CN208508793U - 一种继电器供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种继电器供电电路，包括供电单元和控制单元，供电单元为控制单元供电，控制单元为继电器供电；供电单元包括BUCK电路和PWM控制模块，PWM控制模块接收PWM信号并控制BUCK电路中的开关管的开关状态，BUCK电路的输出端作为供电单元的输出端。本实用新型采用BUCK电路为继电器提供供电电压，通过控制BUCK电路中开关管的占空比可得到不同的电压以匹配不同的继电器，通用性好，而且通过控制BUCK电路中开关管的占空比可为继电器在不同阶段提供不同大小的供电电压，可有效地降低继电器线圈损耗，提高继电器的可靠性和使用寿命。

Description

一种继电器供电电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种继电器的供电电路。

背景技术

现有技术中继电器供电电路如图1所示，一般是通过DSP发驱动信号RLY控制MOS管Q1(也可为三极管)导通，从而使继电器K1线圈1-2通12V直流电，线圈产生磁力通过机械结构使继电器K1触点3-4吸合；当DSP停止发驱动信号RLY时，继电器K1线圈1-2上的电流通过二极管D1续流，MOS管漏极上的尖峰电压基本为零；当继电器K1线圈1-2上的电流减小到一定值时，继电器K1触点3-4断开。目前继电器控制电路的优点是当驱动信号RLY停止时，MOS管Q1(或三极管)上的尖峰电压很小，能较好的保护MOS管(或三极管)。但是，上述方案的缺点是由于继电器K1线圈1-2的供电电压一直为12V，线圈功耗较高，导致继电器线圈发热严重，对继电器的可靠性和寿命有一定的影响。

在对上述技术中做了一些改善后形成了新的方案，如图2所示，当DSP发驱动信号RLY后，继电器K1线圈1-2首先由12V供电，经过一段时间后再由另外一路6V电源供电。这种供电方案能够降低继电器线圈的功耗，缺点是需要单独增加一路供电电源，且因不同继电器的吸合维持电压具有差异性，应用在其他不同类型继电器上时需要调整供电电压，导致方案的通用性较差。

实用新型内容

本实用新型提供了一种继电器供电电路，以解决上述继电器线圈损耗大和通用性较差的问题。

本实用新型提供的一种继电器供电电路，包括供电单元和控制单元，供电单元为控制单元供电，控制单元为继电器供电；供电单元包括BUCK电路和PWM控制模块，PWM控制模块接收PWM信号并控制BUCK电路中的开关管的开关状态，BUCK电路的输出端作为供电单元的输出端；控制单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、开关管Q1、电容C1、电容C2、续流模块，其中电阻R1的第一端为控制单元的输入端，用于输入继电器的驱动信号，电阻R1的第二端与电阻R2的第一端、电容C1的第一端及开关管Q1的控制端相连；电阻R2的第二端、电容C1的第二端及开关管Q1的输出端均接地；开关管Q1的输入端与续流模块的第一端相连，连接点作为控制单元的一个输出端，与继电器线圈的第一端相连；续流模块的第二端、电阻R3的第一端及电容C2的第一端相连，连接点作为控制单元的另一个输出端，与继电器线圈的第二端相连；电容C2的第二端接地；电阻R3的第二端连接供电单元。

优选地，BUCK电路包括电容C4、电容C5、开关管Q3、二极管D1和电感L1，其中开关管Q3的输入端及电容C5的第一端与供电电源相连，电容C5的第二端接地，开关管Q3的控制端与PWM控制模块相连，开关管Q3的输出端与二极管D1的第一端、电感L1的第一端相连，电感L1的第二端与电容C4的第一端相连，连接点作为BUCK电路的输出端，二极管D1的第二端及电容C4的第二端均接地。

优选地，PWM控制模块包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C3和开关管Q2，其中电阻R4的第一端作为PWM控制模块的输入端，电阻R4的第二端与电阻R5的第一端、电容C3的第一端及开关管Q2的控制端相连，电阻R5的第二端、电容C3的第二端及开关管Q2的输出端均接地，开关管Q2的输入端与电阻R6的第一端相连，电阻R6的第二端与电阻R7的第一端相连，连接点作为PWM控制模块的输出端，电阻R7的第二端与开关管Q3的输入端相连。

优选地，供电电源为12V。

优选地，续流模块为二极管，二极管的阳极作为续流模块的第一端，阴极作为续流模块的第二端。

优选地，续流模块为电阻。

优选地，续流模块包括二极管和稳压管，二极管的阳极作为续流模块的第一端，阴极与稳压管的阴极相连，稳压管的阳极作为续流模块的第二端。

优选地，开关管Q3为PMOS管，PMOS管的门极作为开关管Q3的控制端，PMOS管的源极作为开关管Q3的输入端，PMOS管的漏极作为开关管Q3的输出端。

优选地，开关管Q2为NPN型三极管，NPN型三极管的基级作为开关管Q2的控制端，集电极作为开关管Q2的输入端，发射极作为开关管Q2的输出端。

本实用新型采用BUCK电路为继电器提供供电电压，通过控制BUCK电路中开关管的占空比可得到不同的电压以匹配不同的继电器，通用性好，而且通过控制BUCK电路中开关管的占空比可为继电器在不同阶段提供不同大小的供电电压，可有效地降低继电器线圈损耗，提高继电器的可靠性和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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实用新型的一些实施例，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为现有技术中继电器供电电路的一种示意图；

图2为现有技术中继电器供电电路的另一种示意图；

图3为本实用新型提供的一种继电器供电电路的示意图；

图4为本实用新型提供的另一种继电器供电电路的示意图；

图5为本实用新型提供的再一种继电器供电电路的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参见图3，本实用新型提供了一种继电器供电电路，包括供电单元和控制单元，供电单元为控制单元供电，控制单元为继电器供电。供电单元包括BUCK电路和PWM控制模块，PWM控制模块接收PWM信号并控制BUCK电路中的开关管的开关状态，BUCK电路的输出端作为供电单元的输出端。

控制单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、开关管Q1、电容C1、电容C2、续流模块，其中电阻R1的第一端为控制单元的输入端，用于输入继电器的驱动信号，电阻R1的第二端与电阻R2的第一端、电容C1的第一端及开关管Q1的控制端相连；电阻R2的第二端、电容C1的第二端及开关管Q1的输出端均接地；开关管Q1的输入端与续流模块的第一端相连，连接点作为控制单元的一个输出端，与继电器线圈的第一端相连；续流模块的第二端、电阻R3的第一端及电容C2的第一端相连，连接点作为控制单元的另一个输出端，与继电器线圈的第二端相连；电容C2的第二端接地；电阻R3的第二端连接供电单元。

本实用新型采用BUCK电路为继电器提供供电电压，通过控制BUCK电路中开关管的占空比可得到不同的电压以匹配不同的继电器，通用性好，而且通过控制BUCK电路中开关管的占空比可为继电器在不同阶段提供不同大小的供电电压，可有效地降低继电器线圈损耗，提高继电器的可靠性和使用寿命。

BUCK电路包括电容C4、电容C5、开关管Q3、二极管D1和电感L1，其中开关管Q3的输入端及电容C5的第一端与供电电源相连，电容C5的第二端接地，开关管Q3的控制端与PWM控制模块相连，开关管Q3的输出端与二极管D1的阴极、电感L1的第一端相连，电感L1的第二端与电容C4的第一端相连，连接点作为BUCK电路的输出端，二极管D1的阳极及电容C4的第二端均接地。

在本实施例中，开关管Q3为PMOS管，PMOS管的门极作为开关管Q3的控制端，PMOS管的源极作为开关管Q3的输入端，PMOS管的漏极作为开关管Q3的输出端。开关管Q3还可以为其他具有开关功能的器件。

在本实施例中，供电电源可以根据实际情况调整，如继电器需要提供的供电电压为12V和6V，则供电电源可选为12V。如继电器需要提供24V的电压，则供电电源可选为12V，在此不做限制。

PWM控制模块包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C3和开关管Q2，其中电阻R4的第一端作为PWM控制模块的输入端，电阻R4的第二端与电阻R5的第一端、电容C3的第一端及开关管Q2的控制端相连，电阻R5的第二端、电容C3的第二端及开关管Q2的输出端均接地，开关管Q2的输入端与电阻R6的第一端相连，电阻R6的第二端与电阻R7的第一端相连，连接点作为PWM控制模块的输出端，电阻R7的第二端与开关管Q3的输入端相连。

在本实施例中，开关管Q2为NPN型三极管，NPN型三极管的基级作为开关管Q2的控制端，集电极作为开关管Q2的输入端，发射极作为开关管Q2的输出端。开关管Q2还可以为其他具有开关功能的器件。

下面结合图3说明本实用新型提供的继电器供电电路的原理。在继电器的驱动信号RLY发出前，控制BUCK电路中驱动开关管Q3的PWM信号的占空比为100％，此时开关管Q2常通，开关管Q3的驱动电压为-12V，由于开关管Q3为PMOS管，因此开关管Q3也为常通，此时BUCK电路输出12V，12V电压通过电阻R3给电容C2充电。当继电器的驱动信号RLY发出瞬间，继电器K1线圈1-2的电压由电容C2提供，电容C2放电，此时继电器K1触点3-4吸合。经过几毫秒后，控制BUCK电路中驱动开关管Q3的PWM信号的占空比变为50％，此时BUCK电路输出电压为6V，继电器K1线圈1-2的电压为6V。由上可知，通过控制BUCK电路中驱动开关管Q3的PWM信号的占空比可为继电器在不同阶段提供不同大小的供电电压，可有效地降低继电器线圈的损耗，提高继电器的可靠性和使用寿命。而且，以图3为例，通过控制BUCK电路中驱动开关管Q3的PWM信号的占空比，可输出不同大小的电压，可以适用于供电电压要求小于12V的不同类型的继电器，通用性好；如需输出更大的电压，如24V的电压，可调整供电电源的大小即可匹配更多类型的继电器。

在本实施例中，续流模块有多种构成形式。一种形式如图3所示的续流模块为二极管D2，二极管D2的阳极作为续流模块的第一端，阴极作为续流模块的第二端。另一种形式如图4所示的续流模块为电阻R8。另一种形式如图5所示的续流模块包括二极管D2和稳压管Z1，二极管D2的阳极作为续流模块的第一端，阴极与稳压管Z1的阴极相连，稳压管的阳极作为续流模块的第二端。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，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实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种继电器供电电路，其特征在于，包括供电单元和控制单元，所述供电单元为所述控制单元供电，所述控制单元为继电器供电；

所述供电单元包括BUCK电路和PWM控制模块，所述PWM控制模块接收PWM信号并控制BUCK电路中的开关管的开关状态，所述BUCK电路的输出端作为所述供电单元的输出端；

所述控制单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、开关管Q1、电容C1、电容C2、续流模块，其中所述电阻R1的第一端为所述控制单元的输入端，用于输入继电器的驱动信号，所述电阻R1的第二端与所述电阻R2的第一端、所述电容C1的第一端及所述开关管Q1的控制端相连；所述电阻R2的第二端、所述电容C1的第二端及所述开关管Q1的输出端均接地；所述开关管Q1的输入端与所述续流模块的第一端相连，连接点作为所述控制单元的一个输出端，与继电器线圈的第一端相连；所述续流模块的第二端、所述电阻R3的第一端及所述电容C2的第一端相连，连接点作为所述控制单元的另一个输出端，与继电器线圈的第二端相连；所述电容C2的第二端接地；所述电阻R3的第二端连接供电单元。

2.根据权利要求1所述的继电器供电电路，其特征在于，所述BUCK电路包括电容C4、电容C5、开关管Q3、二极管D1和电感L1，其中开关管Q3的输入端及电容C5的第一端与供电电源相连，电容C5的第二端接地，所述开关管Q3的控制端与所述PWM控制模块相连，所述开关管Q3的输出端与所述二极管D1的阴极、所述电感L1的第一端相连，所述电感L1的第二端与电容C4的第一端相连，连接点作为所述BUCK电路的输出端，所述二极管D1的阳极及所述电容C4的第二端均接地。

3.根据权利要求2所述的继电器供电电路，其特征在于，所述PWM控制模块包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C3和开关管Q2，其中所述电阻R4的第一端作为所述PWM控制模块的输入端，所述电阻R4的第二端与所述电阻R5的第一端、所述电容C3的第一端及所述开关管Q2的控制端相连，所述电阻R5的第二端、所述电容C3的第二端及所述开关管Q2的输出端均接地，所述开关管Q2的输入端与所述电阻R6的第一端相连，所述电阻R6的第二端与所述电阻R7的第一端相连，连接点作为所述PWM控制模块的输出端，所述电阻R7的第二端与所述开关管Q3的输入端相连。

4.根据权利要求2所述的继电器供电电路，其特征在于，所述供电电源为12V。

5.根据权利要求1所述的继电器供电电路，其特征在于，所述续流模块为二极管，二极管的阳极作为所述续流模块的第一端，阴极作为所述续流模块的第二端。

6.根据权利要求1所述的继电器供电电路，其特征在于，所述续流模块为电阻。

7.根据权利要求1所述的继电器供电电路，其特征在于，所述续流模块包括二极管和稳压管，二极管的阳极作为所述续流模块的第一端，阴极与稳压管的阴极相连，稳压管的阳极作为所述续流模块的第二端。

8.根据权利要求2所述的继电器供电电路，其特征在于，所述开关管Q3为PMOS管，PMOS管的门极作为所述开关管Q3的控制端，PMOS管的源极作为所述开关管Q3的输入端，PMOS管的漏极作为所述开关管Q3的输出端。

9.根据权利要求3所述的继电器供电电路，其特征在于，所述开关管Q2为NPN型三极管，NPN型三极管的基级作为所述开关管Q2的控制端，集电极作为所述开关管Q2的输入端，发射极作为所述开关管Q2的输出端。