一种基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路，包括电源、微处理器模块、控制模块、信号采集模块、开关元件、继电器线圈和续流二极管，其中，所述微处理器模块包括第一信号输入口、第二信号输入口以及控制信号输出口；所述第一信号输入口用于接收所述第一电压采集模块的第一电压信号，所述第二信号输入口用于接收所述第二电压采集模块的第二电压信号；所述微处理器模块用于根据所述第二信号输入口接收到的第二电压信号获得继电器线圈的温度信号，并根据第一信号输入口接收到的第一电压信号和所述继电器线圈的温度信号控制所述控制信号输出口输出的控制信号的PWM波占空比。本实用新型专利技术提供的基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路，直接通过继电器线圈的温度控制PWM波占空比的输出，能够降低能耗，避免能量浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路
本技术涉及继电器线圈驱动
，尤其涉及一种基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路。
技术介绍
在汽车领域中，汽车继电器的线圈驱动电路的供电电源一般为汽车12V启动电池，驱动电路经常采用如图1的驱动，包括电源E、MOS管Q1和继电器KM1。这种电路结构简单，成本低，但对于汽车继电器的控制却有很多的缺点，一方面当电池电压降低后将导致继电器无法吸合的问题，另一方面，在继电器吸合后，由于电池电压一直加在继电器线圈两端会导致线圈发热和能量浪费的缺陷。针对电池电压降低后导致继电器无法吸合的问题，现有的技术主要是增加升、降压电路，无疑增加了驱动电路的成本。专利CN105609371《一种PWM波控制的电磁继电器驱动电路及实现方法》提到一种根据继电器线圈供电电源的大小来控制PWM波脉宽占空比的方法，如图2所示，该电路中，包括微处理器模块、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、三极管Q1、续流二极管D1和继电器KM1。该方案，可以使驱动电磁继电器触点动作快，很好的吸合，延长继电器的使用寿命，但此方案的不足之处在于，PWM波占空比的调节只与电源电压VCC有关，而当继电器线圈温度变化时，PWM波脉宽占空比并不能随之变化，设计者只能在设计之初，考虑最恶劣的温度情况下，将PWM波脉宽占空比设置到最大值来满足继电器线圈的正常工作，并无将吸合后线圈发热的能量减至最合理的情况。
技术实现思路
本技术旨在一定程度上解决上述至少一个技术问题，提供一种能够降低能耗、直接与继电器线圈温度相关的基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路。为此，本技术提供了一种基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路，包括：电源、开关元件和继电器线圈相互串联组成的主回路；续流二极管，所述续流二极管与所述继电器线圈并联后串联在所述开关元件和所述电源之间；控制模块，所述控制模块串联在所述电源的正负极之间；所述控制模块用于接收微处理器模块输出的控制信号，并控制所述开关元件的通断；信号采集模块，所述信号采集模块包括第一电压采集模块和第二电压采集模块，所述第一电压采集模块的一端连接电源，所述第一电压采集模块的另一端接地，所述第二电压采集模块的一端连接电源，所述第二电压采集模块的另一端接地；微处理器模块，所述微处理器模块包括第一信号输入口、第二信号输入口以及控制信号输出口；所述第一信号输入口与所述第一电压采集模块连接，所述第二信号输入口与所述第二电压采集模块连接；所述控制信号输出口与所述控制模块连接，所述控制信号输出口用于输出控制信号给所述控制模块；所述第一信号输入口用于接收所述第一电压采集模块的第一电压信号，所述第二信号输入口用于接收所述第二电压采集模块的第二电压信号；所述微处理器模块用于根据所述第二信号输入口接收到的第二电压信号获得继电器线圈的温度信号，并根据第一信号输入口接收到的第一电压信号和所述继电器线圈的温度信号控制所述控制信号输出口输出的控制信号的PWM波占空比。一些实施例中，所述开关元件为MOS管，所述MOS管的源极与所述电源的正极连接，所述MOS管的漏极与所述续流二极管的负极连接，所述MOS管的栅极与所述控制模块连接；所述续流二极管的正极与所述电源的负极连接，所述继电器线圈的一端与所述续流二极管的负极相连，所述继电器线圈的另一端与所述续流二极管的正极相连。一些实施例中，所述第一电压采集模块包括第一电阻和第二电阻，所述第二电压采集模块包括第五电阻和热敏电阻，所述第一电阻的一端与所述电源的正极连接，所述第一电阻的另一端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述第一电阻和第二电阻之间设置有第一节点，所述第一节点与所述第一信号输入口相连；所述第五电阻的一端与所述电源的正极连接，所述第五电阻的另一端与热敏电阻的一端连接，所述热敏电阻的另一端接地，所述第五电阻和热敏电阻之间设置有第二节点，所述第二节点与所述第二信号输入口相连。一些实施例中，所述控制模块包括第三电阻、第四电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述第三电阻的一端与所述控制信号输出口相连，所述第三电阻的另一端与所述第一三极管的基极相连；所述第四电阻的一端与第一三极管的基极相连，所示第四电阻的另一端与电源的负极相连；所述第一三极管的发射极与电源的负极相连，所述第一三极管的集电极与所述第六电阻的一端相连；所述第六电阻的另一端与所述电源的正极连接；所述第二三极管和第三三极管的基极均与所述第六电阻的一端相连，所述第二三极管的集电极与所述电源的正极连接，所述第二三极管的发射极和所述第三三极管的发射极与所述开关元件连接，所述第三三极管的集电极连接至电源的负极。一些实施例中，所述第二三极管为NPN型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管。一些实施例中，所述热敏电阻为NTC热敏电阻。一些实施例中，所述PWM波占空比的计算公式为：D=(R×（1+K×△T）×Ir)/E其中，D为PWM波占空比，R为继电器线圈的电阻值，K为继电器线圈绕线的电阻温度系数，△T为温度变化值，Ir为继电器线圈的维持电流，E为电源的实际电压。本技术提供的基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路，微处理器模块通过第二电压信号获得继电器线圈温度信号，并且通过第一电压信号和继电器线圈温度信号控制PWM波输出的占空比，能够实际将占空比的输出与继电器线圈的温度联系起来，通过不断调节PWM波的占空比，使得继电器稳态工作的能耗降到最低，避免了能量的浪费。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是现有技术一个实施例中，继电器驱动电路的电路图。图2是现有技术另一个实施例中，继电器驱动电路的电路图。图3是本技术提供的基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路的电路图。图4是本技术提供的微处理器模块输出的PWM波示意图。附图标记微处理器模块1；信号采集模块2；控制模块3；续流二极管4；开关元件5；继电器6；电源7。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路，其特征在于，包括：电源、开关元件和继电器线圈相互串联组成的主回路；续流二极管，所述续流二极管与所述继电器线圈并联后串联在所述开关元件和所述电源之间；控制模块，所述控制模块串联在所述电源的正负极之间；所述控制模块用于接收微处理器模块输出的控制信号，并控制所述开关元件的通断；信号采集模块，所述信号采集模块包括第一电压采集模块和第二电压采集模块，所述第一电压采集模块的一端连接电源，所述第一电压采集模块的另一端接地，所述第二电压采集模块的一端连接电源，所述第二电压采集模块的另一端接地；微处理器模块，所述微处理器模块包括第一信号输入口、第二信号输入口以及控制信号输出口；所述第一信号输入口与所述第一电压采集模块连接，所述第二信号输入口与所述第二电压采集模块连接；所述控制信号输出口与所述控制模块连接，所述控制信号输出口用于输出控制信号给所述控制模块；所述第一信号输入口用于接收所述第一电压采集模块的第一电压信号，所述第二信号输入口用于接收所述第二电压采集模块的第二电压信号；所述微处理器模块用于根据所述第二信号输入口接收到的第二电压信号获得继电器线圈的温度信号，并根据第一信号输入口接收到的第一电压信号和所述继电器线圈的温度信号控制所述控制信号输出口输出的控制信号的PWM波占空比。...

【技术特征摘要】
1.一种基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路，其特征在于，包括：电源、开关元件和继电器线圈相互串联组成的主回路；续流二极管，所述续流二极管与所述继电器线圈并联后串联在所述开关元件和所述电源之间；控制模块，所述控制模块串联在所述电源的正负极之间；所述控制模块用于接收微处理器模块输出的控制信号，并控制所述开关元件的通断；信号采集模块，所述信号采集模块包括第一电压采集模块和第二电压采集模块，所述第一电压采集模块的一端连接电源，所述第一电压采集模块的另一端接地，所述第二电压采集模块的一端连接电源，所述第二电压采集模块的另一端接地；微处理器模块，所述微处理器模块包括第一信号输入口、第二信号输入口以及控制信号输出口；所述第一信号输入口与所述第一电压采集模块连接，所述第二信号输入口与所述第二电压采集模块连接；所述控制信号输出口与所述控制模块连接，所述控制信号输出口用于输出控制信号给所述控制模块；所述第一信号输入口用于接收所述第一电压采集模块的第一电压信号，所述第二信号输入口用于接收所述第二电压采集模块的第二电压信号；所述微处理器模块用于根据所述第二信号输入口接收到的第二电压信号获得继电器线圈的温度信号，并根据第一信号输入口接收到的第一电压信号和所述继电器线圈的温度信号控制所述控制信号输出口输出的控制信号的PWM波占空比。2.根据权利要求1所述的基于PWM波控制的继电器线圈驱动电路，其特征在于，所述开关元件为MOS管，所述MOS管的源极与所述电源的正极连接，所述MOS管的漏极与所述续流二极管的负极连接，所述MOS管的栅极与所述控制模块连接；所述续流二极管的正极与所述电源的负极连接，所述继电器线圈的一端与所述续流二极管的负极相连，所述继电器线圈的另一端与所述续...

【专利技术属性】
技术研发人员：苟江锋，李先银，
申请(专利权)人：上海比亚迪有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31