继电器降压保持电路

摘要

本申请公开了一种继电器降压保持电路，属于电气控制技术领域。其中，所述继电器降压保持电路包括：继电器；降压保持电路，与所述继电器连接；控制信号输入端，与所述降压保持电路连接并用于向所述降压保持电路输入控制信号，所述降压保持电路用于根据所述控制信号的状态来调整所述继电器的线圈电压，以控制所述继电器的动作、降压保持以及复位；第一电压输入端，与所述降压保持电路连接，用于向所述降压保持电路供电；第二电压输入端，与所述继电器连接，用于向所述继电器供电。

权利要求

1.一种继电器降压保持电路，其特征在于，所述继电器降压保持电路包括：

继电器；

降压保持电路，与所述继电器连接；

控制信号输入端，与所述降压保持电路连接并用于向所述降压保持电路输入控制信号，所述降压保持电路用于根据所述控制信号的状态来调整所述继电器的线圈电压，以控制所述继电器的动作、降压保持以及复位；

第一电压输入端，与所述降压保持电路连接，用于向所述降压保持电路供电；

第二电压输入端，与所述继电器连接，用于向所述继电器供电；

所述降压保持电路包括第一逻辑电路、第二逻辑电路以及与所述继电器连接的开关电路；

所述开关电路包括第一开关电路、第二开关电路和分压电阻，所述第二开关电路与所述分压电阻串联后与所述第一开关电路并联；

所述第二逻辑电路用于基于所述控制信号输入端所输入的控制信号，向所述第一逻辑电路和所述第二开关电路输出第二信号；

所述第一逻辑电路用于基于所述控制信号输入端所输入的控制信号和所述第二逻辑电路所输入的第二信号，向所述第一开关电路输出第一信号；

所述第一信号，用于控制所述第一开关电路断开或连通；

所述第二信号，用于控制所述第二开关电路断开或连通。

2.如权利要求1所述的继电器降压保持电路，其特征在于，所述第一逻辑电路包括第一与门电路、非门电路和第一延时电路，所述第一与门电路包括两个第一输入端；

所述第一延时电路的输入端连接所述第二逻辑电路的输出端，所述第一延时电路的输出端连接所述非门电路的输入端，所述非门电路的输出端连接一个所述第一输入端，另一个所述第一输入端连接所述控制信号输入端，所述第一与门电路的输出端连接所述第一开关电路。

3.如权利要求2所述的继电器降压保持电路，其特征在于，所述第二逻辑电路包括第二与门电路和第二延时电路，所述第二与门电路包括两个第二输入端，其中一个所述第二输入端连接所述控制信号输入端，所述第二延时电路的输出端连接另一个所述第二输入端，所述第二延时电路的输入端连接所述控制信号输入端，所述第二与门电路的输出端连接所述第一延时电路和所述第二开关电路。

4.如权利要求3所述的继电器降压保持电路，其特征在于，所述第一延时电路包括第一上升电路、第一比较器和第一分压电路，所述第一上升电路的输入端连接所述第二与门电路的输出端，所述第一上升电路的输出端连接所述第一比较器的同相输入端，所述第一上升电路包括串联的第一电阻和电容；所述第一分压电路的输入端连接所述第一电压输入端，所述第一分压电路的输出端连接所述第一比较器的反相输入端，所述第一比较器的输出端连接所述非门电路。

5.如权利要求4所述的继电器降压保持电路，其特征在于，所述第一延时电路还包括第一下降电路，所述第一下降电路与所述第一电阻并联，所述第一下降电路包括第四电阻和第一二极管，所述第一二极管的正向与所述第一比较器的同相输入端流向所述第二与门电路的输出端的方向一致。

6.如权利要求5所述的继电器降压保持电路，其特征在于，所述第二延时电路包括第二上升电路、第二比较器、第二分压电路和第二下降电路，所述第二上升电路的输入端连接所述控制信号输入端，所述第二上升电路的输出端连接所述第二比较器的同相输入端，所述第二上升电路包括串联的第五电阻和第二电容；第二分压电路的输入端连接所述第一电压输入端，所述第二分压电路的输出端连接所述第二比较器的反相输入端，所述第二比较器的输出端连接所述第二与门电路的输入端；所述第二下降电路与所述第二上升电路并联，所述第二下降电路包括第六电阻和第二二极管，所述第二二极管的正向与所述第二比较器的同相输入端流向所述控制信号输入端的方向一致。

7.如权利要求1至6中任一项所述的继电器降压保持电路，其特征在于，所述降压保持电路还包括第三二极管，所述第三二极管与所述继电器并联，所述第二二极管的正向与所述开关电路流向所述第二电压输入端的方向一致。

8.如权利要求1至6中任一项所述的继电器降压保持电路，其特征在于，所述第一开关电路和所述第二开关电路均包括开关器件，所述开关器件为全控型半导体开关器件。

9.如权利要求1至6中任一项所述的继电器降压保持电路，其特征在于，所述第一开关电路和所述第二开关电路均包括开关器件，所述开关器件为机械结构开关器件。

说明书

继电器降压保持电路

技术领域

[0001] 本申请属于电气控制技术领域，具体涉及一种继电器降压保持电路。

背景技术

[0002] 电磁继电器作为基本的电子器件，具有结构简单、价格低廉、强弱电隔离效果好等优点，在电气控制领域得到了广泛的应用。通常地，在继电器动作时，需要给继电器线圈提供较大的电流，以保证继电器动作的可靠性和动作速度；而在继电器动作结束处于保持状态时，维持继电器处于保持状态所需要的线圈电流相对较小。因此需要采取措施减小继电器保持状态下的维持电流，防止继电器控制线圈的损耗太高。

[0003] 现有的减小继电器保持状态下的维持电流的方案需要多路信号或脉冲宽度调制信号进行控制，控制过程较为复杂。

发明内容

[0004] 本申请实施例的目的是提供一种继电器降压保持电路，能够解决现有的减小继电器保持状态下的维持电流的方案中，控制过程较为复杂的问题。

[0005] 本申请提供一种继电器降压保持电路，所述继电器降压保持电路包括：

[0006] 继电器；

[0007] 降压保持电路，与所述继电器连接；

[0008] 控制信号输入端，与所述降压保持电路连接并用于向所述降压保持电路输入控制信号，所述降压保持电路用于根据所述控制信号的状态来调整所述继电器的线圈电压，以控制所述继电器的动作、降压保持以及复位；

[0009] 第一电压输入端，与所述降压保持电路连接，用于向所述降压保持电路供电；

[0010] 第二电压输入端，与所述继电器连接，用于向所述继电器供电。

[0011] 可选地，所述降压保持电路包括第一逻辑电路、第二逻辑电路以及与所述继电器连接的开关电路；

[0012] 所述开关电路包括第一开关电路、第二开关电路和分压电阻，所述第二开关电路与所述分压电阻串联后与所述第一开关电路并联；

[0013] 所述第二逻辑电路用于基于所述控制信号输入端所输入的控制信号，向所述第一逻辑电路和所述第二开关电路输出第二信号；

[0014] 所述第一逻辑电路用于基于所述控制信号输入端所输入的控制信号和所述第二逻辑电路所输入的第二信号，向所述第一开关电路输出第一信号；

[0015] 所述第一信号，用于控制所述第一开关电路断开或连通；

[0016] 所述第二信号，用于控制所述第二开关电路断开或连通。

[0017] 可选地，所述第一逻辑电路包括第一与门电路、非门电路和第一延时电路，所述第一与门电路包括两个第一输入端；

[0018] 所述第一延时电路的输入端连接所述第二逻辑电路的输出端，所述第一延时电路的输出端连接所述非门电路的输入端，所述非门电路的输出端连接一个所述第一输入端，另一个所述第一输入端连接所述控制信号输入端，所述第一与门电路的输出端连接所述第一开关电路。

[0019] 可选地，所述第二逻辑电路包括第二与门电路和第二延时电路，所述第二与门电路包括两个第二输入端，其中一个所述第二输入端连接所述控制信号输入端，所述第二延时电路的输出端连接另一个所述第二输入端，所述第二延时电路的输入端连接所述控制信号输入端，所述第二与门电路的输出端连接所述第一延时电路和所述第二开关电路。

[0020] 可选地，所述第一延时电路包括第一上升电路、第一比较器和第一分压电路，所述第一上升电路的输入端连接所述第二与门电路的输出端，所述第一上升电路的输出端连接所述第一比较器的同相输入端，所述第一上升电路包括串联的第一电阻和电容；所述第一分压电路的输入端连接所述第一电压输入端，所述第一分压电路的输出端连接所述第一比较器的反相输入端，所述第一比较器的输出端连接所述非门电路。

[0021] 可选地，所述第一延时电路还包括第一下降电路，所述第一下降电路与所述第一电阻并联，所述第一下降电路包括第四电阻和第一二极管，所述第一二极管的正向与所述第一比较器的同相输入端流向所述第二与门电路的输出端的方向一致。

[0022] 可选地，所述第二延时电路包括第二上升电路、第二比较器、第二分压电路和第二下降电路，所述第二上升电路的输入端连接所述控制信号输入端，所述第二上升电路的输出端连接所述第二比较器的同相输入端，所述第二上升电路包括串联的第五电阻和第二电容；第二分压电路的输入端连接所述第一电压输入端，所述第二分压电路的输出端连接所述第二比较器的反相输入端，所述第二比较器的输出端连接所述第二与门电路的输入端；所述第二下降电路与所述第二上升电路并联，所述第二下降电路包括第六电阻和第二二极管，所述第二二极管的正向与所述第二比较器的同相输入端流向所述控制信号输入端的方向一致。

[0023] 可选地，所述降压保持电路还包括第三二极管，所述第三二极管与所述继电器并联，所述第二二极管的正向与所述开关电路流向所述第二电压输入端的方向一致。

[0024] 可选地，所述第一开关电路和所述第二开关电路均包括开关器件，所述开关器件为全控型半导体开关器件。

[0025] 可选地，所述第一开关电路和所述第二开关电路均包括开关器件，所述开关器件为机械结构开关器件。

[0026] 在本申请实施例中，控制信号输入至降压保持电路后，降压保持电路控制继电器的动作、降压保持和复位，只需要一路控制信号，不需要多路控制信号配合就能实现继电器的降压保持，控制过程较为简单。

附图说明

[0027] 图1是本实施例提供的继电器降压保持电路的结构示意图之一；

[0028] 图2是本实施例提供的继电器降压保持电路的结构示意图之二；

[0029] 图3是本实施例提供的继电器降压保持电路中第一延时电路的结构示意图；

[0030] 图4是第一延时电路的一种信号时序示意图；

[0031] 图5是继电器降压保持电路的一种信号时序示意图。

具体实施方式

[0032] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0033] 本申请实施例提供了一种继电器降压保持电路。如图1所示，继电器降压保持电路包括：继电器。降压保持电路，与所述继电器连接。控制信号输入端，与所述降压保持电路连接并用于向所述降压保持电路输入控制信号，所述降压保持电路用于根据所述控制信号的状态来调整所述继电器的线圈电压，以控制所述继电器的动作、降压保持以及复位。第一电压输入端，与所述降压保持电路连接，用于向所述降压保持电路供电。第二电压输入端，与所述继电器连接，用于向所述继电器供电。

[0034] 如图1所示的继电器降压保持电路，可应用于整体的系统或产品中。控制信号输入端向降压保持电路输入控制信号S1，控制信号S1由整体系统或产品的其余电路产生。第一电压输入端所输入的第一电压VCC为降压保持电路及系统或产品整体电路的供电电压，第二电压输入端所输入的第二电压Usupply为继电器的供电电压。第一电压和第二电压都由产品或系统的电源电路产生。控制信号输入至降压保持电路后，降压保持电路控制继电器的动作、降压保持和复位。当控制信号为高电平时，继电器先进入动作状态，并在一定时间后进入降压保持状态，当控制信号为低电平时，继电器进入复位状态。因此，本实施例提供的继电器降压保持电路只需要一路控制信号，不需要多路控制信号配合就能实现继电器的降压保持，控制过程较为简单。此外，也不需要依赖微处理器，既能应用于使用微处理器的产品中，也能应用于不使用微处理器的产品中。

[0035] 可选地，所述降压保持电路包括第一逻辑电路、第二逻辑电路以及与所述继电器连接的开关电路。所述开关电路包括第一开关电路、第二开关电路和分压电阻，所述第二开关电路与所述分压电阻串联后与所述第一开关电路并联。所述第二逻辑电路用于基于所述控制信号输入端所输入的控制信号，向所述第一逻辑电路和所述第二开关电路输出第二信号。所述第一逻辑电路用于基于所述控制信号输入端所输入的控制信号和所述第二逻辑电路所输入的第二信号，向所述第一开关电路输出第一信号。所述第一信号，用于控制所述第一开关电路断开或连通。所述第二信号，用于控制所述第二开关电路断开或连通。

[0036] 当第一信号为高电平时，第一开关电路导通，当第一信号为低电平时，第一开关电路断开。当第二信号为高电平时，第二开关电路导通，当第二信号为低电平时，第二开关电路断开。当第一开关电路导通，第二开关电路断开时，继电器处于动作状态，继电器线圈电压为第二电压Usupply。第一开关电路和第二开关电路均导通，继电器为动作状态。当第一开关电路断开，第二开关电路导通时，由于如图2所示的分压电阻R1的存在，继电器线圈电压降低，继电器处于降压保持状态。当第一开关电路断开、第二开关电路断开时，继电器处于复位状态。

[0037] 第二逻辑电路向第二开关电路输入的控制信号S6由控制信号输入端的控制信号S1决定，第一逻辑电路向第一开关电路输入的控制信号S5由控制信号S1和控制信号S6共同决定，因此，在本申请实施例提供的继电器降压保持电路中，只需要输入一个控制信号S1就能完成继电器的动作、降压保持和复位，控制简单。

[0038] 需要说明的是，分压电阻R1，可以是固定阻值的电阻，也可以是负温度系数热敏电阻，如果R1为负温度系数热敏电阻，则需要尽量保证R1的温度系数与继电器线圈的温度系数互补，以实现环境温度变化时，继电器降压保持状态线圈电流不变，保证继电器保持状态的可靠性。R1的取值与继电器线圈阻值RK以及保持电压Uhold相关：

[0039] Uhold＝[RK/(R1+RK)]Usupply

[0040] 其中，RK表示继电器线圈阻值，R1表示分压电阻的阻值，Usupply表示第二电压，Uhold表示保持电压。根据继电器的线圈阻值、保持电压和第二电压就可以确定R1的取值。

[0041] 可选地，所述第一逻辑电路包括第一与门电路、非门电路和第一延时电路，所述第一与门电路包括两个第一输入端。所述第一延时电路的输入端连接所述第二逻辑电路的输出端，所述第一延时电路的输出端连接所述非门电路的输入端，所述非门电路的输出端连接一个所述第一输入端，另一个所述第一输入端连接所述控制信号输入端，所述第一与门电路的输出端连接所述第一开关电路。

[0042] 请进一步参见图2，第一延时电路用于使得信号在延迟一段时间后再发生变化。可以理解地，当控制信号S6由低电平变成高电平时，第一延时电路向非门电路输入的控制信号S2会先保持低电平，在延时一段时间后再由低电平变成高电平。非门电路用于改变信号的电平，假设控制信号S2为高电平，那么非门电路输出的控制信号S3为低电平。当第一与门电路的两个第一输入端均为高电平时，第一与门电路输出的控制信号S5才为高电平，其余情况第一与门电路输出的控制信号S5均为低电平。

[0043] 当控制信号输入端输入的控制信号S1为高电平，且第二逻辑电路输出的控制信号S6由低电平变成高电平时，第二开关电路为导通状态，由于第一延时电路的存在，在第一阶段，控制信号S2仍然为低电平，控制信号S3为高电平，由于控制信号S1和控制信号S3均为高电平，因此第一与门电路输出的第一信号为高电平，第一开关电路和第二开关电路均处于导通状态，继电器处于动作状态。在第二阶段即，延迟一段时间后，控制信号S2变成高电平，控制信号S3变成低电平，第一与门电路输出的第一信号S5为低电平，第一开关电路断开，第二开关电路导通，继电器线圈电压降低，继电器处于降压保持状态。在继电器由动作状态变成降压保持状态过程中，无需输入新的控制信号，控制简单。

[0044] 可选地，所述第二逻辑电路包括第二与门电路和第二延时电路，所述第二与门电路包括两个第二输入端，其中一个所述第二输入端连接所述控制信号输入端，所述第二延时电路的输出端连接另一个所述第二输入端，所述第二延时电路的输入端连接所述控制信号输入端，所述第二与门电路的输出端连接所述第一延时电路和所述第二开关电路。

[0045] 继电器的初始状态为断开状态，控制信号S1为低电平，第二信号S6为低电平，第一信号S5为低电平，第一开关电路和第二开关电路均为断开状态。继电器需要动作并自动进入降压保持状态，控制信号S1变成高电平，由于第二延时电路存在，在第一阶段，第二与门电路输出的第二信号S6仍然为低电平，控制信号S2为低电平，控制信号S3为高电平，第一与门电路输出的第一信号S6为高电平，第一开关电路导通，第二开关电路断开，继电器进入动作状态。在第二阶段，第二延时电路输出的信号S4由低电平变成高电平，使得第二与门电路输出的第二信号S6变为高电平，由于第一延时电路的存在，控制信号S2仍然为低电平，控制信号S3为高电平，第一信号为高电平，第一开关电路和第二开关电路均导通，继电器为动作状态。在第三阶段，第一延时电路输出的控制信号S2变成高电平，控制信号S3变成低电平，第一i新年好变成低电平，第一开关电路断开，第二开关电路导通，继电器自动进入降压保持状态。通过第一逻辑电路和第二逻辑电路的配合，只需要一路控制信号就能实现继电器由动作状态自动进入降压保持状态，控制简单。

[0046] 可选地，所述第一延时电路包括第一上升电路、第一比较器和第一分压电路，所述第一上升电路的输入端连接所述第二与门电路的输出端，所述第一上升电路的输出端连接所述第一比较器的同相输入端，所述第一上升电路包括串联的第一电阻和电容；所述第一分压电路的输入端连接所述第一电压输入端，所述第一分压电路的输出端连接所述第一比较器的反相输入端，所述第一比较器的输出端连接所述非门电路。

[0047] 如图3所示，第一分压电路包括第二电阻R1和第三电阻R2。第一电阻为R3。当第一比较器的同相输入端的电压大于反向输入端的电压时，第一比较器输出的信号SO为高电平，反之输出低电平。由于电容的设置，使得输入到第一上升电路上的电压SIN由低电平状态变成高电平状态时，第一上升电路上的电压不会发生瞬时变化，而是呈曲线式缓慢变化。第一比较其反相输入端上的电压不会变化，当第一上升电路上的电压即，同相输入端上的电压缓慢增大，直至大于反相输入端时，第一比较器输出高电平，以实现延时效果。当第一上升电路上的电压由低电平变成高电平状态时，第一延时时间：

[0048] trise＝‑R3×C1×ln(R1/(R1+R2))

[0049] 其中，R3结构表示第一电阻的阻值，R1表示第二电阻的阻值，R2表示第三电阻的阻值，C1表示电容的电容值。

[0050] 第一延时电路结构简单、控制稳定。

[0051] 可选地，所述第一延时电路还包括第一下降电路，所述第一下降电路与所述第一电阻并联，所述第一下降电路包括第四电阻和第一二极管，所述第一二极管的正向与所述第一比较器的同相输入端流向所述第二与门电路的输出端的方向一致。

[0052] 请结合参见图3和图4，第四电阻为R4。当输入到第一延时电路中的电压SIN由高电平变成低电平时，会经过第二延时时间，输出的电压SO才会发生变化。第二延时时间：

[0053] tfail＝‑R4×C1×ln(R2/(R1+R2))

[0054] 其中，R4表示第四电阻的阻值，R1表示第二电阻的阻值，R2表示第三电阻的阻值，C1表示电容的电容值。

[0055] 需要说明的是，为了保证第二延时时间很短，因此第四电阻R4远小于第一电阻R3。第一延时电路能够使得电平在由低变高时，能够经过一段延时时间再发生变化，由高变低时，能够以更短的时间发生变化，更快符合继电器工作需求。

[0056] 如图5所示的一种继电器降压保持电路时序，当控制信号输入端输入的控制信号S1由低电平变成高电平时，第一延时电路输出的控制信号S2需要经过第二延时电路的第一延时时间和第一延时电路的第一延时时间后，S2才会变成高电平。与门电路的控制信号S3的电平高低与S2相反。第二延时电路的控制信号S4在经过对应的第一延时时间后，由低电平变成高电平。第一信号S5由S1和S3决定。第二信号S6由S1和S4决定。继电器线圈的电压由第一信号S5和第二信号S6决定。当控制信号S1由高电平变成低电平时，原理相同，在此不再赘述。

[0057] 可选地，所述第二延时电路包括第二上升电路、第二比较器、第二分压电路和第二下降电路，所述第二上升电路的输入端连接所述控制信号输入端，所述第二上升电路的输出端连接所述第二比较器的同相输入端，所述第二上升电路包括串联的第五电阻和第二电容；第二分压电路的输入端连接所述第一电压输入端，所述第二分压电路的输出端连接所述第二比较器的反相输入端，所述第二比较器的输出端连接所述第二与门电路的输入端；所述第二下降电路与所述第二上升电路并联，所述第二下降电路包括第六电阻和第二二极管，所述第二二极管的正向与所述第二比较器的同相输入端流向所述控制信号输入端的方向一致。

[0058] 可以理解地，第二延时电路除了输入和输出端不同外，其余结构与第一延时电路一致，能够起到的效果也相同，在此不再赘述。

[0059] 可选地，所述降压保持电路还包括第三二极管，所述第三二极管与所述继电器并联，所述第二二极管的正向与所述开关电路流向所述第二电压输入端的方向一致。

[0060] 如图2所示的第三二极管D1，用于在继电器复位过程中，为继电器的电流提供续流路径，避免由于继电器线圈的电感导致产生电压尖峰。

[0061] 可选地，所述第一开关电路和所述第二开关电路均包括开关器件，所述开关器件为全控型半导体开关器件。全控型半导体开关器件的开关速度高，开关损耗小，并且安全工作区大，具备耐脉冲电流冲击的能力。

[0062] 可选地，所述第一开关电路和所述第二开关电路均包括开关器件，所述开关器件为机械结构开关器件。机械结构开关器件的动作简单可靠、环节少。

[0063] 以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。