磁保持继电器控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁保持继电器控制电路，包括驱动脉冲产生单元、脉冲带宽设置单元、比较器单元、功率驱动单元四个部分。控制信号由高到低的下降沿或由低到高的上升沿经驱动脉冲产生单元形成一个负跳变或正跳变的驱动脉冲，驱动脉冲通过脉冲宽带设置单元与比较器单元后形成两个极性相反驱动信号，该驱动信号控制功率驱动单元使磁保持继电器进入复位或置位状态，驱动脉冲过后，磁保持继电器处于保持状态。本实用新型专利技术的有益效果是：使磁保持继电器跟普通继电器一样操控简单，既节省系统硬件和软件资源、省电又不会对周围电路产生电磁干扰；可用于继电器生产厂商集成到产品内部以提高可控性或添加到需要继电器的系统以改善系统性能。

Control circuit of magnetic holding relay

The utility model discloses a magnetic holding relay control circuit, which includes four parts of the driving pulse generating unit, the pulse bandwidth setting unit, the comparator unit and the power drive unit. A driving pulse is formed by a negative jump or positive jump from a high to low down or low to high rise along the driving pulse generating unit. The drive pulse forms two polar opposite driving signals through the pulse broadband setting unit and the comparator unit. The drive signal controls the power drive unit to keep the magnetic keep. When the electrical device is reset or placed, the magnetic latching relay remains in the state after the driving pulse. The beneficial effect of the utility model is that the magnetic maintenance relay is as simple as the ordinary relay, which saves the system hardware and software resources, saves electricity and does not produce electromagnetic interference to the surrounding circuit; it can be used for the relay manufacturer to integrate into the product to improve the controllability or to add to the need relay system to change the system. Good system performance.

【技术实现步骤摘要】
磁保持继电器控制电路
本技术涉及继电器驱动控制电路，尤其涉及一种用于磁保持继电器的控制电路。
技术介绍
继电器是当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器；可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类；具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点；广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。普通继电器的驱动电路原理如附图11所示，当控制信号KZin=0（相当于连接至GND）时，三极管Q1截止，继电器线圈JD1中无电流流过，常开触点断开；当控制信号KZin=1（相当于连接至VCC）时，三极管Q1导通，继电器线圈JD1中有电流就流过，常开触点闭合。在控制常开触点闭合时，继电器线圈中需要持续通电，增加电源功耗，同时还会对其周围电路产生电磁干扰。磁保持继电器是一种依靠自身永磁力保持触点断开或闭合状态的继电器，和其他电磁继电器一样，对电路起着自动接通和切断作用。所不同的是：普通电磁继电器通电吸合，无电释放；而磁保持继电器的常闭或常开状态完全是依赖永久磁钢的作用，其开关状态的转换是靠通过给线圈通正和负直流电压脉冲（脉冲宽度应大于30毫秒）使其切换，保持衔铁状态期间线圈中不需要通过电流。动作原理：磁保持继电器其触点开、合状态平时由永久磁铁所产生的磁力所保持；当继电器的触点需要开或合状态时，只需要用正（反）直流脉冲电压激励线圈，继电器在瞬间就完成了开与合的状态转换；通常触点处于保持状态时，线圈不需要继续通电，仅靠永久磁铁的磁力就能维持继电器的状态不变。磁保持继电器优点在于具有保持功能，在发生停电等情况时，供电恢复后可马上恢复工作，而不需等控制系统重新启动后再开始工作，且正常工作时，继电器线圈不需要持续通电，电源功耗低，不会对其周围电路产生电磁干扰。当然，磁保持继电器有两个控制端，控制较烦琐是它的缺陷。附图12所示为磁保持继电器的一般驱动电路原理图，当控制信号KZin0、KZin1=00（相当于连接至GND）时，三极管Q1、Q2截止，继电器线圈JD1中无电流流过，继电器处于磁保持状态；当控制信号KZin0、KZin1=10时，三极管Q1导通、Q2截止，继电器线圈JD1中通过正向电流，继电器进入置位状态；当控制信号KZin0、KZin1=01时，三极管Q1截止、Q2导通，继电器线圈JD1中通过反向电流，继电器进入复位状态；当控制信号KZin0、KZin1=11（相当于连接至VCC）时，三极管Q1、Q2导通，电源VCC通过电阻R2、R4与地GND形成回路，将导致电源、三极管Q1和Q2功耗过大或损坏。由此可见，为了实现磁保持继电器的可靠控制，不但要消耗系统较多的硬件资源，而且还需一定的软件资源配合才能完成。基于磁保持继电器的应用优点，能否专利技术一种控制驱动电路，使磁保持继电器跟普通继电器一样操控简单，以节省系统硬件和软件资源；目前国内外尚无相关的研究成果和产品报道。
技术实现思路
为了克服磁保持继电器控制烦琐，需消耗系统硬件和软件资源的不足，本技术公开了一种单线控制的磁保持继电器驱动电路。本技术采用的技术方案是：一种磁保持继电器控制电路，由驱动脉冲产生单元、脉冲带宽设置单元、比较器单元、功率驱动单元四个部分组成；其特征是：控制信号由高到低的下降沿或由低到高的上升沿经驱动脉冲产生单元形成一个负跳变或正跳变的驱动脉冲，驱动脉冲通过脉冲宽带设置单元与比较器单元后形成两个极性相反驱动信号，该驱动信号控制功率驱动单元使磁保持继电器进入复位或置位状态，驱动脉冲过后，不管控制信号是高电平还是低电平，磁保持继电器都处于保持状态，继电器线圈中无电流流过，既节省系统资源、省电又不会对周围电路产生电磁干扰。在本技术中，所述的驱动脉冲产生单元由电容C1、电阻R1和R2组成，取电阻R1=R2，则在控制信号不变时电阻R1与R2连接点a处的电压Va=VCC/2，控制信号下降沿变化时电压Va为一个负跳变驱动脉冲、上升沿变化时电压Va为一个正跳变驱动脉冲，驱动脉冲跳变过程时间T=2π*R1*C1，根据磁保持继电器的驱动时间参数来选择电容C1的大小。在本技术中，所述的脉冲带宽设置单元为电阻R3、R4和R5形成的分压网络，取电阻R3=R5，所述的比较器单元由两个相同的电压比较器或运算放大器IC1A、IC1B和电阻R6、R7组成；分压网络b点电压Vb=VCC*(R5+R4)/(2*R5+R4)，分压网络c点电压Vc=VCC*R5/(2*R5+R4)，且Vc<Va<Vb，通过调节驱动脉冲跳变过程时间T和改变电阻R4的大小以改变电压Vb、Vc来设置驱动脉冲带宽，驱动脉冲的带宽随电阻R4阻值的增大而减小；当控制信号不变时，两个比较器都固定输出为高电平或低电平；当控制信号下降沿变化时，比较器IC1A的输出Vd仍保持其高电平或低电平状态，比较器IC1B的输出Ve则是一个设定带宽的低电平或高电平驱动脉冲；当控制信号上升沿变化时，比较器IC1B的输出Ve仍保持其高电平或低电平状态，比较器IC1A的输出Vd则是一个设定带宽的低电平或高电平驱动脉冲。在本技术中，所述的功率驱动单元由电阻R8、R9、R10、R11和三极管Q1、Q2、Q3、Q4组成，有高电平有效控制、低电平有效控制两种形式，在磁保持继电器驱动电流较小且比较器单元输出能满足要求时不需要；高电平有效控制的三极管Q1、Q3为PNP管，低电平有效控制的三极管Q1、Q3为NPN管，根据磁保持继电器的驱动电压、电流参数来选择三极管的型号及参数；当控制信号不变时，三极管Q1、Q3关断，磁保持继电器线圈中无电流流过而处于保持状态；当控制信号上升沿变化时，三极管Q1、Q2导通，三极管Q3、Q4关断，磁保持继电器线圈中流过正向电流而进入置位状态；当控制信号下降沿变化时，三极管Q1、Q2关断，三极管Q3、Q4导通，磁保持继电器线圈中流过反向电流而进入复位状态；置位、复位的时间由驱动脉冲带宽决定。本技术的有益效果是，利用控制信号上升沿、下降沿的变化来实现磁保持继电器的置位、复位控制，而控制信号不变时磁保持继电器处于保持状态；使磁保持继电器跟普通继电器一样操控简单，既节省系统硬件和软件资源、省电又不会对周围电路产生电磁干扰。附图说明图1是本技术的结构框图；图2是本技术实施例一A的电路原理图；图3是本技术实施例一B的电路原理图；图4是本技术实施例二A的电路原理图；图5是本技术实施例二B的电路原理图；图6是本技术实施例的Va波形图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁保持继电器控制电路，由驱动脉冲产生单元、脉冲带宽设置单元、比较器单元、功率驱动单元四个部分组成；其特征是：控制信号由高到低的下降沿或由低到高的上升沿经驱动脉冲产生单元形成一个负跳变或正跳变的驱动脉冲，驱动脉冲通过脉冲宽带设置单元与比较器单元后形成两个极性相反驱动信号，该驱动信号控制功率驱动单元使磁保持继电器进入复位或置位状态，驱动脉冲过后，不管控制信号是高电平还是低电平，磁保持继电器都处于保持状态，继电器线圈中无电流流过，既节省系统资源、省电又不会对周围电路产生电磁干扰。

【技术特征摘要】
1.一种磁保持继电器控制电路，由驱动脉冲产生单元、脉冲带宽设置单元、比较器单元、功率驱动单元四个部分组成；其特征是：控制信号由高到低的下降沿或由低到高的上升沿经驱动脉冲产生单元形成一个负跳变或正跳变的驱动脉冲，驱动脉冲通过脉冲宽带设置单元与比较器单元后形成两个极性相反驱动信号，该驱动信号控制功率驱动单元使磁保持继电器进入复位或置位状态，驱动脉冲过后，不管控制信号是高电平还是低电平，磁保持继电器都处于保持状态，继电器线圈中无电流流过，既节省系统资源、省电又不会对周围电路产生电磁干扰。2.根据权利要求1所述的磁保持继电器控制电路，其特征是：所述的驱动脉冲产生单元由电容C1、电阻R1和R2组成，取电阻R1=R2，则在控制信号不变时电阻R1与R2连接点a处的电压Va=VCC/2，控制信号下降沿变化时电压Va为一个负跳变驱动脉冲、上升沿变化时电压Va为一个正跳变驱动脉冲，驱动脉冲跳变过程时间T=2π*R1*C1，根据磁保持继电器的驱动时间参数来选择电容C1的大小。3.根据权利要求1所述的磁保持继电器控制电路，其特征是：所述的脉冲带宽设置单元为电阻R3、R4和R5形成的分压网络，取电阻R3=R5，所述的比较器单元由两个相同的电压比较器或运算放大器IC1A、IC1B和电阻R6、R7组成；分压网络b点电压Vb=VCC*(R5+R4)/(2*R5+R4)，分压网络c点电压Vc=VCC*R5/(2*R5+R4)，且Vc<Va...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄采伦，田勇军，王靖，王安琪，孙恺，欧阳利，朱俊玮，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43