一种高压继电器的控制电路、高压继电器及供电系统的制作方法

1.本技术涉及高压继电器技术领域，具体涉及一种高压继电器的控制电路。高压继电器及供电系统。


背景技术：

2.在高压继电器控制电路中，为防止因继电器控制端电源不稳定，比如常规熔断器元件熔化时导致供电电压骤降，继而引起继电器触点抖动而损坏继电器及其后端设备，需要对继电器控制端电路进行优化。
3.如图1所示高压继电器控制端供电电压骤降的示意图以及图2所示的现有高压继电器的防抖动控制电路的示意图，为防止继电器因电压抖动而误断开，在继电器控制端电源输入端并联电容。控制单元开关管管q1导通，继电器k1闭合，后端高压电源给负载供电，当低压电源不稳定时，电容c1起支撑作用，防止继电器因电源电压骤降而突然断开。其中二极管d3为继电器断开后的续流器件。
4.目前使用的防抖电路通过c1电容稳定继电器低压端电压，当低压电源骤降时，电容c1向电源端放电，c1电压也会被拉低，而且要求c1具有较大容值，才能有足够电量提供给继电器使其在短时间内保持导通状态；另外当电容较大时，电源给电容充电时电流较大，缩短电容使用寿命；再者大电容占用pcb空间较大，成本较高，对pcb板布置要求较高。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本技术提供了一种高压继电器的控制电路。高压继电器及供电系统，解决现有的高压继电器的防抖动控制电路需要采用较大容置的电容而占用pcb空间较大，成本较高，对pcb板布置要求较高的问题。
6.为实现上述目的，发明人提供了一种高压继电器的控制电路，包括：
7.第一二极管d1，所述第一二极管d1的正极连接于低压电源，所述第一二极管d1的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a；
8.电容c1，所述电容c1的一端连接于第一二极管d1的负极以及高压继电器的电磁铁线圈的第一端a，所述电容c1的另一端接地；
9.开关管q1，所述开关管q1的控制端连接于控制单元，所述开关管q1的一端连接于高压继电器的电磁铁线圈第二端b，所述开关管q1的另一端接地。
10.进一步优化，还包括：
11.电阻r1，所述电阻r1设置在第一二极管d1的负极与电容c1之间；
12.第二二极管d2，所述第二二极管d2设置在电容c1与高压继电器的第一端a之间，所述第二二极管d2的正极连接于电容c1，所述第二二极管d2的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a。
13.进一步优化，所述开关管q1为开关三极管。
14.进一步优化，还包括：
15.第三二极管d3，所述第三二极管d3为续流二极管，所述第三二极管d3的正极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a，所述第三二极管d3的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第二端b。
16.还提供了另一个技术方案：一种高压继电器，所述高压继电器包括控制电路，所述控制电路包括：
17.第一二极管d1，所述第一二极管d1的正极连接于低压电源，所述第一二极管d1的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a；
18.电容c1，所述电容c1的一端连接于第一二极管d1的负极以及高压继电器的电磁铁线圈的第一端a，所述电容c1的另一端接地；
19.开关管q1，所述开关管q1的控制端连接于控制单元，所述开关管q1的一端连接于高压继电器的电磁铁线圈第二端b，所述开关管q1的另一端接地。
20.进一步优化，还包括：
21.电阻r1，所述电阻r1设置在第一二极管d1的负极与电容c1之间；
22.第二二极管d2，所述第二二极管d2设置在电容c1与高压继电器的第一端a之间，所述第二二极管d2的正极连接于电容c1，所述第二二极管d2的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a。
23.进一步优化，所述开关管q1为开关三极管。
24.进一步优化，还包括：
25.第三二极管d3，所述第三二极管d3为续流二极管，所述第三二极管d3的正极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a，所述第三二极管d3的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第二端b。
26.还提供了另一个技术方案，一种供电系统，所述供电系统包括低压电源、控制单元、高压继电器、高压电源以及负载设备；
27.所述低压电源用于为高压继电器的电磁铁线圈供电；
28.所述控制单元用于控制高压继电器通断；
29.所述高压继电器为上述所述高压继电器；
30.所述高压电源连接于高压继电器的第一触点；
31.所述负载设备连接于高压继电器的第二触点。
32.区别于现有技术，上述技术方案，控制单元通过控制开关管q1来实现高压继电器k1的通断，当开关管q1断开时，高压继电器k1断开，低压电源通过第一二极管d1给电容c1充电。当开关管q1导通时，由低压电源直接给高压继电器k1的电磁铁线圈供电，高压继电器k1导通，后端高压电源给负载设备供电。若高压继电器k1导通状态下，低压电源输入端出现抖动，电压突然降低，则电容c1给高压继电器k1供电，因二极管有单向导通性，当低压电源电压降低时，第一二极管d1截止，即电容c1仅给高压继电器k1供电，防止k1因电源骤降而抖动断开。通过二极管来确定电容c1的充放电方向，可以将电容电量大限度供给高压继电器，可使用较小电容量的电容来实现，减少电容占用空间，减少成本，同时较少对pcb板的布置要求。
33.上述实用新型内容相关记载仅是本技术技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容
予以实施，并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
34.附图仅用于示出本技术具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本技术的限制。
35.在说明书附图中：
36.图1为背景技术所述高压继电器控制端供电电压骤降的示意图；
37.图2为背景技术所述现有高压继电器的防抖动控制电路的示意图；
38.图3为具体实施方式所述高压继电器的控制电路的一种结构示意图；
39.图4为具体实施方式所述高压继电器的控制电路的另一种结构示意图；
40.图5为具体实施方式所述采用现有技术做的高压继电器供电骤降试验的防抖效果波形图；
41.图6为具体实施方式所述采用本技术的高压继电器的控制电路做的高压继电器供电骤降试验的防抖效果波形图。
42.上述各附图中涉及的附图标记说明如下：
43.210、低压电源，
44.220、控制单元；
45.230、高压电源；
46.240、负载设备。
具体实施方式
47.为详细说明本技术可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
48.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本技术中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
49.除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本技术所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本技术。
50.在本技术的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，表示：存在a，存在b，以及同时存在a和b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
51.在本技术中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数
量、主次或顺序等关系。
52.在没有更多限制的情况下，在本技术中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
53.与《审查指南》中的理解相同，在本技术中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。
54.在本技术实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
55.除非另有明确的规定或限定，在本技术实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本技术所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用语在本技术实施例中的具体含义。
56.请参阅图3-4，本实施例提供了一种高压继电器的控制电路，包括：
57.第一二极管d1，所述第一二极管d1的正极连接于低压电源210，所述第一二极管d1的负极连接于高压继电器k1的电磁铁线圈的第一端a；
58.电容c1，所述电容c1的一端连接于第一二极管d1的负极以及高压继电器k2的电磁铁线圈的第一端a，所述电容c1的另一端接地；
59.开关管q1，所述开关管q1的控制端连接于控制单元220，所述开关管q1的一端连接于高压继电器k1的电磁铁线圈第二端b，所述开关管q1的另一端接地。
60.控制单元220通过控制开关管q1来实现高压继电器k1的通断，当开关管q1断开时，高压继电器k1断开，低压电源210通过第一二极管d1给电容c1充电。当开关管q1导通时，由低压电源210直接给高压继电器k1的电磁铁线圈供电，高压继电器k1导通，后端高压电源230给负载设备240供电。若高压继电器k1导通状态下，低压电源210输入端出现抖动，电压突然降低，则电容c1给高压继电器k1供电，因二极管有单向导通性，当低压电源210电压降低时，第一二极管d1截止，即电容c1仅给高压继电器k1供电，防止k1因电源骤降而抖动断开。通过二极管来确定电容c1的充放电方向，可以将电容电量大限度供给高压继电器，可使用较小电容量的电容来实现，减少电容占用空间，减少成本，同时较少对pcb板的布置要求。
61.请参阅图4，在某些实施例中，还包括：
62.电阻r1，所述电阻r1设置在第一二极管d1的负极与电容c1之间；
63.第二二极管d2，所述第二二极管d2设置在电容c1与高压继电器的第一端a之间，所述第二二极管d2的正极连接于电容c1，所述第二二极管d2的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a。
64.当低压电源210对电容c1进行充电时，低压电源210通过电阻r1为电容c1进行通电，避免低压电源210给电容c1充电时电流较大，而缩短电容c1的使用寿命，而当电容c1放电时，通过第二二极管d2放电于高压继电器k1的电磁铁线圈，使得电容c1可以最大限度地为高压继电器k1供电，采用两个二极管来确定电容充放电方向，将电容电量最大限度供给继电器，可使用较小电容量电容来实现，减小电容占用的空间。
65.在某些实施例中，利用现有技术和更改后技术分别做继电器供电骤降试验。高压继电器k1的控制端电源(低压电源210)初始电压24v，骤降至6v，6v持续时间为100ms，检测高压继电器k1闭合断开状态。如图5所示的采用现有技术做的高压继电器供电骤降试验的防抖效果波形图及图6所示的采用本技术的高压继电器的控制电路做的高压继电器供电骤降试验的防抖效果波形图，上面通道1为继电器控制侧线圈两端电压值(高压继电器的电磁体线圈ab两点电压)；下面通道2为继电器辅助触点开关电压，高电平表示继电器闭合状态，低电平表示继电器断开。现有技术使用的电容总容量为4000uf,效果如图5所示，当控制端电源电压骤降至6v时，高压继电器k1断开，该技术未能防止电源骤降带来的抖动。如图6所示，改进后的技术使用总容量为680uf的电容，当控制端电源电压骤降至6v并持续100ms，高压继电器k1未断开，达到防抖的效果。
66.在某些实施例中，所述开关管q1为开关三极管。开关三极管(switch transistor)的外形与普通三极管外形相同，它工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通。由于它具有完成断路和接通的作用，被广泛应用于各种开关电路中，如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。在其他实施例中，开关管q1也可以采用场效应晶体管及绝缘栅双极型晶体管等
67.请参阅图3-4，在某些实施例中，还包括：
68.第三二极管d3，所述第三二极管d3为续流二极管，所述第三二极管d3的正极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a，所述第三二极管d3的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第二端b。续流二极管(flyback diode)，有时也称为飞轮二极管或是snubber二极管，是一种配合电感性负载使用的二极管，当电感性负载的电流有突然的变化或减少时，电感二端会产生突变电压，可能会破坏其他元件。高压继电器k1的电磁体线圈配合续流二极管时，其电流可以较平缓地变化，避免突波电压的发生。
69.请参阅图3-4，另一实施例中，一种高压继电器，所述高压继电器包括控制电路，所述控制电路包括：
70.第一二极管d1，所述第一二极管d1的正极连接于低压电源210，所述第一二极管d1的负极连接于高压继电器k1的电磁铁线圈的第一端a；
71.电容c1，所述电容c1的一端连接于第一二极管d1的负极以及高压继电器k2的电磁铁线圈的第一端a，所述电容c1的另一端接地；
72.开关管q1，所述开关管q1的控制端连接于控制单元220，所述开关管q1的一端连接于高压继电器k1的电磁铁线圈第二端b，所述开关管q1的另一端接地。
73.控制单元220通过控制开关管q1来实现高压继电器k1的通断，当开关管q1断开时，
高压继电器k1断开，低压电源210通过第一二极管d1给电容c1充电。当开关管q1导通时，由低压电源210直接给高压继电器k1的电磁铁线圈供电，高压继电器k1导通，后端高压电源230给负载设备240供电。若高压继电器k1导通状态下，低压电源210输入端出现抖动，电压突然降低，则电容c1给高压继电器k1供电，因二极管有单向导通性，当低压电源210电压降低时，第一二极管d1截止，即电容c1仅给高压继电器k1供电，防止k1因电源骤降而抖动断开。通过二极管来确定电容c1的充放电方向，可以将电容电量大限度供给高压继电器，可使用较小电容量的电容来实现，减少电容占用空间，减少成本，同时较少对pcb板的布置要求。
74.请参阅图4，在某些实施例中，还包括：
75.电阻r1，所述电阻r1设置在第一二极管d1的负极与电容c1之间；
76.第二二极管d2，所述第二二极管d2设置在电容c1与高压继电器的第一端a之间，所述第二二极管d2的正极连接于电容c1，所述第二二极管d2的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a。
77.当低压电源210对电容c1进行充电时，低压电源210通过电阻r1为电容c1进行通电，避免低压电源210给电容c1充电时电流较大，而缩短电容c1的使用寿命，而当电容c1放电时，通过第二二极管d2放电于高压继电器k1的电磁铁线圈，使得电容c1可以最大限度地为高压继电器k1供电，采用两个二极管来确定电容充放电方向，将电容电量最大限度供给继电器，可使用较小电容量电容来实现，减小电容占用的空间。
78.在某些实施例中，所述开关管q1为开关三极管。开关三极管(switch transistor)的外形与普通三极管外形相同，它工作于截止区和饱和区，相当于电路的切断和导通。由于它具有完成断路和接通的作用，被广泛应用于各种开关电路中，如常用的开关电源电路、驱动电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路及输出电路等。在其他实施例中，开关管q1也可以采用场效应晶体管及绝缘栅双极型晶体管等
79.请参阅图3-4，在某些实施例中，还包括：
80.第三二极管d3，所述第三二极管d3为续流二极管，所述第三二极管d3的正极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第一端a，所述第三二极管d3的负极连接于高压继电器的电磁铁线圈的第二端b。续流二极管(flyback diode)，有时也称为飞轮二极管或是snubber二极管，是一种配合电感性负载使用的二极管，当电感性负载的电流有突然的变化或减少时，电感二端会产生突变电压，可能会破坏其他元件。高压继电器k1的电磁体线圈配合续流二极管时，其电流可以较平缓地变化，避免突波电压的发生。
81.请参阅图3-4，另一实施中，一种供电系统，所述供电系统包括低压电源210、控制单元220、高压继电器、高压电源230以及负载设备240；
82.所述低压电源210用于为高压继电器的电磁铁线圈供电；
83.所述控制单元220用于控制高压继电器通断；
84.所述高压继电器为上述实施例中的高压继电器；
85.所述高压电源230连接于高压继电器的第一触点；
86.所述负载设备240连接于高压继电器的第二触点。
87.控制单元220通过控制开关管q1来实现高压继电器k1的通断，当开关管q1断开时，高压继电器k1断开，低压电源210通过第一二极管d1给电容c1充电。当开关管q1导通时，由低压电源210直接给高压继电器k1的电磁铁线圈供电，高压继电器k1导通，后端高压电源
230给负载设备240供电。若高压继电器k1导通状态下，低压电源210输入端出现抖动，电压突然降低，则电容c1给高压继电器k1供电，因二极管有单向导通性，当低压电源210电压降低时，第一二极管d1截止，即电容c1仅给高压继电器k1供电，防止k1因电源骤降而抖动断开。通过二极管来确定电容c1的充放电方向，可以将电容电量大限度供给高压继电器，可使用较小电容量的电容来实现，减少电容占用空间，减少成本，同时较少对pcb板的布置要求。
88.最后需要说明的是，尽管在本技术的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本技术的专利保护范围。凡是基于本技术的实质理念，利用本技术说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本技术的专利保护范围之内。