一种用于继电器的驱动电路及具有其的继电器的制作方法

1.本实用新型涉及继电器领域，特别涉及一种用于继电器的驱动电路及具有其的继电器。


背景技术：

2.在继电器的应用领域，继电器线圈功耗不仅增加系统功耗，还会带来额外的热量。为降低功耗通常采用额定驱动电压驱动继电器吸合，再给一个较小的电压来维持继电器工作。
3.目前，业界常见有两种方式实现：
4.第一种，如图1所示，采用两路电源即双电源方案，闭合s1即vcc1为继电器提供驱动电压，k1吸合后，再切换至s2并使其闭合，进而vcc2为继电器提供维持电压；
5.第二种，如图2所示，采用串联电阻方案，vcc1电压为继电器提供驱动电压，r1电阻等于继电器线圈电阻，在q1导通前，c1电容上电压等于vcc1电压，当q1导通时，c1电容上电压驱动继电器吸合，待吸合后，由于r1与继电器线圈串联，r1电阻上分得一半vcc电压，则继电器上保持一半的维持电压。
6.但是，以上方案存在以下不足：
7.a.图1所示的方案需要提供两路电源，硬件成本高；
8.b.图1所示的方案需要两路开关切换，控制复杂；
9.c.图2所示的方案因r1电阻消耗与继电器相等的功耗，因此整体功耗只能降低二分之一。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的是提供一种能够驱动维持继电器工作且有效降低继电器线圈功耗的用于继电器的驱动电路及具有其的继电器。
11.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
12.一种用于继电器的驱动电路，所述驱动电路包括继电器、第一三极管、第二三极管、电容以及电源，其中，所述继电器包括线圈和触点，所述电源与所述第一三极管的发射极、所述电容的正极分别电连接，所述电容的负极与所述第一三极管的集电极电连接，且所述第一三极管的集电极接地，所述第一三极管的基极与所述第二三极管的集电极电连接，且所述第二三极管的集电极还与所述线圈的一端电连接，所述线圈的另一端与所述电容的正极电连接，所述第二三极管的发射极接地；
13.当所述第二三极管的基极未接入外部驱动信号时，所述第一三极管截止，所述电容进行充电；当所述第二三极管的基极接入外部驱动信号时，所述第一三极管和所述第二三极管均导通，使得所述线圈上的电压满足预设的驱动条件，进而所述触点吸合，并在所述电容放电后，使得所述线圈上的电压满足预设的维持条件。
14.进一步地，当所述线圈上的电压满足预设的驱动条件时，所述线圈上的电压来源
于所述电容和所述电源；所述线圈上的电压满足预设的维持条件时，所述线圈上的电压来源于所述电源。
15.优选地，所述第一三极管为pnp型三极管，所述第二三极管为npn型三极管。
16.进一步地，所述驱动电路还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述电源电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一三极管的基极电连接。
17.进一步地，所述驱动电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一三极管的集电极电连接，所述第二电阻的另一端接地。
18.进一步地，所述驱动电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一三极管的基极电连接，所述第三电阻的另一端与所述第二三极管的集电极电连接。
19.进一步地，所述驱动电路还包括第一二极管，所述第一二极管的正极与所述电源电连接，所述第一二极管的负极与所述电容的正极电连接。
20.进一步地，所述驱动电路还包括第二二极管，所述第二二极管与所述线圈并联连接。
21.一种继电器，所述继电器包括上文所述的驱动电路。
22.本实用新型具有的优点：仅通过一路电源，结合电容储能，巧妙地将电容储能与电源叠加，将电压抬升至2倍，以实现用一半额定电压驱动继电器工作的目的，并且，本驱动电路结构简单，可靠性高，同时，材料成本较低。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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。
24.图1是现有技术中双电源方案的电路连接图；
25.图2是现有技术中串联电阻方案的电路连接图；
26.图3是本实用新型实施例提供的驱动电路的结构示意图。
27.其中，附图标记包括：11-线圈，12-触点，21-第一二极管，22-第二二极管，31-第一三极管，32-第二三极管，4-电容，51-第一电阻，52-第二电阻，53-第三电阻。
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
29.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意
图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
30.在本实用新型的一个实施例中，提供了一种用于继电器的驱动电路，如图3所示，驱动电路包括继电器、第一二极管21、第二二极管22、第一三极管31、第二三极管32、电容4、第一电阻51、第二电阻52、第三电阻53以及电源。其中，继电器包括线圈11和触点12，第一三极管31为pnp型三极管，第二三极管32为npn型三极管。
31.如图3所示，电源v
cc
与第一三极管31的发射极电连接，并且，在电源v
cc
与第一三极管31发射极的连接支路上还具有两条支路，一条通往第一电阻51，即第一电阻51的一端与电源v
cc
电连接，第一电阻51的另一端与第一三极管31的基极电连接，并且，与第一三极管31的基极电连接的第一电阻51的这一端还与第三电阻53的一端电连接，即第三电阻53的一端与第一三极管31的基极电连接，第三电阻53的另一端与第二三极管32的集电极电连接；另一条通往第一二极管21，即第一二极管21的正极与电源v
cc
电连接，第一二极管21的负极与电容4的正极电连接，电容4的负极与第一三极管31的集电极电连接，并且，电容4的负极与第一三极管31的集电极均与第二电阻52的一端电连接，第二电阻52的另一端接地，同时，第一二极管21的负极还与继电器的线圈11的一端电连接，且线圈11的该端与电容4的正极电连接，线圈11的另一端与第二三极管32的集电极电连接，第二三极管32的发射极接地，第二三极管32的基极与外部装置配合连接，使得外部驱动信号en能够通过第二三极管32的基极输入至本驱动电路中，另外，第二二极管22与线圈11并联连接。
32.当第二三极管32的基极未接入外部驱动信号en时，第一三极管31截止，电源v
cc
、第一二极管21、电容4、第二电阻52形成充电回路，使得电容4进行充电以存储v
cc
电压；当第二三极管32的基极接入外部驱动信号en时，第二三极管32导通，使得vk2处电位被拉至gnd，且经过第一电阻51、第三电阻53分压后，第一三极管31导通，使得vk3处电位被拉至v
cc
，由于电容4存储了v
cc
电压，从而使得vk1处电位拉至2v
cc
，使得线圈11上的电压满足预设的驱动条件即2v
cc
，进而触点12吸合，并在电容4的电压释放后，继电器线圈11两端的电压通过第一二极管21保持在v
cc
，从而使得线圈11上的电压满足预设的维持条件即v
cc
。可以看出，当线圈11上的电压满足预设的驱动条件时，线圈11上的电压来源于电容4和电源；线圈11上的电压满足预设的维持条件时，线圈11上的电压来源于电源，这样巧妙地将电容储能与电源叠加以抬升电压，以驱动并维持继电器工作，更加节能。
33.在本实用新型的一个实施例中，假设某型号继电器额定驱动电压为24v，本驱动电路给定一路12v电源v
cc
。驱动信号en通过第二三极管32给入，给入前，vk2与vk1电位相同，第一三极管31截止。电容4通过第一二极管21/第二电阻52形成充电回路，电容4上存储电压为12v。驱动信号en给入后，第二三极管32导通，将vk2电位拉至gnd，第三电阻53一端也被拉低并与第一电阻51分压驱动第一三极管31导通，则vk3点电压被拉升至12v，因电容4存储12v电压，形成串联，则vk1处电位相对于gnd变成24v，又因vk2电位就是gnd电位，则继电器的线圈11电压为24v，驱动继电器的触点12吸合。吸合完成后，随着电容4的电压被释放，继电器线圈11两端电压通过第一二极管21通路保持12v。通过功率的计算公式p＝i2r可得，继电器线圈11的功耗降至额定功耗的四分之一。
34.在本实用新型的一个实施例中，提供了一种继电器，本继电器包括上文所述的驱
动电路。
35.本继电器实施例的思想与上述实施例中驱动电路的工作过程属于同一思想，通过全文引用的方式将上述驱动电路实施例的全部内容并入本继电器实施例，不再赘述。
36.上述本实用新型实施例的先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
37.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。