阅读说明：本技术 一种继电器控制电路和继电器 (Relay control circuit and relay ) 是由 吴文勇 张志军 钟天禄 于 2020-03-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种继电器控制电路和继电器,继电器控制电路包括电源转换模块、单方波触发电路、运放控制电路和电流采样电路,电源转换模块的输出端接继电器线圈,电流采样电路用于采样流过继电器线圈的电流大小,单方波触发电路的输出端和电流采样电路的输出端分别接运放控制电路的两输入端,运放控制电路的输出端接电源转换模块的反馈脚,运放控制电路用于对单方波触发电路的输出信号和电流采样电路的采样信号进行如下运算后输出：V<Sub>OUT</Sub>＝k<Sub>1</Sub>V<Sub>s</Sub>-k<Sub>2</Sub>V<Sub>in</Sub>。本发明具有避免继电器发热严重,可靠性高；功率较小,节能；输出电流精准控制,高可靠性；宽压输入,可应对各种复杂环境的优点。(The invention discloses a relay control circuit and a relay, wherein the relay control circuit comprises a power supply conversion module, a single-side trigger circuit, an operational amplifier control circuit and a current sampling circuit, the output end of the power supply conversion module is connected with a relay coil, the current sampling circuit is used for sampling the current flowing through the relay coil, the output end of the single-side trigger circuit and the output end of the current sampling circuit are respectively connected with two input ends of the operational amplifier control circuit, the output end of the operational amplifier control circuit is connected with a feedback pin of the power supply conversion module, and the operational amplifier control circuit is used for outputting an output signal of the single-side trigger circuit and a sampling signal of the current sampling circuit after the following operations are carried out: v OUT ＝k 1 V s ‑k 2 V in . The invention has the advantages of avoiding serious heating of the relay and having high reliability; the power is low, and the energy is saved; the output current is accurately controlled, and the reliability is high; wide pressure input, and can deal with various complex environments.)

一种继电器控制电路和继电器

技术领域

本发明属于继电器技术领域，具体地涉及一种继电器控制电路和继电器。

背景技术

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。

按继电器的负载可分为微功率继电器、弱功率继电器、中功率继电器和大功率继电器。大功率继电器在吸合瞬间需要较大电压或者电流，但吸合后所需的保持电流则不需要很大。然而，现有的继电器控制电路采用的是固定电压供电的，为了能够实现吸合，固定电压比较高，而通常继电器线圈阻值是不变的，吸合后，继电器线圈将一直维持着大电流，其存在的缺陷是：1.继电器发热严重，影响可靠性；2.继电器线圈保持大电流，功率大浪费能源；3.输出电流不可控；4.输入电压固定，且电压可变范围较小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种继电器控制电路和继电器用以解决上述存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种继电器控制电路，包括电源转换模块、单方波触发电路、运放控制电路和电流采样电路，所述电源转换模块的输出端用于接继电器线圈，为继电器线圈供电，所述电流采样电路用于采样流过继电器线圈的电流大小，所述单方波触发电路的输出端和电流采样电路的输出端分别接运放控制电路的两输入端，所述运放控制电路的输出端接电源转换模块的反馈脚，所述运放控制电路用于对单方波触发电路的输出信号和电流采样电路的采样信号进行如下运算后输出：

V_OUT＝k₁V_s-k₂V_in

其中，V_OUT为运放控制电路的输出信号的电压值，V_s为电流采样电路的采样信号的电压值，V_in为单方波触发电路的输出信号的电压值，k₁和k₂为常数。

进一步的，还包括断开电路，所述断开电路串设在继电器线圈的回路中，且被配置为当电源断开时，该断开电路关断。

更进一步的，所述断开电路设有RC吸收回路。

进一步的，所述电源转换模块为由DC-DC电源芯片U1、储能电感L1和续流二极管D2构成的BUCK电路，所述DC-DC电源芯片U1的反馈脚接运放控制电路的输出端。

更进一步的，所述DC-DC电源芯片U1的型号为TPS54140。

进一步的，所述单方波触发电路由PNP三极管Q2构成。

更进一步的，所述单方波触发电路还包括稳压管ZD2，所述PNP三极管Q2的发射极串联电阻R7接电源的输入端，所述PNP三极管Q2的基极一路通过串联的电阻R9和电容C3接地，一路通过电阻R10接稳压管ZD2的负端和PNP三极管Q2的发射极，所述稳压管ZD2的正端接地，所述PNP三极管Q2的集电极串联电阻R6接运放控制电路的输入端，所述PNP三极管Q2的发射极串联电阻R5接PNP三极管Q2的集电极。

进一步的，所述运放控制电路由运算放大器U2构成。

更进一步的，所述运算放大器U2的型号为TLV171-Q1。

进一步的，所述电流采样电路包括采样电阻R4，所述采样电阻R4串接在继电器线圈的回路中。

本发明还提供了一种继电器，设有上述的继电器控制电路。

本发明的有益技术效果：

本发明实现了继电器在吸合过程中提供大电流，吸合后维持稳定小电流，减小功率，从而避免继电器发热严重，影响可靠性；功率较小，节能。此外，本发明输出电流精准控制，可靠性高；具有宽压输入，可应对各种复杂环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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。

图1为本发明实施例一的电路图；

图2为本发明实施例二的电路图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例一

如图1所示，一种继电器控制电路，包括电源转换模块1、单方波触发电路2、运放控制电路3和电流采样电路4，所述电源转换模块1的输出端Coil1和Coil2用于接继电器线圈(图中未示出)，为继电器线圈供电，所述电流采样电路4用于采样流过继电器线圈的电流大小，并转化为电压大小进行输出，所述单方波触发电路2的输出端和电流采样电路4的输出端分别接运放控制电路3的两输入端，所述运放控制电路3的输出端接电源转换模块1的反馈脚VSNS，所述运放控制电路3用于对单方波触发电路2的输出信号和电流采样电路4的采样信号进行如下运算后输出：

V_OUT＝k₁V_s-k₂V_in

其中，V_OUT为运放控制电路3的输出信号的电压值，V_s为电流采样电路4的采样信号的电压值，V_in为单方波触发电路2的输出信号的电压值，k₁和k₂为常数。

本具体实施例中，所述电源转换模块1为由DC-DC电源芯片U1、储能电感L1和续流二极管D2构成的BUCK电路，所述DC-DC电源芯片U1的反馈脚VSNS接运放控制电路3的输出端，采用BUCK电路，电路的效率更高，且输入电压可以更宽。当然，在一些实施例中，电源转换电路1也可以采用现有的其它电源转换电路，如BOOST电路等，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

优选的，本具体实施例中，所述DC-DC电源芯片U1的型号为TPS54140，输入电压范围：3.5V到42V，具有宽压输入，可以应对各种复杂环境，且性能较优，但并不限于此，在一些实施例中，DC-DC电源芯片U1也可以采用其它型号的DC-DC电源芯片来实现。

优选的，本具体实施例中，电源转换模块1的输出端还设有滤波电容C1，用以对电源转换模块1的输出电流进行滤波，提高稳定性。本具体实施例的电源转换模块1的具体电路详见图1，此不再细说。

本具体实施例中，所述单方波触发电路2由PNP三极管Q2构成，具体的，所述PNP三极管Q2的发射极串联电阻R7接电源的输入端+12V，所述PNP三极管Q2的基极一路通过串联的电阻R9和电容C3接地，一路通过电阻R10接PNP三极管Q2的发射极，所述PNP三极管Q2的集电极串联电阻R6接运放控制电路3的输入端，所述PNP三极管Q2的发射极串联电阻R5接PNP三极管Q2的集电极，更具体电路连接详见图1。采用该电路结构，结构简单，易于实现，成本低，但并不以此为限，在其它实施例中，单方波触发电路2也可以采用现有的其它单方波触发电路来实现，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

进一步的，本具体实施例中，所述单方波触发电路2还包括稳压管ZD2，所述稳压管ZD2的负端接PNP三极管Q2的发射极，正端接地，通过设置稳压管ZD2既可以提高单方波信号的稳定性，又可以通过调节稳压管ZD2的电压，来调节单方波信号的电压大小，适用性更好，使用更灵活方便。

本具体实施例中，所述运放控制电路3由运算放大器U2构成，优选采用型号为TLV171-Q1的运算放大器U2来实现，单电源供电，电路结构简单，易于实现，且功耗低，但并不限于此，在其它实施例中，运算放大器U2也可以采用现有的其它运算放大器来实现。

本具体实施例的运放控制电路3的具体电路结构详见图1，此不再细说，采用该电路结构，电路结构简单，易于实现，性能稳定，当然，在其它实施例中，运放控制电路3也可以采用其它电路结构，只需满足V_OUT＝k₁V_s-k₂V_in的关系即可，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

本具体实施例中，所述电流采样电路4包括采样电阻R4，所述采样电阻R4串接在继电器线圈的回路中，具体电路连接关系请参阅图1。采用该电流采样电路4，电路结构简单，元器件少，易于实现，成本低，但并不以此为限。

本具体实施例中，采样电阻R4的阻值为0.2Ω，当然，在其它实施例中，采样电阻R4的阻值可以根据实际需要进行设定，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。

工作原理：

当电源上电时，单方波触发电路2工作，发送200ms的高电平信号(该高电平时间可根据实际需要进行调整)，该高电平信号与电流采样电路4的采样信号经过运放控制电路3运放后输出给DC-DC电源芯片U1的反馈脚VSNS，控制DC-DC电源芯片U1输出200ms的大电流(本实施例为2A)以驱动继电器进行可靠闭合；单方波触发电路2发送高电平后，持续输出低电平，该低电平信号与电流采样电路4的采样信号经过运放控制电路3运放后输出给DC-DC电源芯片U1的反馈脚VSNS，控制DC-DC电源芯片U1输出稳定小电流(本实施例为0.4A)流过继电器线圈，维持电磁效应，继电器持续吸合，从而实现高可靠吸合和节能的效果。

实施例二

如图2所示，本具体实施例与实施例一的区别为：本实施例还包括断开电路5，所述断开电路5串设在继电器线圈的回路中，且被配置为当电源断开时，断开电路5关断。

本具体实施例中，断开电路5采用NMOS管Q1来实现，包括NMOS管Q1、电阻R1、电阻R3和稳压管ZD1，具体电路连接关系详见图2，此不再细说。采用该断开电路5，灵敏度高，能耗低，但并不限于此，在其它实施例中，也可以采用其它开关电路来实现。

本具体实施例中，断开电路5设有RC吸收回路，包括电容C2和电阻R2，电容C2和电阻R2串联后与NMOS管Q1并联。

当电源断开后，断开电路5关断，快速断开继电器线圈的电流回路，进而使线圈电流快速下降，因线圈回路电流快速下降而产生的反电动势，由RC吸收回路进行吸收，从而实现快速开关的效果。当然，在其它实施例中，也可以使用其它吸收电路如TVS吸收电路来替代RC吸收回路。

本发明还提供了一种继电器，设有上述的继电器控制电路。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。