停止向所述开关单元输出所述驱动信号。

在本实施例中，在负载回路中继电器上电期间，会实时对强电DC进行电压和电流的检测，检测单元通过电压比较和电流比较的方式检测输入负载回路中的电压和电流是否过压和过流，检测单元将负载回路中检测到的电压和电流与负载回路的标准工作电压和标准工作电流进行比较，当负载回路中检测到的电压和电流大于负载回路正常的电压和电流时，即判断负载回路处于过压或过流状态，此时检测单元同时向开关单元和控制单元输出关断信号，开关单元直接驱动继电器断开，并且控制单元立即停止输出驱动信号，负载回路被继电器强行断开，负载回路处于开路状态。

通过实施本实施例，在开关单元的硬件关断配合上控制单元的软关断，有效地实现了上电期间的负载回路过流和过压保护，继电器驱动更加安全可靠。

通过上述方法在上电前的强电自检以及上电期间的过压和过流状态下开关单元对继电器的硬件关断配合上控制单元对继电器的软关断，形成了对继电器的电路***的可靠性保护，有效地避免了电路***高压过流的风险，电路的驱动更加安全可靠。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种继电器的驱动电路，其特征在于，包括：

检测单元，连接于继电器的负载回路，所述检测单元用于检测所述负载回路的电压或电流并根据检测结果为过压或过流时输出关断信号，以及用于根据检测结果为未过压或未过流时输出驱动控制信号；

控制单元，连接于所述检测单元，所述控制单元用于接收所述驱动控制信号以输出驱动信号，以及用于接收所述关断信号以停止输出所述驱动信号；

开关单元，连接于所述检测单元、所述控制单元以及所述继电器的触点，所述开关单元用于接收所述关断信号以驱动所述继电器断开所述负载回路，以及用于接收所述驱动信号以驱动所述继电器闭合所述负载回路。

2.根据权利要求1所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述检测单元包括过压检测单元，所述过压检测单元连接于所述负载回路、所述开关单元以及所述控制单元；

其中，所述过压检测单元用于检测所述负载回路的电压并根据检测结果为过压时向所述开关单元输出所述关断信号以使所述开关单元驱动所述继电器断开所述负载回路。

3.根据权利要求2所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述过压检测单元包括电压比较单元和信号输出单元，所述电压比较单元连接于所述负载回路和所述信号输出单元，所述信号输出单元连接于所述开关单元；

其中，所述电压比较单元用于将所述负载回路的电压与预设电压进行比较，并根据比较结果驱动所述信号输出单元向所述开关单元输出开关控制信号以及向所述控制单元输出过压反馈信号。

4.根据权利要求3所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述电压比较单元包括第一电压比较器、第一电阻以及第二电阻；

其中，所述第一电阻的一端连接电源，另一端经由第二电阻后接地，所述第一电压比较器的同相输入端连接于所述负载回路，反相输入端连接于所述第一电阻的另一端，所述第一电压比较器的输出端连接于所述信号输出单元。

5.根据权利要求4所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述信号输出单元包括第一光耦和第一三极管；

其中，所述第一三极管的集电极连接电源，基极连接所述第一电压比较器的输出端，发射极连接所述第一光耦的阳极，所述第一光耦的阴极接地，集电极连接电源，发射极连接于所述开关单元。

6.根据权利要求1所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述检测单元还包括过流检测单元，所述过流检测单元连接于所述负载回路、所述开关单元以及所述控制单元；

其中，所述过流检测单元用于检测所述负载回路的电流并根据检测结果为过流时向所述开关单元输出所述关断信号以使所述开关单元驱动所述继电器断开所述负载回路。

7.根据权利要求6所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述过流检测单元包括电流比较单元，所述电流比较单元连接于所述负载回路、所述开关单元以及所述控制单元；

其中，所述电流比较单元用于将所述负载回路的电流与预设电流进行比较，并根据比较结果向所述开关单元输出开关控制信号以及向所述控制单元输出过流反馈信号。

8.根据权利要求7所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述电流比较单元包括第二电压比较器、电流传感器、第三电阻和第四电阻；

其中，所述电流传感器连接于所述负载回路和所述第二电压比较器的同相输入端，所述第三电阻的一端连接电源，另一端经由第四电阻后接地，所述第二电压比较器的反相输入端连接于所述第三电阻的另一端，所述第二电压比较器的输出端连接于所述开关单元和所述控制单元。

9.根据权利要求6所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述继电器的驱动电路还包括泄放单元，所述泄放单元连接于所述负载回路和所述过流检测单元；

其中，所述泄放单元用于根据所述过流检测单元的检测结果为过流时泄放所述负载回路的电能。

10.根据权利要求9所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述泄放单元包括隔离单元和放电单元，所述隔离单元连接于所述过流检测单元，所述放电单元连接于所述负载回路和所述隔离单元；

其中，所述隔离单元用于根据所述过流检测单元的检测结果为过流时驱动所述放电单元泄放所述负载回路的电能。

11.根据权利要求10所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述隔离单元包括第二三极管和第二光耦；

其中，所述第二三极管的集电极连接电源，基极连接于所述过流检测单元，发射极连接所述第二光耦的阳极，所述第二光耦的阴极接地，集电极连接于所述放电单元，发射极连接电源。

12.根据权利要求11所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述放电单元包括MOS管和第五电阻；

其中，所述MOS管的栅极连接所述第二光耦的集电极，漏极连接所述负载回路的正极，源极经由第五电阻后连接于所述负载回路的负极。

13.根据权利要求1所述的继电器的驱动电路，其特征在于，所述开关单元包括第三三极管、第四三极管以及第五三极管；

其中，所述第三三极管的基极连接于所述第四三极管的集电极和所述第四三极管的集电极，集电极连接于所述继电器的触点，发射极接地，所述第四三极管的发射极与所述第五三极管的发射极接地，基极连接于所述检测单元和所述控制单元，所述第五三极管的基极连接于所述检测单元。

14.一种继电器，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的继电器的驱动电路。

15.一种继电器的保护方法，其特征在于，应用于权利要求14所述的继电器，所述方法包括：

在所述继电器上电之前，控制检测单元检测负载回路是否过压；

若所述负载回路过压，则由开关单元断开所述继电器；

若所述负载回路未过压，则由控制单元向所述开关单元输出驱动信号以使所述开关单元维持所述继电器闭合完成上电；

在所述继电器上电期间，控制所述检测单元检测所述负载回路是否过压或过流；

若所述负载回路过压或过流，则由所述开关单元断开所述继电器，并使所述控制单元停止向所述开关单元输出所述驱动信号。